AGV‧AMRの充電方式を比較検証～ワイヤレス充電による充電工程の省人化と長時間稼働への可能性～

製造‧物流現場では、AGV‧AMRなどの搬送機器を活用した自動化が進む一方、生産性向上や人手不足への対応を背景に、設備の長時間‧連続稼働へのニーズも高まっています。
AGV・AMRを24時間にわたって運用する場合、搬送そのものだけでなく、「充電をどのように行うか」も重要な課題となります。

一般的な充電方法には、バッテリーへの電源ケーブル接続、バッテリー交換、自動接触式による充電などがあります。それぞれに特徴がある一方、ケーブルの接続・取り外しといった人による作業や、充電のための停止時間、接触部の位置合わせなど、運用上の課題が生じる場合があります。
ビー・アンド・プラスでは、用途に応じたさまざまな出力のワイヤレス充電製品の開発を進めており、ワイヤレス充電システムと従来の充電方式と比較し、AGV・AMRのさらなる自動化と長時間稼働を支える充電方法として、その有効性を改めて検証しました。
下記比較表において、実際の各充電方式の運用とワイヤレス充電方式の違いを確認しました。

AMR KeiganALI

KeiganALI バッテリー取り外し

KeiganALI ワイヤレス充電

AMR・AGV運用で見えてきた充電の課題

今回着目したのは、次の2つの課題です。（AMR・AGVメーカー6社比較）

①「充電だけ人の手が必要」という課題
ケーブル充電、バッテリー充電では、搬送機が自動で搬送を行っていても、充電時には作業者による接続・取り外し作業が必要です。
手動ケーブル充電作業工程：①ケーブル本体接続　②電源差し込み（20～30S）
比較的容易に充電開始できる一方で、充電中は稼働させることができないため、長時間稼働を目指す場合には充電による停止時間が発生します。
バッテリー取り外し充電作業工程：①バッテリー取り出し　②ケーブル接続　③電源差し込み　④バッテリー取り付け
※差込みミス防止のため、セット工程が多く時間がかかります。（平均120～180S）
またバッテリーの重量によっては、交換作業そのものが作業者の負担となる場合があります。
これらの方式に対し、自動接触式やワイヤレス充電では、所定の充電位置まで搬送機が移動することで、作業者がケーブルを接続・取り外す作業を減らすことができます。

②「充電のために止める時間」という課題
今回使用した24V・22.2Ahのバッテリーと6A充電器では単純計算上、空の状態からの充電には約3.7時間を要します。
※実際の充電時間は、バッテリーの状態や充電器の特性などによって異なります。
非稼働時間に充電できる現場では問題になりにくい一方、長時間稼働する現場では充電時間の確保が課題となる場合があります。
特に手動ケーブル充電やバッテリー交換による充電では、充電中に搬送機を業務へ戻すことができないため、充電時間そのものが稼働停止時間となります。

そこで重要となるのが、「機会充電（Opportunity Charging）」という考え方です。
自動接触式充電でも機会充電に対応できるケースがありますが、接触式では接点の摩耗や汚れ、接続位置のずれなど、接触不良状態に起因する充電への影響が考えられます。
一方、ワイヤレス充電では物理的な接点を必要としないため、接点の摩耗や接触不良を気にせず、短時間の充電を繰り返す機会充電との親和性が高い充電方法となります。

ビー・アンド・プラスでは、AGV・AMRの長時間・連続稼働を支える選択肢としてワイヤレス充電を提案しています。充電時の人的作業を削減し、搬送から充電までを一連の自動運用へつなげることで、より効率的な搬送現場の実現を目指します。

■関連情報
本製品に関連する以下の記事も合わせてご参照ください。

・ワイヤレス充電システム導入事例
「AGV・AMR向けワイヤレス充電システム、累計販売台数10,000台を突破」
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000192.000009609.html

「ワイヤレス充電で、AMRの充電を完全自動化」
https://www.b-plus-kk.jp/LP/amr.html

「AGV・協働ロボット・自動搬送台車へのワイヤレス充電システム」
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000055.000009609.html

【B&PLUS】非接触充電を最大6kWへ。「充電の自動化」を加速
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000281.000009609.html