Desenvolvimento de AGV tipo paleteira com sistema de registro de trajetórias por repetição de movimentos com autonomia de operação e sustentabilidade energética por meio de regeneração de energia das máquinas de clusters setoriais

• Processo: 16/16667-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2019
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Jeferson Preti
• Beneficiário: Jeferson Preti
• Empresa: Citi Industrial Systems Eireli - EPP
• Município: Sorocaba
• Pesquisadores associados: Carlos Alberto Canesin
• Vinculado ao auxílio: 15/08458-1 - Desenvolvimento de AGV tipo paleteira com sistema de registro de trajetórias por repetição de movimentos com autonomia de operação e sustentabilidade energética, AP.PIPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/12862-0 - Desenvolvimento de AGV tipo paleteira com sistema de registro de trajetórias por repetição de movimentos com autonomia de operação e sustentabilidade energética por meio de regeneração de energia das máquinas de clusters setoriais, BP.TT; 18/14016-0 - Desenvolvimento de AGV tipo paleteira com sistema de registro de trajetórias por repetição de movimentos com autonomia de operação e sustentabilidade energética por meio de regeneração de energia das máquinas de clusters setoriais, BP.TT; 17/24176-1 - Desenvolvimento de AGV tipo paleteira com sistema de registro de trajetórias por repetição de movimentos com autonomia de operação e sustentabilidade energética por meio de regeneração de energia das máquinas de clusters setoriais, BP.TT; + mais bolsas vinculadas 17/17921-2 - Desenvolvimento de AGV tipo paleteira com sistema de registro de trajetórias por repetição de movimentos com autonomia de operação e sustentabilidade energética por meio de regeneração de energia das máquinas de clusters setoriais, BP.TT; 17/17381-8 - Desenvolvimento de AGV tipo paleteira com sistema de registro de trajetórias por repetição de movimentos com autonomia de operação e sustentabilidade energética por meio de regeneração de energia das máquinas de clusters setoriais, BP.TT; 17/16131-8 - Desenvolvimento de AGV tipo paleteira com sistema de registro de trajetórias por repetição de movimentos com autonomia de operação e sustentabilidade energética por meio de regeneração de energia das máquinas de clusters setoriais, BP.PIPE - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Desenvolvimento de software Veículos autônomos Transporte de carga Máquinas de levantamento e transporte Máquinas transportadoras Supercapacitores Baterias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Automated Guided Vehicle | Bateria recarregável com carga rápida e cadenciada | Baterias tracionadas | Paleteira | Regeneração de energia | Sistema de trajetória por repetição | supercapacitores | Engenharia Elétrica e Ciências da Computação

Resumo

Os equipamentos denominados AGV (Automated Guided Vehicle) estão presentes em processos industriais, bem como em procedimentos logísticos. O uso de paleteiras no processo fabril traz vantagens: eliminação de esteiras transportadoras de pallets, redução de espaço físico dedicado ao transporte, redução de custo na organização final de linha de produção, entre outras. Em contrapartida, depende da autonomia de baterias para realizar sua operação e, dificilmente estão focados em sustentabilidade energética. No Brasil, os AGVs possuem preços elevados, pois poucas empresas o fabricam de forma seriada, logo são necessários projetos especiais ou opções importadas, acarretando na complexidade do uso. Na Fase I deste projeto avaliou-se a viabilidade técnica de elaborar um AGV elétrico, tipo paleteira, de baixo custo, que dispense softwares de navegação externos e proporcione autonomia de operação e sustentabilidade energética (por meio de bateria recarregada a partir de um sistema de regeneração de energia cinética de outros equipamentos do processo fabril obtida da frenagem convertendo-a em energia elétrica). Neste cenário, constatou-se que é possível desenvolver o equipamento citado com baixo custo e autonomia de operação, utilizando-se odometria, marcadores de realidade aumentada e o método de aprendizado, por meio de equacionamento matemático próprio, porém com baixa acuracidade do sistema. Por outro lado, observou-se dificuldades no reaproveitamento de energia elétrica advinda de outras máquinas do processo fabril para a alimentação do AGV proposto em função da necessidade de customização dos conversores para cada tipo de equipamento, não resultando em benefícios ao investimento necessário. Neste sentido, os principais objetivos da Fase II deste projeto são: aumentar a acuracidade no sistema do AGV para seguir as rotas ensinadas previamente e elaborar um modelo cinemático e/ou dinâmico associado a uma lei de controle para manter a determinação contínua de sua localização. Ademais, elaborar uma nova Estação de Regeneração e Carregamento de Energia (ERCE), de baixo custo, fácil instalação e aplicável a setores industriais. A inovação proposta nesta Fase aponta para três grandes desafios técnico científicos a serem pesquisados: o desenvolvimento de um software associado a uma lei de controle visando aumentar a eficiência e acuracidade do deslocamento da paleteira, a elaboração de uma ERCE como um produto aplicado a setores industriais, sem a necessidade de customização a cada cliente e a construção de um protótipo de AGV e ERCE que permita testar o conjunto. Estes desafios serão pesquisados à luz da premissa inicial de elaborar um sistema de baixo custo. As metodologias e técnicas propostas são o modelo de controle preditivo, controle preditivo generalizado, lei de controle com estabilidade verificada segundo método de Lyapunov, seguida de linearização e aplicação de PID convencional, entre outras, visando aumentar a acuracidade no sistema do AGV para seguir as rotas ensinadas. Além da elaboração um software aprimorado, onde será implementado o controle considerando as condições de contorno não holonômicas do robô. Para elaborar a ERCE, será realizada uma pesquisa de mercado em ambientes fabris de determinados setores industriais, mapeando os tipos de máquinas e clusterizando-as, a seguir a estação será projetada descaracterizando-a como um serviço de customização. Por fim, a validação será realizada através de ensaios experimentais em escala real com a construção de protótipos do AGV e ERCE, a partir dos resultados obtidos da Fase I de testes de bancada. Os principais resultados esperados nesta segunda Fase indicarão a possibilidade de obtenção de um AGV auto pilotado viável economicamente, eficaz e com acurácia de deslocamento, assim como uma ERCE de baixo custo, fácil instalação e aplicável a setores industriais, compatível com um maquinário específico, sem a necessidade de customização, obtidos como protótipo. (AU)