Los vehículos de guiado automático (AGVs) son indispensables en la intralogística moderna. Para que los vehículos autónomos puedan circular con seguridad en todo momento, deben ser capaces de detenerse de manera fiable. Sin embargo, la distancia de frenado de un AGV no es una mera constante. Es el resultado de una compleja interacción entre los sensores, los sistemas de control y la mecánica. Por ello, los tiempos de respuesta mínimos y verificados de los frenos, así como una supervisión inteligente, son decisivos para la seguridad.
Para que los vehículos de guiado automático se detengan siempre de forma precisa a su paso por las líneas de producción y no causen ni daños materiales ni a personas, son imprescindibles frenos de seguridad fiables y de funcionamiento preciso. Los requisitos de las normas habituales son claros: El sistema de frenado debe ser capaz de detener el vehículo de forma segura dentro del rango de detección del sensor, incluso en condiciones desfavorables como carga nominal máxima o en plano inclinado. La base para ello son frenos de seguridad que funcionan según el principio fail-safe. En estado desenergizado, permanecen cerrados de forma segura debido a la fuerza de los muelles. De este modo, aplican de forma fiable el par de frenado requerido incluso en caso de parada de emergencia, fallo de tensión o rotura de cable.
Teoría y práctica de la distancia de parada
La distancia de parada total de un vehículo es mayor que la distancia teórica de frenado. «En ausencia del conductor se elimina el tiempo de reacción humano y el freno entraría en acción de inmediato ante la correspondiente solicitud, frenando el vehículo», explica Andreas Merz, director de producto en mayr Antriebstechnik en Mauerstetten. «En la práctica, sin embargo, cada freno tiene un determinado tiempo de conexión o tiempo de respuesta, el denominado tiempo t1, durante el cual se genera el par de frenado. A ello se suman los tiempos muertos en cascada de los sensores conectados, del control y del contactor de freno.»
Estos tiempos muertos del sistema provocan que el frenado no se inicie de forma instantánea al recibir la solicitud, sino con retardo. «Durante estos tiempos muertos, el vehículo sin conductor continúa moviéndose o incluso se acelera, por ejemplo, debido a una pendiente», añade Andreas Merz. «En ambos casos, la distancia de frenado aumenta.»
La situación empeora por tiempos de conexión y de respuesta innecesariamente largos o por frenos de seguridad incorrectamente dimensionados. Por ello, es importante que los usuarios seleccionen frenos con tiempos de respuesta verificados y lo más cortos posible, que se mantengan durante toda la vida útil.
Cuando el freno se vuelve inteligente
Es precisamente aquí donde entran en juego soluciones de monitorización inteligentes como el módulo instalable a posteriori ROBA® brake-checker®. Funciona sin sensores y ofrece una supervisión funcional integral: Mediante el análisis de las curvas características de corriente y tensión en la alimentación del freno, el ROBA® brake-checker® determina de forma inequívoca el estado de funcionamiento de este. La solución es más que un simple sustituto de los sensores de apertura y desgaste (microinterruptores y detectores de proximidad): Mediante el registro de magnitudes adicionales como tiempos de respuesta, tensiones o resistencia de la bobina del freno, el ROBA® brake-checker® permite análisis avanzados y conclusiones sobre interacciones complejas. En combinación con el módulo ROBA® gateway, la solución adquiere capacidad de red: Los dos módulos están conectados mediante una interfaz IrDA; los datos del freno pueden leerse de forma continua a través de conexión Ethernet. Así, un componente mecánico robusto se convierte en una unidad inteligente proveedora de datos, que se alinea con el futuro Reglamento de Maquinaria de la UE, el cual pone mayor énfasis en la fiabilidad de las funciones de control y de software.
«Actualmente ofrecemos los módulos como unidad compacta en una carcasa que se instala sobre el carril DIN», explica Andreas Merz. «Sin embargo, para las construcciones más compactas, se requieren soluciones altamente integrables. Por ello, hemos integrado la solución en un chip que ofrece la funcionalidad completa del ROBA® brake-checker® y del ROBA® gateway. El controlador se integra directamente en el sistema de control del usario, lo que permite ahorrar espacio de forma significativa. En este momento, esta variante se encuentra en fase de prueba con los primeros clientes.» Para un fabricante de AGVs, la integración de dicho sistema puede simplificar considerablemente el proceso de conformidad. En lugar de basarse en intervalos de mantenimiento genéricos, puede consultar datos concretos y verificados, lo que le permite acreditar la seguridad de forma continua.
Funcionamiento estable y menor consumo de energía
Una ventaja clave del módulo es su capacidad de alimentar el freno de forma estable incluso con tensión de batería fluctuante, un escenario típico en aplicaciones móviles. Suministra una tensión de salida estable y garantiza así que el freno abra de forma segura en todo momento y cumpla los tiempos de respuesta definidos. Esto garantiza un funcionamiento fiable durante el mayor tiempo posible, incluso con tensión de batería decreciente.
Además, tras la apertura del freno, el módulo reduce de forma inteligente la tensión de mantenimiento. Esto reduce el consumo de energía del freno hasta en un 90% y aumenta así la autonomía del AGV al preservar la batería del vehículo.
Protección fiable también para los equipos de elevación
La combinación de frenos de seguridad contrastados con una electrónica de supervisión inteligente constituye la solución óptima para los elevados requisitos de seguridad de los vehículos autónomos. No solo aumenta la seguridad operativa, sino que también prepara los vehículos para la normativa del futuro. Esto se aplica igualmente a los equipos de elevación en AGVs o carretillas autónomas, así como a los brazos robóticos montados en AGVs. Aquí la seguridad es igual de importante que en los propios vehículos. Pues, como señala Andreas Merz, las consecuencias de un freno sobrecargado son especialmente graves en esta situación: «En el caso de ejes con movimiento vertical o de brazos robóticos, los frenos pueden sobrecargarse, por ejemplo, debido al aumento de velocidad antes de la actuación del freno.» Esto podría prolongar aún más la distancia de frenado o, en el peor de los casos, provocar la caída de la carga. Componentes fiables, el dimensionado correcto del freno y una supervisión inteligente que conoce el estado del freno previenen de forma fiable tales escenarios.
