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2020OEM機械設計技術研討會云會議
工業機器人

關于自主移動機器人背后的技術,每個企業所有者都需要了解

  2019年12月24日  

  尋求自動化幾乎滲透到每個行業,覆蓋了各種規模的企業,旨在提高競爭力并保障員工安全。生產過程自動化是自動化的早期目標。協作機器人在經濟適用、運作安全和易于部署方面的完善和提升,促使該自動化技術很快在小中型企業 (SMBs) 得以應用。在看到這些技術帶來的快速、可觀的投資回報之后,商界領袖現在正在尋求機構中耗時的重復性流程實現自動化。

  主要目標是物料運輸。在制造業中,甚至高度自動化的工廠也仍然使用熟練工人手動推動推車,將零部件和系統從一個流程運送到下一個流程。在酒店和醫療保健等其他行業中,工人花費寶貴的時間運送垃圾、床單、待洗或已洗好的衣物或食物,而不是照顧客人、患者或居民。

  在過去,自動導向車 (AGV) 是實現內部運輸自動化的唯一選項,但這需要昂貴的固定設施,通常使用固定軌道或嵌入大型工廠地板的傳感器。今天的自主移動機器人 (AMR) 提供了出色的靈活性、成本效益和安全性,并且正在以協作機器人手臂改造制造業的相同方式改造物料運輸。

  但并非所有 AMR 都是一樣的。企業所有者需要了解這些生產力工具背后的技術,以便為他們的特定需求做出最佳決策。Mobile Industrial Robots (MiR) 提供的 AMR 集成了一套關鍵技術,使這些機器人區別于競爭對手,并在幾個關鍵領域為企業所有者提供了實質性的優勢,包括易用性、靈活性、安全性和投資回報 (ROI)。

易用性和靈活性

  AMR 最大的優點之一是其設置、編程和使用速度快、簡單、成本低。有了 MiR 機器人,新客戶可以使用連接 Wi-Fi 的智能手機、平板電腦或電腦讓機器人從其盒子里駛出,讓它在一小時之內走完基本路線。為機器人繪制設施地圖非常簡單,只需下載一個 CAD 文件或者使用機器人基于網絡的軟件在建筑物中手動“駕駛”AMR 來繪制地圖。

  MiR 機器人直觀的用戶界面使員工在沒有任何編程經驗的情況下設置機器人并創建任務路線。他們可以很容易地創建機器人禁區,讓機器人爬上或爬下坡道,給機器人編程,以啟動室內門和電梯。這種易用性是 MiR 機器人靈活性的基礎??奢p松更新機器人的任務,也可以根據生產布局的變化修改地圖,通常只需幾分鐘??梢詾閭€別配置文件定制用戶界面,以指定各用戶的訪問和控制級別。該機器人還有一個功能齊全的 REST API,使技術用戶能利用標準協議將機器人與現有 ERP 系統集成。由此使機器人能夠在全自動化生產環境中工作,ERP 系統可在需要時調用機器人。當與多臺機器人及 MiRFleet 軟件一起使用時,可以根據位置和可用性對多達 100 臺機器人進行管理和優先化。

  額外的靈活性來自于 MiR 的開源實現方法,該方法使企業能針對幾乎任何用途定制機器人頂部模塊。所有 MiR 機器人均被設計成帶有標準安裝孔的移動平臺。貨架或存儲箱等常見頂部模塊可以很容易地內部建立及安裝。頂部模塊的其他選項包括傳送帶、協作機器人手臂、舉升器或獨一無二的 MiRHook、MiRHook 可以實現推車伸縮和牽引的自動化,以獲得更大的有效載荷。從可以攜帶 100 公斤/220 磅及牽引高達 300 公斤/660 磅的 MiR100 到可以攜帶 200 公斤/440 磅及牽引高達 500 公斤/1100 磅的 MiR200,客戶可以根據各預算和有效載荷要求選擇合適的機器人。

  這些機器人幾乎適用于任何工作環境。它們具有 ESD 和潔凈室認證(MiR200 機器人),是電子、食品和飲料或醫療設備等專業生產環境的理想之選。

  對于企業所有者來說,這種易用性和靈活性是 ROI 的一個關鍵方面。當業務需求發生變化時,部署、編程和重新部署機器人只需要很少甚至不需要外部幫助??蛻魮碛袡C器人的全部所有權,可以很容易地測試新試點計劃,改變頂部模塊和任務,調整路線,盡可能獲得最大的初始投資回報。在大多數情況下,MiR 機器人的回報期通常不到一年。

安全性和導航

  AMR 與 AGV 的一個關鍵區別在于其能夠安全地避繞人和障礙物。AGV 必須遵循固定“軌道”(如嵌入地板的磁條或電線),不能偏離該路線。如果人或物體擋住了軌道,AGV 必須停下來,等待他們移動,然后才能繼續行駛。但 AMR 使用傳感器和軟件進行響應,其方式與汽車導航系統對彎道的響應非常相似。由于機器人最初是根據設施地圖編程的,它可以很容易地后退或改變路線,繞過障礙物,有效地完成任務。

  AMR 可以安全地繞過障礙物和人,而 AGV 必須等待障礙物離開它的軌道。

  MiR 機器人包括兩臺通過 ISO 13849 認證的激光掃描儀,激光掃描儀滿足第 3 類 d 級性能的安全標準。兩臺激光器分別安裝在機器人的前后角落,提供 360 度視野。該雙激光器方法使機器人能夠在遇到無法繞行的障礙物時安全后退,或者探測從后面或側面接近的人,并根據需要調整路線。機器人的保護區域依賴于機器人的速度。這使得機器人能夠安全、緩慢地行駛到非常接近障礙物的地方,當一個人或障礙物接近到數厘米范圍內時,機器人就會自動停止。但激光掃描儀只是 MiR 機器人綜合安全和導航系統的一部分。

MiR 機器人使用獨特的雙激光器安全系統提供 360 度視野

  額外的導航幫助由安裝在機器人前方的 3D 相機提供,可檢測到前方遠達 2 米的障礙物,以及距離地面 5 到 80 厘米的障礙物。此外,機器人還加裝一個頂部相機,可檢測到高度高達 1.8 米的障礙物。由此使機器人能安全地繞過在激光掃描儀的視野以上,但比機器人貨架單元或機器人手臂等頂部模塊的高度要矮的桌子等。也能避開壁柜、貨架或飲水機等其他障礙物。

  與其他 AMR 相比,MiR 機器人中集成的完整的多傳感器安全系統技術還提供了明顯更平滑的導航,使機器人能更快、更可靠地完成任務,因為當遇到障礙物時,它無需停止或重新規劃路線。附加傳感器包括用于感測慣性力、加速度和旋轉的加速度計和陀螺儀,以及每個輪子上的速度測量編碼器,以便精確地反饋給激光掃描儀。安全激光掃描儀、3D 相機、附加繼電器和 PLC 將數據輸入到一個復雜的規劃算法中,以決定機器人是調整路線,還是立即安全停止以免碰撞。

  該機器人也可以很容易地編程來優化導航和安全。在機器人的地圖上,只要使用智能手機或平板電腦的觸摸屏,就可以簡單地標出禁區。其他指令,如定義首選路徑或限制機器人在交通繁忙區域的速度,也同樣容易編程。工人們通常在機器人不超過他們的步行速度時感到最舒服,但必要時機器人可以以 5.4 公里/小時的速度安全行駛,這對于停車點間距較長時是有利的。該機器人的四周都有一個獨特的光條,為了向工作人員傳達機器人的狀態,可提供顏色提示,同時聲音提示(包括嘟嘟聲、喇叭聲或任何想要的 MP3 或 WAV 文件)也可以很容易地編程。

基于技術知識的業務決策

  有些業務決策可以在不深入了解工具背后的技術的情況下做出,特別是在必須由專業人員集成和管理這些工具的情況下。但是今天的機器人具有易用性、安全性和靈活性的特點,使企業完全擁有所有權,并獲得快速的投資回報。企業所有者需要了解這些技術,以便進行有效的比較,并為其特定需求實施最佳方法。

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