Sistemas ópticos safePGV y safePXV para vehículos de guiado automático (AGV)

Las unidades de transporte autónomo suelen operar en espacios laborales. Por lo tanto, se aplican estrictos requisitos de seguridad al operar estos vehículos. Para cumplir con estos requisitos, es esencial contar con información como datos fiables para el posicionamiento absoluto. Los sistemas ópticos safePGV y safePXV de Pepperl+Fuchs requieren un solo sensor cada uno para proporcionar estos datos. Estos dispositivos cumplen con los niveles de seguridad SIL 3 y PL e con un mínimo esfuerzo de integración.

Los sistemas de transporte autoguiados (AGTS) y los vehículos de guiado automático (AGV) abarcan desde pequeños robots, shuttles autónomos y carretillas elevadoras hasta transportadores de skids aéreo para carrocerías completas. En espacios donde estas máquinas se mueven de forma autónoma, es fundamental garantizar la seguridad de las personas que se encuentran dentro de su radio de acción. Por supuesto, también es importante evitar daños materiales causados por colisiones en las que no haya personas involucradas, lo que, como mínimo, garantiza la fluidez de los procesos. Dependiendo de la aplicación, el controlador del vehículo debe poder acceder a una posición absoluta segura de forma continua o en puntos críticos.

La Directiva 2006/42/CE de la UE, que será sustituida por el Reglamento de Maquinaria de la UE a partir de 2027, exige la comparación entre diferentes sensores o tecnologías para este fin. Por ello, se suelen utilizar múltiples dispositivos, lo que aumenta la complejidad y los costes. Sin embargo, los sistemas safePGV y safePXV de Pepperl+Fuchs proporcionan un posicionamiento absoluto seguro mediante un concepto técnico tan fiable como robusto y sencillo, y todo ello con un solo sensor.

Redundancia intrínseca

Ambos sistemas obtienen datos de posición de códigos Data Matrix tricolores de 15 x 15 mm, capturados por una cámara con iluminación LED roja y azul. El objetivo se enfoca únicamente en el rango de detección. La apertura y el tiempo de exposición se configuran para una iluminación óptima que garantiza una detección nítida incluso con luz ambiental y superficies altamente reflectantes. Los LED de diferentes colores parpadean por separado en una secuencia aleatoria y con evaluación de seguridad. Como resultado, la cámara siempre detecta solo una parte de los códigos.

El firmware interno del sistema compara las señales con un algoritmo seguro y realiza una comprobación de plausibilidad independiente: la evaluación de la cámara compara los códigos capturados independientemente con el valor esperado, pero sin detectar el color de iluminación correspondiente. Si existe una discrepancia entre la información de la imagen y la posición detectada, se notifica un fallo. Además, se comprueba el correcto funcionamiento del software de la cámara.

La información ya comprobada se transfiere directamente al controlador seguro a través de la interfaz PROFINET/PROFIsafe integrada, donde los datos de posición pueden procesarse conforme a SIL 3 y PL e sin necesidad de un bloque de función adicional.

Un solo código Data Matrix de la cinta de codificación, con una longitud de hasta 100 km, es suficiente para determinar con precisión la posición en el eje X. La ventana de lectura de 120 x 80 mm captura múltiples códigos; los datos de posición se emiten con una precisión de 0,2 mm, incluso en puntos dañados o sucios. Esto significa que la determinación de la posición está garantizada con múltiples niveles de redundancia utilizando un solo sensor.

Tecnología robusta con diagnóstico integrado

El sensor también realiza un autodiagnóstico continuo y supervisa tanto el estado de la cámara como la calidad de la cinta de código. Esto se lleva a cabo durante la puesta en marcha y el funcionamiento continuo. La legibilidad del código en la ventana de lectura se clasifica según su posición. En este caso, también se muestra el número de códigos leídos. El deterioro detectado puede localizarse para implementar medidas de mantenimiento preventivo específicas.

Los códigos Data Matrix se imprimen en una cinta autoadhesiva de plástico resistente o directamente en barras metálicas de aluminio. Estas últimas se utilizan especialmente para ubicaciones sometidas a un alto estrés mecánico, por ejemplo, en intersecciones con tráfico intenso. La cinta autoadhesiva puede tener una longitud de hasta 100 km, lo que ofrece una diferenciación de códigos adecuada incluso en emplazamientos muy grandes.

El cabezal de lectura no tiene piezas móviles, lo que significa que funciona sin desgaste. Su hardware está diseñado para ser altamente robusto y garantizar una disponibilidad a largo plazo con un mínimo mantenimiento. La cámara tiene un amplio rango de profundidad de enfoque y, según la versión del dispositivo, puede instalarse a una distancia de entre 70 mm y 180 mm del código o la cinta de color.

Guía lineal o navegación libre

La base de la tecnología del sensor es idéntica; la diferencia entre ambos sistemas reside en las aplicaciones para las que están optimizados:

En particular, el safePXV está diseñado para aplicaciones de guiado lineal, como transportadores monorraíl, sistemas de skids y sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación. El sistema se basa en una cinta de código Data Matrix continua. Los datos de posición también pueden utilizarse para mantener velocidades y distancias seguras entre los skids.

El safePGV ha sido desarrollado para la navegación de sistemas de transporte autoguiados (AGTS). Además de la posición X segura, el sensor proporciona otros valores como la desviación angular y de la vía, la distancia en la dirección Z y la velocidad para un control fiable del vehículo. El sistema también puede utilizarse para garantizar que se mantenga una distancia mínima segura entre varios vehículos AGTS. Otra opción es la conmutación segura de los campos de protección, por ejemplo, para desplazamientos lentos o si se utilizan escáneres ópticos para aproximarse a los puntos de transferencia.

Navegación libre con marcadores de posición

Además de la navegación segura basada en la cinta de código Data Matrix continua multicolor, el safePGV también puede utilizarse para la navegación en cuadrícula no segura basada en etiquetas Data Matrix distribuidas y para la navegación mediante una simple cinta de pista de color y un código de control. En este caso, el sensor utiliza el valor Y, que describe la desviación con respecto al centro de la cinta de color. La interacción optimizada entre la exposición y la cámara elimina la necesidad de cintas de contraste adicionales en la navegación con cinta de color. La amplia ventana de lectura captura varios tipos de cintas de color, con un ancho de pista de entre 10 mm y 40 mm.

Además, la tecnología del sistema PGV también está disponible en una versión no segura, que también puede utilizarse para la navegación en cuadrícula y determina los datos de posición basándose en una cinta de código o en modo cuadrícula.