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ÍNDICEINTRODUCCIÓN:...........................................................................................1
DESARROLLO:...............................................................................................2
Componentes:...........................................................................................2
Instalación:................................................................................................2
Funcionamiento:.......................................................................................3
Movimiento de un AGV:...........................................................................4
Clasificación según el tipo de vehículo:.....................................................7
Baterías:....................................................................................................8
Tipos de AGV:............................................................................................8
Aplicaciones de los AGV:.........................................................................10
Control:...................................................................................................11
Ventajas:.................................................................................................12
CONCLUSIÓN:.............................................................................................14
FUENTES DE INFORMACIÓN:.....................................................................15
Universidad Tecnológica Nacional-FRRA-Ingeniería IndustrialManejo de materiales y distribución en plantas -Tema: Vehículos autoguiados
INTRODUCCIÓN: VALE
El objetivo principal de un sistema de transporte de materias en un entorno
industrial es asegurar que las materias en su justa cantidad sean transportadas de
manera segura hasta el destino deseado en el tiempo adecuado y con el mínimo costo.
Esta función se cumple plenamente con la implementación de vehículos
autoguiados dentro de cualquier tipo de empresa. Se denomina así a un sistema no
tripulado de transporte de carga normalmente propulsado mediante electricidad
almacenada en baterías. Estos vehículos pueden ser programados para recoger una
carga en un punto y transportarla automáticamente hasta otra localización
Con el objetivo de reducir costos y tiempos de producción, en los últimos años
las empresas están comenzando a sustituir los sistemas tradicionales de transporte
guiados manualmente por sistemas de vehículos guiados automáticamente. Estos
nuevos sistemas, al no estar tripulados, pueden funcionar 24 hs al día sin necesidad de
descanso. Además, un solo operario puede controlar toda una flota de vehículos, en
lugar de precisar un conductor por cada uno, lo que representa una importante
reducción de costos.
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DESARROLLO:
Los primeros AGVs comenzaron a usarse en la década de 1950. Un AGV
consiste principalmente en una plataforma con ruedas con
un microprocesador incorporado y una fuente de alimentación propia, que es capaz
de moverse por sí misma, y recibe órdenes de una unidad de control o de otro AGV por
medio de señales de radio (normalmente FM). Si bien en un principio los AGVs se
usaban sólo para transportar piezas pesadas, actualmente incorporan toda una gama
de herramientas, desde pallets para apilar contenedores hasta brazos robot que
realizan funciones de manipulación de objetos.
Componentes:
Host: se encarga de la generación de órdenes, en base a la comunicación
establecida con los Datos capturados en planta y con el sistema de gestión del cliente,
ERP o WMS.
Gestor de Órdenes: recibe las órdenes generadas, las trata y reordena
persiguiendo la máxima optimización del sistema y respetando las prioridades del
cliente.
Control de Tráfico: asigna las órdenes a cada AGV del sistema y vigila su
correcto cumplimiento.
AGVs: son los encargados de ejecutar las órdenes y de realizar el
movimiento físico de la mercancía.
Instalación:
La instalación de estos sistemas es relativamente fácil comparada con los
transportadores de cadena, por ejemplo. En los sistemas por banda magnética, ésta se
pega simplemente sobre el pavimento, marcando el recorrido a realizar. En los
sistemas por cable, se coloca en una cavidad de 5 a 10 mm de por 10 a 15 mm de
profundidad que luego se sella. La banda o el cable transportan la señal de guía que el
vehículo capta y sigue. El sensor de que dispone cada vehículo detecta el pequeño
campo magnético emitido por el cable y proporciona las instrucciones de conducción.
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Pequeños imanes o placas de metal son colocados a lo largo del recorrido, en
puntos clave, para dar información sobre su situación al vehículo. Cuando éste pasa
por encima de esos códigos, un sensor le dice dónde está y qué función debe realizar.
Estos códigos se utilizan para marcar las estaciones de carga/descarga del
sistema, los puntos de decisión (en desvíos por ejemplo) y otros puntos de actuación
(tocar la bocina, cambiar la velocidad, entre otros).
Funcionamiento:
El funcionamiento de un sistema AGV está controlado por el “SUPERVISOR”, que
puede definirse como su cerebro. El supervisor utiliza una red inalámbrica LAN para
comunicar con los vehículos y una red Ethernet para hacerlo con las máquinas
presentes en el sistema. El supervisor AGV, tras adquirir información sobre las
diferentes líneas, determina qué operaciones hay que efectuar: activación del estado
manual/automático, recogida/depósito de las Unidades De Cargas, etc. El movimiento
de los AGV está gestionado por un software especial, llamado “Gestor de tráfico”, que
evita las interferencias entre
los vehículos y determina el
recorrido que han de realizar
para cumplir con su tarea.
Las máquinas del
sistema que deben mover las
Unidades De Cargas (UDC)
pueden ser de diferente tipo
e intercambian información
con el supervisor. El
intercambio de información
se efectúa interrogando los PLC/PC de dichas máquinas, conectados entre sí mediante
una red Ethernet. Según las necesidades, es posible añadir otros dispositivos al
sistema, como cajas de pulsadores para evacuar las UDC, lectores de escáner para leer
los códigos de barras, etc.
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A partir de la interfaz gráfica es posible
obtener información sobre las UDC presentes en
las máquinas o las zonas de estacionamiento así
como la cantidad transportada por cada vehículo.
Según el tipo de estacionamiento que se deba gestionar (en el suelo, en
plataformas de depósito, etc.), las UDC, tanto en fase de depósito como de recogida,
se organizan y gestiona de manera diferente, también para responder de forma
adecuada a las diferentes situaciones que se puedan presentar.
En este tipo de gestión, se tienen en cuenta los parámetros más significativos de las
UDC, a saber:
Código del producto.
Espacios disponibles.
Necesidad de organizar los productos según la lógica FIFO (first in, first out) o
LIFO (last in, first out).
Tiempo de permanencia del producto en el almacén (temporada, cuarentena,
plazos de expedición, etc.)
Todo ello con el objetivo de optimizar y simplificar el ciclo productivo dando
siempre la prioridad a la seguridad.
Movimiento de un AGV:
Un AGV precisa de una realimentación sensorial para moverse, que le informe
si va por buen camino, si va a chocar con algo o alguien, o qué es lo que tiene delante
Si bien existen unos cuantos modelos de guiado estándar, actualmente cada fabricante
ha adoptado uno o dos de estos modelos y ha desarrollado nuevos sistemas basados
en ellos. En una empresa manufacturera, un AGV sigue usualmente una trayectoria
prefijada, de forma que sólo ha de asegurarse de no salirse del camino y no colisionar
con nada. Cuando hay más de un AGV, la gestión del tráfico se realiza, o bien
con semáforos (fototransistores), o bien una unidad de control se encarga de tener
localizados a todos los AGVs y mandarles órdenes en el momento oportuno. Cuando
no existe una guía o trayectoria prefijada, la sensorización es más compleja. Mediante
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cámaras o herramientas de software, un operador humano le dice al robot dónde tiene
que ir y qué es lo que tiene que hacer.
Los métodos principales de guiado son los siguientes: DENIIIISEE
Guiado por cable: es el más extendido actualmente, debido principalmente a
que fue el primero que se usó, y todavía sigue siendo el método más simple y
preciso. La trayectoria está
fijada por un cable que va
por debajo del suelo
(normalmente a unos 20
mm). Alrededor de este
cable se genera un campo
electromagnético cuando
por él circula una corriente
alterna, siendo este campo
más fuerte cuanto más próximo se está al conductor, y más débil cuanto más se
aleja uno de él. Si este campo atraviesa una bobina, se generará un voltaje
entre los terminales de ésta. El AGV circula por encima del cable, y lleva una
antena consistente en dos bobinas situadas a ambos lados del cable. La
diferencia de potencial entre los terminales de ambas bobinas es la tensión de
alimentación amplificada del motor de rotación del AGV. Si el AGV se desvía de
la trayectoria, la diferencia de potencial que se crea entre las bobinas le
indicará cuánto debe girar y en qué sentido hacerlo. Además de esta antena,
los AGVs incorporan otra antena transversal para detectar cables
perpendiculares al cable de guiado, se usan para actualizar la posición del AGV.
Este sistema es el más sencillo y eficaz. La desventaja está en la necesidad de
levantar el suelo para instalar el cable y en la cantidad de metros de cable
necesarios.
Guiado por láser: un scanner de láser va montado en el punto más alto del
AGV. Este scanner realiza un barrido del área circundante en busca de cilindros
de plástico que llevan una película reflectante, y que han de estar situados en
lugares estratégicos a lo largo del recorrido. Para moverse, el AGV necesita
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detectar un mínimo de estos tres reflectores. La distancia que le separa con
ellos y el ángulo que forman son analizadas para obtener coordenadas X e Y de
posición absoluta. Un software adecuado procesará estas coordenadas para
generar las señales de control correspondientes. De esta forma, el AGV sabe en
todo momento dónde está y hacia
dónde tiene que ir. El operario puede
indicar al AGV la ruta a seguir
trazándola, por ejemplo, usando
el Autocad. Este sistema es más caro
que el guiado por cable y precisa de
un software especial, pero es
absolutamente fiable a la hora de
conocer la posición de un AGV. La
gran ventaja es que no se debe cavar
el suelo y tender un cable. Se debe asegurar, sin embargo, que los reflectores
estén bien a la vista, no los tape ningún obstáculo, y se encuentre siempre el
suficiente número de ellos como para poder seguir la trayectoria.
Guiado por inercia y encoders: a través de sensores de posición, velocidad y
ángulo de giro se obtiene información sobre la distancia recorrida, la posición
actual y el ángulo de giro. De esta forma se puede controlar el AGV indicándole
la trayectoria de una manera secuencial. El sistema se completa con un sensor
de colisión con obstáculos. Un fallo de este modelo es que un bache en el
camino puede hacer que el encoder salte y registre una información errónea
que introduce un error de posición que puede aumentar con el tiempo.
Guiado por imanes y giroscopio: aplica la misma filosofía que el guiado por
cable, sustituyendo éste por unos pequeños imanes en el suelo (normalmente
tres cada diez metros) que indican la trayectoria a seguir. El sistema se
completa con sensores de ángulo de giro y un giroscopio que mantiene siempre
la dirección y la estabilidad del AGV. La actualización de la posición se realiza
cada vez que el AGV pasa por encima de un imán. Este es uno de los métodos
más baratos, con el inconveniente de una menor precisión y las zonas
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de incertidumbre entre imanes. Este sistema suele usarse como complemento
del guiado por cable.
Clasificación según el tipo de vehículo:
Hay 3 tipos de vehículos: trenes sin conductor, las transpaletas guiadas
automatizadas y portadores de unidad de
carga. Los trenes sin conductor consisten en
un vehículo que tira de uno o más remolques
para formar un tren. Es muy utilizado hoy en
día, y su aplicación más común es mover cargas
pesadas por los grandes almacenes con o
sin recogida intermedia y también a puntos
de fuera de la ruta. El tren puede llegar a ser de hasta diez remolques, y se considera
un sistema de transporte eficiente. Los traspales guiados automatizados se utilizan
para mover cargas paletizadas por rutas predeterminadas. El trabajador está
situado en la plataforma para dirigir el vehículo y
utiliza sus tenedores para elevar la carga
ligeramente. Luego el trabajador programa el destino
del vehículo y éste se dirige al lugar de descarga. Los
portadores de unidad de carga se utilizan para
mover unidades de carga desde una estación a otra.
Están preparados para la carga automática y la
descarga de paletas o movimiento de carga
mediante ruedas alimentadas u otros aparatos
construidos encima del vehículo. Hay dos tipos: los
de carga ligera y los de cadena de montaje (ensamblaje). Los vehículos en los de
carga ligera son pequeños con una capacidad de carga pequeña también (< 250
Kg.). En la cadena de montaje los vehículos están diseñados para transmitir en
una secuencia de estaciones de trabajo de montaje para construir el producto.
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Baterías:
Los AGV obtienen la energía para realizar los movimientos de un sistema de baterías.
Estos tipos de vehículos pueden utilizar:
Baterías de plomo ácido: Son las más empleadas por su larga vida,
rendimiento y los numerosos ciclos de recarga que soportan.
Batería de gel: Se emplean en aplicaciones en las que se quiere
realizar la carga en caliente de las baterías y el desprendimiento de hidrógeno
no está permitido en las zonas de movimiento donde se realiza la carga.
Baterías de Níquel Cadmio o Níquel metal hidruro: Se emplean en
AGVs con mecánicas a medida en aplicaciones en las que el tiempo de recarga
de baterías debe de ser muy corto para poder trabajar de forma continuada.
Tipos de AGV:
o AGV transpaletas: Empleado para el movimiento de cargas palletizadas a ras de
suelo.
o AGV apilador: empleado para el movimiento de cargas palletizadas en altura.
Existen diferentes modelos en función de la carga y la altura a elevar. Además
existen dos configuraciones de brazos soporte (bajo las uñas o separados)
según el tipo de pallet y su lado de manejo.
o AGV contrapesado: utilizado para
sustituir al AGV apilador en aquellas
aplicaciones en que no sea posible
manipular la carga correctamente a causa
de los brazos soporte.
o AGV retráctil: usado para el apilado de cargas de mucho peso y grandes alturas
de elevación.
o AGV con transportador de rodillos o cadenas para carga/descarga lateral:
empleado en aplicaciones que requieran realizar la carga lateral de los pallets,
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puede basarse en uno de los AGVs anteriores con un implemento que
incorpora el transportador.
o AGV trilateral: empleado para el movimiento de cargas en almacenes de pasillo
estrecho, solución para almacenes de media rotación.
o AGV para movimiento de bobinas en horizontal: utilizado en aplicaciones que
requieran manipular bobinas de eje
horizontal, puede basarse en uno de los
AGVs anteriores transformando sus
horquillas para la manipulación de
bobinas.
o AGV para movimiento de bobinas en vertical: usado para manipular bobinas de
eje vertical, puede basarse en uno de los AGVs anteriores equipándolo con un
implemento de pinza que permita manipular las bobinas.
o AGV para movimiento de varios pallets en horquillas: empleado para el
movimiento de varios pallets o medios pallets de forma simultánea. Puede
basarse en uno de los AGVs anteriores equipándolo con un sistema de
horquillas que permita manipular varios pallets simultáneamente.
o AGV para transporte de varios pallets en transportadores: situado para el
movimiento de varios pallets (el número se determina en función del peso a
transportar) a cargar/descargar de forma lateral. Se basa en un AGV traspaleta
o apilador (en función de la necesidad de elevación) modificado con una
mecánica que incorpore varios transportadores de rodillos o cadenas.
o AGV tractor: para aplicaciones de arrastre de contendores de peso superior a
1.500 Kg o muy voluminosos, se realiza sobre la base de un AGV traspaleta.
o AGV para transporte de cargas pesadas o voluminosas: usado para el
movimiento de cargas pesadas (varias toneladas) o muy voluminosas, se realiza
una mecánica a medida con diferentes configuraciones de ruedas, en función
del espacio de maniobra.
o AGV para transporte de carros de Servicios en hospitales: se emplea esta
tipología de vehículos autoguiados, con capacidad para desplazarse a través de
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una ruta establecida dentro de la estructura hospitalaria, gracias a un sistema
de navegación virtual. Estos vehículos son utilizados para el transporte de
carros para los siguientes servicios: cocina, lavandería, residuos, esterilización,
farmacia y almacén general. Su navegación se lleva a cabo gracias a un escáner
láser y no requiere la instalación de estructuras en la pared, en el suelo o en el
techo, garantizando la libertad de modificar el recorrido.
Aplicaciones de los AGV: CISAR PALACE
Tradicionalmente, los AGVs se han usado para llevar cargas pesadas de un sitio
a otro. En un almacén, por ejemplo, el AGV realiza de forma automática tareas como la
recepción de un contenedor directamente de una cinta transportadora, su traslado a
su emplazamiento final, y el apilado de contenedores a diversas alturas
predeterminadas. Fuera del entorno industrial, un AGV se usa en misiones que
entrañan o pueden entrañar un peligro para la vida humana. Ejemplos de esto son:
robots usados por los artificieros para desactivar bombas; robots-sonda que exploran y
limpian cañerías, desagües y, en un futuro, venas y arterias; robots exploradores,
usados para visitar el interior de los volcanes, el epicentro de un terremoto, barcos
hundidos, las fosas abisales, la superficie de otros planetas, entre otros.
Además, estos sistemas tienen bastantes aplicaciones como:
• Movimiento de grandes cantidades de material para distancias
relativamente grandes.
• También se pueden utilizar para la distribución y el almacenamiento. Los
vehículos más aptos para esta tarea son los portadores de unidad de carga y los
traspales
• Los portadores de unidad de carga y los vehículos guiados de carga
ligera son utilizados en líneas de ensamblaje. La tasa de producción es
relativamente baja (entre 4 y 10 min. por estación) porque tenemos diferentes
modelos de productos en las líneas que requieren un tiempo de proceso
diferente. Por ello las estaciones de trabajo se ponen en paralelo. Entre
estaciones los componentes se ponen encima del vehículo y se lo llevan a la siguiente
estación.
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• También se emplean para el libramiento del correo de oficina y el
transporte de material de hospital, entre otras.
Control:
Hasta el momento, los sistemas de control aplicados han sido los siguientes:
Radioeléctrico: este sistema presenta en muchos casos problemas de
interferencias, sobre todo cuando los vehículos circulan entre máquinas.
Óptico: se basa en el seguimiento por la rueda de dirección de una raya
pintada en el suelo o de unas bandas adhesivas de funcionamiento similar. Es poco
fiable sobre todo en industrias en las cuales el proceso productivo genera mucho polvo
ya que la suciedad interfiere las señales.
Magnético: es el más fiable tanto si la transmisión se hace por cable como
por banda. Es el que más se emplea.
Otros procedimientos: se está trabajando en la aplicación de otros sistemas
entre los que destacaremos el láser y los ultrasonidos, pero de los que no hay todavía
aplicaciones industriales.
Sistemas de control de sencillo: lo integran 1 o 2 vehículos, con o sin
remolque, que efectúan entre 500 a 1000 m (como máximo 1500 m) en los que están
previstos 3 o 4 estaciones de parada.
Sistemas de microordenador: están integrados por más vehículos y los
recorridos son más largos y complejos, con estaciones de carga/descarga automática.
Los vehículos pueden disponer de programación remota. Aumenta el número de
aparatos de control instalados y por consiguiente, el costo por metro recorrido .
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Sistemas de microordenador interconectados con otros sistemas: mayor
complejidad en general, con controles más sofisticados y más software. El costo de
planificación es más elevado, pero no hay aumento sensible de coste de instalación ni
de los vehículos. Estos sistemas admiten una inmensa gama de posibilidades de
automatización como subir y bajar rampas, abrir y cerrar puertas automáticas, salir al
exterior, utilizar montacargas y carga y descarga automática.
Ventajas:
Precisión y seguridad de funcionamiento.
Previsibilidad de los AGV. Los recorridos son siempre los mismos.
Posibilidad de trabajar 24 h/7 días sin intervención del personal.
No se requieren infraestructuras para la manutención de los materiales.
El número de AGV puede aumentarse fácilmente si aumenta el volumen de
actividad.
Actualizaciones sin tener que parar totalmente las instalaciones.
Facilidad de reconfigurar los recorridos o de añadir nuevas máquinas por servir.
Los AGV no dañan el género, las máquinas o las estructuras fijas.
El flujo de trabajo se distribuye de manera eficaz y dinámica entre los AGV.
Entrega justo a tiempo.
Ningún error en los destinos.
Mayor precisión en la gestión de las existencias.
Costes de gestión bajos.
Costes de mantenimiento reducidos.
Compatibilidad con cualquier tipo de automatización.
Eficaz optimización de los flujos de transporte en función del parque de
vehículos disponible, de las condiciones de tráfico y de las tareas de transporte.
Sistema de gestión del tráfico que evita choques.
Reincorporación del vehículo en cualquier punto del sistema tras reubicarlo
manualmente.
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Adaptabilidad y flexibilidad. Se pueden instalar en plantas en funcionamiento
sin mayores cambios y aprovechando los pasillos existentes, aunque se
recomienda no usar los que son usados por otros vehículos o paso de peatones.
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CONCLUSIÓN:
A través de la realización del trabajo práctico propuesto por la cátedra,
discernimos que los sistemas AGV son de fácil implementación y permiten automatizar
el transporte de las unidades de carga utilizando vehículos sin operador, con un costo
de puesta en marcha elevado y un tiempo de retorno de inversión más bien
prolongado con la consecuente eliminación de puestos de trabajo.
Son sistemas aptos para la filosofía Just in Time ya que estos tienen como
objetivo minimizar los transportes, tiempos de traslado y de espera, así como también
los tiempos y gastos de mantenimiento debido a que estos incorporan componentes
que virtualmente no requieren manutención.
Comparados con los regímenes de transporte convencionales, en estos se
minimiza la cantidad de accidentes y con ello reducir los gastos ocasionados.
En la actualidad, son métodos que tienen un amplio desarrollo ya que su
aplicación comenzó en los años 50 y con las tecnologías contemporáneas se han
logrado productos con excelente prestaciones, versatilidad y fiabilidad. Además, son
mecanismos flexibles ya que se puede ampliar el número de los AGV de manera
sencilla y se pueden combinar con otros sistemas o dispositivos de su misma índole.
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FUENTES DE INFORMACIÓN:
http://books.google.com.ar/books?
id=B5Gch3V2XXcC&pg=PA59&dq=vehiculos+autoguiados+industriales&
hl=es&source=gbs_selected_pages&cad=3#v=onepage&q=vehiculos
%20autoguiados%20industriales&f=false
http://www-assig.fib.upc.es/~rob/protegit/treballs/Q2_03-04/agvs/
referencias.htm)
http://www.ds-automotion.com/print_paper/videos.html
http://www.system-agv.com/spa/veicoli-a-guida-automatica.php
http://www-assig.fib.upc.es/~rob/protegit/treballs/Q2_03-04/agvs/
sistemas.htm
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