Control del movimiento en los almacenes más grandes del mundo

En el detrás de escena de sus compras en línea, hay robots móviles que se desplazan por el piso de los almacenes automatizados y van recolectando los artículos para usted. Estos robots se denominan vehículos autónomos (AGV por sus siglas en inglés) y funcionan, en parte, gracias a los codificadores magnéticos Timken^®.

Los codificadores utilizan tecnología de detección para identificar cambios en los campos magnéticos. La función de los codificadores magnéticos Timken^® es ayudar con la navegación de cada AGV. Sin ellos, los AGV podrían chocar entre sí o simplemente no funcionar.

“Imagine la precisión necesaria para posicionar el brazo robótico de un AGV de modo que pueda recoger una bolsa que contenga algo como un frasco de aspirinas en un almacén gigante”, explica John Santos, ingeniero principal de productos sensores. “Los codificadores magnéticos de Timken proporcionan la información sobre la velocidad y la posición que permite guiar con precisión a los AGV hacia el destino correcto”.

El resultado es un baile logístico bien orquestado, donde los productos se seleccionan de forma correcta y se envían a tiempo a los consumidores desde las tiendas minoristas más grandes del mundo.

Los AGV son parte de una tendencia de automatización que está cambiando tanto el comercio minorista en línea y como el tradicional. Los grandes minoristas buscan que los robots se encarguen de las tareas manuales y repetitivas de la preparación de pedidos y que la gente se ocupe de tareas más complejas como el control de calidad y la atención al cliente. El resultado: los consumidores obtienen los productos más rápidamente; las empresas funcionan de manera más eficiente.

“Los codificadores magnéticos de Timken proporcionan la información sobre la velocidad y la posición que permite guiar con precisión a los AGV hacia el destino correcto”.

Juan Santos,
ingeniero principal de productos sensores, Cone Drive de Timken

Una nueva generación de sensores

Tradicionalmente, los codificadores ópticos, como el que puede encontrar en el mouse de su computadora, se usaban para controlar el movimiento en aplicaciones como máquinas herramienta, piezas de robótica y dispositivos de ensamblaje. Los diseños ópticos utilizan sensores de línea de visión para crear señales, por lo que funcionan bien en entornos operativos limpios y silenciosos.

Sin embargo, en presencia de polvo, escombros, alta humedad, vibraciones y otras condiciones de impacto, las cosas se complican. En los últimos 20 años, diferentes almacenes, plantas de producción de papel y plantas automotrices han incorporado más automatización en sus sistemas. Como resultado, los fabricantes de equipos han tenido que buscar soluciones de detección que puedan manejar las condiciones imperfectas de esos entornos operativos.

En respuesta, los ingenieros de Timken patentaron diseños de codificadores magnéticos con tecnología de efecto Hall para obtener alta resolución de un disco objetivo magnético duradero. La detección magnética no necesita un entorno limpio para funcionar con precisión.

Los codificadores magnéticos de Timken se utilizaron por primera vez en sensores de dirección asistida eléctrica de automóviles para mejorar la precisión y la eficiencia de la dirección asistida. En los automóviles, los dispositivos ayudan a detectar la posición y el par aplicado a una columna de dirección cuando el conductor gira el volante. Luego, el software convierte esas señales en una salida adecuada a través del motor.

El concepto es el mismo en los AGV, donde se aplica una nueva quinta generación de codificadores magnéticos. Estos codificadores son los ejes de comunicación entre las columnas de dirección y los motores de los AGV y permiten controlar la velocidad y la posición de una unidad para que el robot esté siempre en el lugar correcto en el momento correcto.

“La continuidad del tiempo de actividad es crucial, porque si se pierden codificadores en esas áreas, se apaga el corazón del robot”, explica Santos. “Somos conocidos por nuestra confiabilidad. Con nuestros clientes automotrices, tenemos una tasa de fallas en piezas por millón de un solo dígito”.

Descifrando el código de confiabilidad y resolución

Timken ha trabajado con proveedores de motores AGV durante los últimos cinco años con el objetivo de personalizar esta tecnología para sus aplicaciones. Actualmente la empresa se está volcando a la producción, a medida que los minoristas más grandes del mundo comienzan a implementar esta tecnología cada vez en más instalaciones.

Los ingenieros de Timken llegaron al diseño actual de codificadores magnéticos a través de un extenso proceso de investigación, desarrollo y pruebas en el mundo real, realizadas en almacenes automatizados donde los minoristas están experimentando con la tecnología antes de aplicarla de manera más generalizada. Timken trabajó con varios fabricantes en la personalización de prototipos según el diseño del motor de cada cliente. Luego, los codificadores magnéticos se sometieron a las condiciones únicas de escombros, vibraciones y golpes en los almacenes de prueba. Los resultados fueron positivos en todos los casos.

“Al utilizar codificadores magnéticos de Timken, los fabricantes de AGV eliminaron las fallas típicas que observaban con las opciones de codificadores ópticos”, asegura Santos. “En esta línea de productos, estamos desarrollando y fabricando sensores en lugar de rodamientos, pero nuestro enfoque es el mismo. Nuestro mundo del diseño se centra siempre en la interacción entre los componentes fijos y giratorios y en comprender cómo las tolerancias y las cargas afectan esa interacción”.

El resultado es una solución de detección de bajo perfil, robusta y de alta resolución, que son todas características clave para el éxito en el mercado de los AGV, ya que, en sentido figurado, encuentran y mueven agujas en un pajar.

Obtenga más información sobre las soluciones de Timken para almacenes automatizados en este artículo sobre los sistemas de rieles telescópicos Rollon® de la empresa.

Published: 2021/11/29