Autonomiczny robot mobilny – co to jest?

Robot mobilny jest to urządzenie zdolne do zmiany swojego położenia w przestrzeni, czyli do wykonywania takich czynności jak: jeżdżenie, pływanie czy nawet latanie. Roboty mobilne mogą być również..

Zobacz pełną wersję artykułu na Poradniku automatyka >> https://www.astor.com.pl/poradnikautomatyka/autonomiczny-robot-mobilny-co-to-jest/

Robot mobilny jest to urządzenie zdolne do zmiany swojego położenia w przestrzeni, czyli do wykonywania takich czynności jak: jeżdżenie, pływanie czy nawet latanie. Roboty mobilne mogą  być również robotami autonomicznymi, tzn. takimi, których nie ograniczają przewody sterujące bądź  zasilające, a jedyne przeszkody, jakie mogą  się w ich pobliżu pojawić to ściany i inne elementy hali produkcyjnej lub magazynowej.

Roboty mobilne jeżdżące możemy podzielić na nieautonomiczne wózki AGV (ang. Automated Guided Vehicles) i autonomiczne –  (roboty AMR (ang. Autonomous Mobile Robots).

Co to jest wózek AGV?

Wózki AGV wymagają wydzielenia specjalnych tras za pomocą  np. pasków magnetycznych w podłodze. Podczas napotkania przeszkody na zaplanowanej wcześniej trasie, zatrzymują się i nie są w stanie jej ominąć. Czekają, dopóki, dopóty bariera nie zostanie usunięta. Kosztownym i czasochłonnym zadaniem jest poprawienie ich trajektorii ruchu.

Wózki AGV potrzebują zaprogramowania konkretnej trasy i sekwencji sterowania. Urządzenia te mogą poruszać  się w pojedynkę wioząc na sobie komponenty lub mogą ciągnąć za sobą  kilka wózków, połączonych za pomocą haka, na których przewożone są ładunki. Samojezdne wózki AGV wyposażone są w skanery laserowe, które są umiejscowione zazwyczaj z przodu robota.

  Co to jest autonomiczny robot mobilny?

Autonomiczny robot mobilny to urządzenie nie wymagające zewnętrznej infrastruktury do nawigowania. Porusza się bezkolizyjnie po zadanej trasie, bez bezpośredniej ingerencji operatora. Wystarczy takiemu wózkowi wgrać trasę całej przestrzeni, a on dzięki wielu czujnikom bez problemu będzie bezpiecznie przemieszczał się, omijając ludzi i przeszkody, dostosowując swoją ścieżkę do napotkanych warunków.

Autonomiczne roboty mobilne są łatwe i szybkie do wdrożenia. Jak to się dzieje? Poprzez wbudowane kamery i sensory rozpoznają przeszkody i dynamicznie na nie reagują (unikają ich) oraz optymalizują trasę przejazdu.

Aby robot mógł jeździć autonomicznie, pierwszą czynnością, którą trzeba zrobić, jest utworzenie mapy. Odbywa się to poprzez uruchomienie specjalnego mechanizmu do mapowania na robocie i jedyne, co użytkownik musi zrobić, to sterować robotem manualnie – wirtualnym joystickiem np. w telefonie. Podczas przejazdu skanery laserowe wykrywają ściany, maszyny, urządzenia i finalnie powstaje mapa dla robota.

Można szybko zmienić mapę, doposażyć ją w dodatkową strefę np. dźwiękową czy ograniczającą prędkość, a także w dynamiczny sposób przydzielić robota do różnych zadań. W ciągu kilku godzin od wyjęcia z pudełka roboty AMR są gotowe do rozpoczęcia pracy.

Autonomiczny robot mobilny z hakiem do przewożenia ładunków

Do zastosowania autonomicznych robotów jeżdżących możemy zaliczyć holowanie wózków z ładunkiem w zadane wcześniej miejsce. Niektóre roboty mobilne w ten sposób mogą przewozić ciężkie ładunki – nawet do 500 kg, np.  w zakładzie produkcyjnym, magazynie, a także w szpitalu.

Robot jest wyposażony w specjalny hak, który przy pomocy kamery 3D automatycznie wykrywa oczekujący w określonym miejscu wózek, zaczepia go na ten hak i po dostarczeniu w odpowiednie miejsce – odczepia. Autonomiczny robot mobilny  przemieszcza się po wcześniej zmapowanym obszarze, omijając po drodze przeszkody oraz przechodzących ludzi. Bezpieczeństwo jest bardzo ważne – dlatego robot posiada pełną kontrolę nad ciągniętym wózkiem; tak optymalizuje swój ruch, aby wózek nie zahaczył o nic po drodze.

Autonomiczne roboty mobilne do transportu palet

Innym zastosowaniem robotów AMR jest transport palet na terenie hali produkcyjnej lub magazynowej po uprzednim wjechaniu robota pod paletę, podniesieniu jej i zawiezieniu w ustalone miejsce. Robot za pomocą skanerów laserowych wykrywa specjalny podest (stacja zdawczo-odbiorcza), na którym pozostawiona została paleta, dokuje się do niego, a następnie pobiera paletę przy pomocy windy zainstalowanej na robocie.

W końcowej fazie robot wycofuje się z podniesioną paletą z podestu, a gdy już jest poza nim, opuszcza paletę na robota oaz transportuje w wybrane miejsce na mapie, w którym także znajduje się stacja zdawczo-odbiorcza.

Dzięki zainstalowanej kamerze 3D robot może sprawdzić np. przy odstawianiu palety, czy podest jest pusty. Jeśli nie jest, to można zaprogramować robota tak, aby czekał, aż stacja zdawcza będzie pusta albo aby pojechał do innej stacji. Gdy stacja będzie wolna, robot podniesie paletę przy pomocy windy i zadokuje się do stacji. Po zadokowaniu opuści paletę i wycofa się.

Autonomiczny robot mobilny współpracujący z przenośnikiem rolkowym

W zakładach produkcyjnych transport często realizowany jest przy pomocy przenośników taśmowych lub rolkowych. Jak wiadomo, przenośniki takie zajmują miejsce na hali i bardzo ciężko jest zmienić ich ustawienie, jeśli byłaby taka potrzeba w przyszłości.

W firmach, w których transport jest realizowany w ten sposób, istnieją pewne możliwości automatyzacji z wykorzystaniem robotów AMR. Na przykład robot może mieć na sobie zainstalowany przenośnik rolkowy, który jest podłączony do zasilania robota i sterowany z jego poziomu.

Możemy sobie wyobrazić taką sytuację, że robot z takim modułem podjeżdża do linii produkcyjnej, na końcu której jest zainstalowany przenośnik rolkowy. Po wykryciu markera (specjalne wgłębienie na wysokości skanera) robot może bardzo precyzyjnie (z dokładnością do 1-10 mm) zadokować się do takiego stacjonarnego przenośnika rolkowego.

Po zadokowaniu czujnik informuje robota, że może nastąpić uruchomienie rolek zarówno na robocie, jak i na stacjonarnym przenośniku i detal, np. pudełko czy karton, zostaje umieszczony na robocie. Robot AMR przewozi detal w inne miejsce na zakładzie, oddalone nawet o kilkaset metrów, a następnie oddaje detal na inny przenośnik rolkowy w miejscu docelowym.

Podsumowanie

Autonomiczne roboty mobilne można wykorzystać  do przewozu ładunków, transportu palet lub do współpracy z przenośnikiem rolkowym, ale nie tylko. Na obudowie robota wyprowadzone jest zasilanie, grzybek bezpieczeństwa czy port Ethernet, co sprawia, że można na robocie zainstalować moduł dopasowany do potrzeb i bardzo szybko go skomunikować z robotem np. po protokole Modbus TCP.

Warto podkreślić fakt,  że roboty AMR są  bezkolizyjne i bezpieczne dla ludzi. Wykrywają i omijają przeszkody na swojej drodze, co pozwala na zminimalizowanie kolizji. A jak to się dzieje – o tym już w następnym artykule…

Autor: Klaudia Rzeszowska

Konsultant merytoryczny: Łukasz Mąka, Menedżer produktów MiR, ASTOR