AGV Kullanımı ve Yardımcı Malzemeler

AGV (Automated Guided Vehicle); insan yönlendirmesi olmaksızın merkezi bir kontrol ünitesi tarafından kontrol edilen, istenen malzemelerin önceden belirlenen istasyonlar arasında taşınmasını sağlayan otomatik araçlardır.
Malzeme taşıma sistemlerinden biri olan AGV araçlarının amacı doğru malzemeyi istenen yere uygun zamanda ve minimum masrafla güvenli bir şekilde taşınmasıdır. Herhangi bir kablo döşenmesi olmadığı için rota değişimi veya yeni rota belirlenmesi durumu sıfır maliyet ile gerçekleştirilebilir. Aynı zamanda hareket ettikleri yolları herhangi bir araç veya insan da kullanabileceği için malzeme taşıma için ayrılmış alan minimuma indirgenmiş olacaktır.
Günümüzde üretim yoğunluğunun fazla olduğu fabrikalarda çekme, itme, kaldırma, bırakma, taşıma,  gibi işlemler için insansız araçlara rol verilmesi oldukça yaygın hale gelmiştir.
Otomatik taşıma sistemlerinin avantajları arasında sayabileceğimiz başlıca maddeler şu şekildedir:
•    Çalışan sayısında ortaya çıkacak olan düşüş ile maliyet düşürülmüş olur.
•    Taşıma ve depo içerisindeki planlamanın istenene daha yakın şekilde yapılmasına yol açar.
•    Ürünlerin aktarılmasında kullanılan alan için ekstra bir yer ayrılmasına gerek kalmadan forklift yada operatör yolu kullanılabilir.
•    7/24 çalışabilirler.
Otomotiv sektörü, Beyaz-Eşya sektörü gibi üretim yoğunluğunun yüksek oranda olduğu fabrikalarda son yıllarda yoğun şekilde rastladığımız AGV araçların üretiminde birçok farklı teknoloji ve tasarım kullanımı söz konusudur. Ancak en basitinden en kapsamlısına, çizgi izleyeninden anlık haritalanma yapana kadar bütün insansız araçlarda güvenlik önemli bir yer almaktadır.
Fabrika içerisinde insan yoğunluğu olan alanlarda, araçların insanlar ya da diğer araçlarla kesişebileceği noktalar olduğunda AGV araçlarında güvenlik için kullanılan ekipmanlar arasında birinci olarak alan tarayıcı sensörler kullanılmaktadır.
Ayrıca güvenlik ekipmanları emniyetli tamponlar ile tamamlanmaktadır.

Alan Tarayıcı Sensörler:
Infrared led yada lazer kaynak ile alan tarayıcının özelliğine göre belli açı ve ayarlanabilir mesafede tarama gerçekleştirildikten sonra taranan alandaki cisimlerin algılanarak istenen eylemin gerçekleşmesini sağlayan sensörlerdir.
Engel algılama, haritalandırma gibi farklı uygulamalar için farklı çalışma prensibine sahip olan ve farklı özellikte alan tarayıcı çeşitleri mevcuttur. 
Yazımız AGV araçları ile ilgili olduğu için AGV araçlarında kullanılan alan tarayıcılar ile devam edeceğiz. Alan tarayıcılar AGV araçlarında yada robotlarda göz olarak değerlendirilebilir. Tarayıcılar sayesinde çevredeki cisimler gözlenerek rota üzerinde cisim algılandığında aracın yavaşlaması, yön değiştirmesi, yada durdurulması şeklinde komutlar ile işlem yapılabileceği gibi haritalandırma yapılarak çevre, öğretilerek rota belirlenerek harekete devam edilebilir.
 
Haritalandırma yapılan 2D alan tarayıcılarda X-Y koordinat bilgisi ve hedef menziline çıkan cisimlerin bu koordinattaki mesafe ve yoğunluk bilgisi elde edilirken, 3D alan tarayıcılarda ise aynı işlem X-Y-Z koordinatları için yapılmaktadır. ROS destekli kullanılabilen Hokuyo alan tarayıcı sensörleri C, C#,C++ dillerinde kullanılabilmektedir.
Engel algılama olarak kullanılan alan tarayıcılar genellikle 3 farklı alanı aynı anda tarayabilmektedir. Alan tarayıcılar özellikleri içerisinde yar alan mesafe ve açısal taramanın ayarlanabileceği bu 3 alanı bir arayüz vasıtası ile ürünü programlayarak belirlenebilme imkanı sunmaktadır.
Emniyetli olan ve olmayan olarak ayrılan modeller kendi içlerinde farklı donanım ve özellikler ile uygulamaya ve kullanılmak istenen çevresel şartlara göre tercih edilmektedir.

Emniyetli Lazer Alan Tarayıcı (Safety Laser Scanner):
İnsan yoğunluğunun olduğu bölgelerde çalışan AGV araçlarının çalışan güvenliği ve çevre güvenliğini sağlamak amacıyla belirli güvenlik standartlarında olmaları gerekmektedir.
Bu aşamada emniyetli lazer alan tarayıcıları tercih edilmektedir. Japon menşeili Hokuyo markasına ait UAM serisi alan tarayıcılar bu amaçla üretilmiş bir seridir.

Dünyanın en küçük boyutlarına sahip olan UAM serisi ürünleri AGV araçlarında montaj kolaylığı sağladığı gibi hafifliğinden dolayı yakıt tasarrufu da sağlamaktadır.
 
Çalışma1: AGV araç üzerinde Hokuyo Safety Lazer Alan Tarayıcısı UAM-05LP
UAM-05LP Teknik Özellikleri ve Kullanım Alanları:
270° açı ile tarama gerçekleştiren ürünün 5m koruma alanı ve 20m’ye kadar da ikaz alanı taraması mümkündür.
Bu özellik sayesinde 4 sensör yerine 2 adet alan tarayıcı ile AGV aracın dört tarafınıda gözetmek mümkündür.

Tehlikeli alanı korumak için çoklu kullanım gerektiğinde maksimum 4 adet UAM Master-Slave fonksiyonu ile birbirine bağlanabilir.

Ethernet vasıtası ile mesafe ve yoğunluk bilgisi alınmasını mümkün kılan ürün haritalandırma modellerinin prensibi gibi ROS destekli kullanılabilmektedir.
SCIP2.0 protokolünü desteklemektedir.

 
AGV projelerinde farklı araç hızları için farklı alanlar tanımlamak ve bu alanlarda tarama yapılması gerekmektedir. Encoder sayesinde elde edilen hareketin yön ve hızı taranan alanı değiştirmek ve anormal hareket sırasında AGV’yi durdurmak için sürekli olarak gözlenmektedir 

SD kart özelliği ile ayarlanması gerçekleşen alan kayıt edilebilir sonrasında bilgisayar bağlantısı olmadan SD kart takılarak konfigürasyon sağlanabilmektedir.
Ürün yenileneceğinde ya da aynı ayarlarda birden çok ürün kayıt edileceğinde zaman kaybı yaşanmayacağından özellik kullanışlıdır.

Emniyetli Tamponlar:
Otomatik araçlarda olası tehlike durumlarında güvenlik önlemlerini tamamlamak, çevredeki çalışanların ve araçların görebileceği zararları ortadan kaldırmak maksatlı kullanılan emniyetli tampon (safety edge ya da bumpers) ürünleri kullanılmaktadır.

Grein markasına ait olan uygulama, araç tipi, hızı, çarptığında oluşabilecek kuvvet ve tepki süresine göre farklı yapıda ve özelliklerde tamponlar mevcuttur.

AGV araçlarında uygulamaya göre kullanılabilecek ürünler:
İnsansız araçlarda aracın gideceği istasyon noktalarında haberleşme sağlamak maksatlı çözüm yöntemlerinden biri de optik veri aktarım cihazlarıyla veri aktarımıdır.
Aşağıda Hokuyo markasına ait optik veri iletim cihazları ile ilgili bazı uygulama ve çalışmalar hakkında kısa bilgiler vermeye çalışacağım.
AGV ile istasyon arasında durum, konum bilgisi ile birlikte lift durum bilgisi ve AGV’ye start/stop bilgilerini aktarabilmek mümkündür.

Ayrıca optik veri transfer cihazları ile optik veri iletiminin yanı sıra mesafe bilgisi de aktarılabildiği için ray üzerinde hareket eden RGV araçlarında çarpışma önleyici olarak da kullanılmaktadır.

Yine Hokuyo markasına ait optik uzaktan kumandalar ile ray üzerinde hareket eden araçların manuel olarak hareket ettirilmesi gerektiğinde kullanılabilecek alıcısı aracın üzerinde ve kumandası operatörde bulunan bir uzaktan kumanda ile 999 alıcının çalışabileceği kumanda sistemleridir.
4 hareket komutu ve 12 hareket komutu olan tipleri mevcuttur. AGV aracın manuel hareket ettirilmesi gerektiği bakım, tamir zamanlarında start/stop ve hareket şeklinde de kullanılabilir.

Bazı özel AGV uygulamalarında döner alandan sabit alana sensör bilgisi yada enerji aktarılacağı zaman slip ring ürünleri tercih edilmektedir.
Slip ring: Sabit alan ile hareketli alan arasında veri (sinyal, güç, ethernet, ethercat, pnomatik, hidrolik vs.) aktarımların bir ya da birçoğunun aktarımını aynı anda sağlayabilen elektriksel parçalardır. Farklı uygulamalar ve montaj yerlerine göre farklı tipleri mevcuttur.
Bir tarafı dönerken bir tarafı sabit kalan ya da uygulamaya göre içi dönerken dışı sabit kalan şeklinde kullanımları olduğu gibi operasyona yönelik özel ürün üretimi de sağlanmaktadır.