Automated battery charging and replacement system fo industrial AGVs

Transporting and moving materials inside a production plant using AGVs is usually a very complicated and time consuming operation. Indeed, even though these machines are fully automated, they usually cannot operate continuously due to their battery autonomy limitations. The aim of this thesis is to design an automated charging and replacement station for AGVs batteries that is economical, compact and easy to produce and assemble. The system is able to quickly replace the battery of an operating AGV while at the same time recharging others in the station. It comprises a “charging department”, where batteries are charged, and a “replacement section”, capable to remove the battery from the AGV and replace it with a newer one. The structure of the station is composed by economical commercial profiles easily obtainable from the market. The “charging department” comprises several shelves that house the charging batteries and the connector mechanism to facilitate their positioning. The complete design procedure and choice of components has been described in detailed, giving reasoning of every engineering choice made. Moreover, it is shown the control logic developed together with its integration in the hardware and software control.

Il trasporto e lo spostamento di materiali all'interno di un impianto di produzione utilizzando degli AGV è solitamente un'operazione molto complicata e dispendiosa in termini di tempo. Infatti, anche se queste macchine sono completamente automatizzate, di solito non possono funzionare continuamente a causa dei limiti di autonomia della batteria. Lo scopo di questa tesi è quello di progettare una stazione automatizzata di ricarica e sostituzione per batterie AGV che sia economica, compatta e facile da produrre e assemblare. Il sistema è in grado di sostituire rapidamente la batteria di un AGV e allo stesso tempo di ricaricarne altre nella stazione. Comprende un “reparto di ricarica”, dove vengono caricate le batterie, e una “sezione di sostituzione”, in grado di rimuovere la batteria dall'AGV e sostituirla con una nuova. La struttura della stazione è composta da profili commerciali economici facilmente ottenibili sul mercato. Il “reparto di ricarica” comprende diversi ripiani che ospitano le batterie in ricarica e il meccanismo di connessione per facilitarne il posizionamento. L'intera procedura di progettazione e scelta dei componenti è dettagliatamente descritta, motivando ogni scelta ingegneristica effettuata. Viene inoltre illustrata la logica di controllo sviluppata insieme alla sua integrazione nell'architettura hardware e software.