Robot z wirtualną mapą w Twojej firmie

Fot. 1. Rodzina robotów mobilnych MOBOT AGV

Wśród nowoczesnych rozwiązań przeznaczonych do intralogistyki coraz popularniejsze stają się automatyczne roboty mobilne. Nie jest to całkowicie nowe rozwiązanie, gdyż pierwsze pojazdy zostały wdrożone już ponad sześćdziesiąt lat temu. Jednak wtedy były to urządzenia bardzo drogie, o ograniczonych możliwościach.

Obecnie dostępne pojazdy cechują się znacznie lepszymi parametrami pracy, doskonalszym systemem sterowania i nawigacji oraz atrakcyjniejszą ceną. Wśród różnorodnych rozwiązań warto przyjrzeć się bliżej rodzinie robotów mobilnych MOBOT AGV rodzimego producenta - firmy WObit.

Roboty MOBOT AGV przeznaczone są do automatycznego transportu towarów na linii produkcyjnej lub w magazynie. Zadaniem robota jest automatyczne ciągnięcie wózka transportowego między wyznaczonymi punktami. Wózek podczepiany jest nad robotem poprzez system dwóch wysuwanych trzpieni. Kompaktowa konstrukcja oraz system dokowania wózków wyróżnia roboty MOBOT AGV, gdyż pozwala na ich łatwe przezbrojenie do transportu zupełnie innego rodzaju produktów poprzez zwykłą zmianę wózka np. z paletowego na wyposażony w rolki grawitacyjne lub z napędem elektrycznym.

Fot. 2. Robot mobilny MOBOT AGV CubeRunner z nawigacją laserową

Konstrukcja robotów jest zwarta i może być wykonywana w wersji jednostronnej lub dwustronnej. Druga wersja pozwala na ruch w dwóch kierunkach bez konieczności zawracania, minimalizuje również przestrzeń i czas konieczny do wykonywania dodatkowych manewrów.

Na rodzinę MOBOT AGV składa się kilka modeli robotów o udźwigu od 100 do 1000 kg, dzięki czemu znajdują one zastosowanie w rozmaitych zadaniach w wielu różnych branżach. Urządzenia charakteryzują się wydajną pracą do 12 h na jednym ładowaniu, co zapewniają dwa akumulatory, umieszczone w specjalnych kasetach, umożliwiających szybką wymianę (< 3 min). Roboty MOBOT AGV mogą być ładowane również za pomocą stacji ładującej, podłączanej ręcznie bądź automatycznie.

Bezpieczeństwo pracy robotów gwarantuje laserowy skaner przestrzeni z funkcją bezpieczeństwa (spełnia wymogi poziomu bezpieczeństwa SIL2). Odpowiada on za detekcję wszelkich przeszkód pojawiających się przed robotem. Dzięki jego działaniu robot AGV może odpowiednio reagować, zwalniając lub całkowicie się zatrzymując. Zapobiega to ewentualnym kolizjom i zapewnia bezpieczną pracę z ludźmi.

NAWIGACJA

Fot. 3. Okno oprogramowania do nawigacji z wirtualną mapą

Standardowo do nawigacji robotów stosowana jest linia/taśma kolorowa oraz kody DataMatrix. Zamiast tego mogą być wyposażone w system nawigacji z taśmą magnetyczną i tagami RFID. Nowością jest system nawigacji laserowej (LMS). W odróżnieniu od dwóch pierwszych metod nie potrzebuje on żadnych dodatkowych elementów montowanych w otoczeniu. Do nawigacji wykorzystywane są naturalne obiekty, takie jak ściany, maszyny, barierki, itp., których rozmieszczenie mierzone jest za pomocą skanera laserowego robota.

Informacje te służą do stworzenia układu współrzędnych, w którym po wirtualnej linii porusza się robot AGV. Taki sposób tworzenia mapy, w odróżnieniu od systemu SLAM (Simultaneous Localisation And Mapping), w którym robot na bieżąco lokalizuje się na podstawie poprzednio zebranych doświadczeń, zapewnia znacznie wyższą przewidywalność działania i powtarzalność pracy.

Po utworzeniu mapy robot będzie poruszał się po niej deterministycznie, pokonując trasę zawsze w ten sam sposób, o ile w istotny sposób nie zmienią się warunki otoczenia (np. zmiana lokalizacji dużej maszyny). Taki sposób nawigacji laserowej sprawdza się zwłaszcza w fabrykach, gdzie istnieje duże natężenie ruchu różnych obiektów (np. wózków widłowych) występujące na trasie przejazdu robota.

Robot mobilny wykorzystujący system LMS do nawigacji jest szybki we wdrożeniu. Aby przygotować trasę ruchu, potrzebny jest wstępny przejazd robota, podczas którego skanuje on otoczenie za pomocą skanerów laserowych z funkcją pomiaru. Dane są przekazywane do oprogramowania na PC, aby wygenerować wstępną mapę, następnie po wprowadzeniu niezbędnej korekty może ona zostać przesłana do systemu LMS, zainstalowanego na robocie.

Po wczytaniu danych do oprogramowania, pod nadzorem człowieka, na mapę nanoszone są poprawki i usuwane błędy powstałe w wyniku poślizgów czy błędnej odometrii. Ostatnim etapem procesu tworzenia mapy jest weryfikacja poprawności nawigacji, po czym robot jest gotowy do pracy. Całość zajmuje od kilku do kilkunastu godzin w zależności od wielkości trasy i złożoności otoczenia. Dokładność pozycjonowania jest uzależniona od warunków środowiskowych i w najgorszym wypadku wynosi ±1 cm.

OPROGRAMOWANIE

Fot. 4. Oprogramowanie MOBOT RoutePlanner

Do szczegółowej konfiguracji parametrów pracy robotów MOBOT AGV służy oprogramowanie MOBOT RoutePlanner. Oprogramowanie pracuje pod kontrolą systemu Windows. Za pomocą interfejsu można realizować takie operacje jak: monitorowanie robota i najważniejszych składowych systemu, konfigurację napędów oraz wejść i wyjść głównego kontrolera, ręczną nawigację pojazdem, a także dodawanie do kontrolera punktów charakterystycznych trasy, w których ma być przeprowadzona konkretna akcja. Główną część oprogramowania stanowi środowisko pozwalające na zaprogramowanie ruchu robota na określonych odcinkach trasy oraz przydzielanie mu zadań.

Program tworzony jest za pomocą prostego języka liniowego. Użytkownik dysponuje szeregiem komend, na podstawie których można tworzyć zaawansowane sekwencje ruchu. Program jest tworzony offline, a następnie przesyłany do robota. Za pośrednictwem połączenia Wi-Fi możliwe jest prowadzenie ciągłego monitoringu parametrów maszyny.

Jest to bardzo użyteczne, zwłaszcza na etapie wdrażania robota do aplikacji. Co istotne, roboty MOBOT AGV mogą być zintegrowane w większą sieć zarządzaną z poziomu systemu SCADA lub z panelu HMI z punktem dostępu sieci bezprzewodowej.

Roboty mobilne MOBOT AGV dzięki swojej kompaktowej, bezpiecznej konstrukcji oraz wydajnej pracy stanowią kluczowe z punktu intralogistyki narzędzie do optymalizacji procesów transportu wewnętrznego w przedsiębiorstwach produkcyjnych. Dzięki ich zastosowaniu można zwiększyć poziom bezpieczeństwa (w porównaniu np. do wózków widłowych), ograniczyć koszt transportu materiałów, a także rozwiązać rosnący problem z brakiem pracowników (robot AGV nie potrzebuje operatora). Łatwość zarządzania pracą robotów oraz szybkość i elastyczność zmiany trasy robota w przypadku nowego zadania sprawia, że jest to idealne rozwiązanie do transportu wewnętrznego w nowoczesnych zakładach produkcyjnych.

P.P.H. WObit E.K.J. Ober s.c.
www.wobit.com.pl