自主導(dǎo)航–精確到毫米

在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)4.0（Industry 4.0）時代內(nèi)部物流發(fā)揮著越來越重要的作用。對貨物和材料進行精確運輸將成為高效生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。由Evocortex公司研發(fā)的移動運輸系統(tǒng)通過與眾不同的方式完成此任務(wù)。在實現(xiàn)他們的創(chuàng)新技術(shù)方案過程中，具有高功率密度的FAULHABER電機也起到了決定性作用。

在今天，“生產(chǎn)”似乎已經(jīng)成為“復(fù)雜性”的代名詞。越來越多的產(chǎn)品需要根據(jù)客戶的特殊要求來生產(chǎn)。通過應(yīng)用IoT技術(shù)，即使是極小的批量，甚至單個工件，也能夠?qū)崿F(xiàn)全自動生產(chǎn)。多變的參數(shù)需要工藝過程之間的緊密銜接，同時還要保證高度的靈活性。在零部件參數(shù)變化無止境的情況下，還必須保證正確的部件在正確的時間到達對應(yīng)生產(chǎn)工位。

AMR技術(shù)大步向前

原材料輸送（比如從供應(yīng)點到生產(chǎn)設(shè)備之間）的個性化要求越來越高，與此同時該過程還需要盡可能實現(xiàn)自動化。因此可移動機器人平臺，即所謂的自主可移動機器人（AMR）在全球各地的倉庫和生產(chǎn)車間得到越來越廣泛的應(yīng)用。

位于德國紐倫堡的初創(chuàng)企業(yè)Evocortex公司成立于2016年，由經(jīng)驗豐富的機器人技術(shù)專家創(chuàng)建，專注該市場。與紐倫堡技術(shù)研究機構(gòu)（紐倫堡工業(yè)大學(xué)）以及其它教育和科研部門緊密合作，該公司憑借全新AMR方案打入市場。該公司提供的創(chuàng)新產(chǎn)品方案符合現(xiàn)代化物流的技術(shù)要求。

“傳統(tǒng)的AMR通常需要對應(yīng)用場地的空間進行調(diào)整，比如運行軌道，或者甚至需要對工藝過程進行技術(shù)調(diào)整，”總經(jīng)理Hubert Bauer解釋道?！氨热绫仨毎惭b用于車輛定位的光學(xué)標(biāo)記，路徑和交叉口必須符合規(guī)定的尺寸以及弧線半徑。我們的宗旨正好與此相反，我們要打造能夠適應(yīng)客戶需求的輸送機器人?！?/p>

通過車間地面的“指紋”實現(xiàn)精確定位

Evocortex公司的自主移動式機器人（AMR）不需要預(yù)轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)來實現(xiàn)定位。它們可以通過車間地面的不規(guī)則特征實現(xiàn)定位。即使在常見的混凝土地面上，機器人也能夠通過高分辨率照相機確定地面的不規(guī)則特征。照相機安裝在運輸車底側(cè)，對10x10厘米的地面區(qū)域進行拍照，并通過圖片數(shù)據(jù)創(chuàng)建車間地面的“指紋”。在這個新穎獨特的系統(tǒng)背后，Evocortex自行研發(fā)的Localization Module (ELM)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

在最初的示教過程中，機器人按照網(wǎng)格圖案在車間地面上運行。借助復(fù)雜的算法，它可以通過不同位置的圖形繪制出高度精密的地圖。在未來，還可通過自學(xué)式人工智能來完成這一步。除此之外，控制器可以檢測到小車的移動過程。通過數(shù)據(jù)組合，它可以在一平方公里的理論區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)毫米級別的定位精度。為此，機器人只需要對三個點進行識別。即使有50%的地面被切屑覆蓋，ELM模塊仍然不受影響，保證完成精確導(dǎo)航。出現(xiàn)在地面上的永久性劃痕將被添加到地圖上，消失的地面特征也將在一定時間后被從地圖上清除。

此外還可以為AMR機器人在一個或兩個端面安裝LIDAR傳感器。它們可以在行駛方向進行空間掃描和障礙物識別，其中包括移動的物體，比如穿過運行道路的人。運輸車立即停止，以確保工作人員的安全。

可達到毫米級別的精確度

Evocortex公司的AMR機器人還具有另一個出色的靈活性，那就是它的尺寸不受任何限制?！拔覀兛梢愿鶕?jù)用戶的需要以毫米為單位對機器人進行調(diào)整，”Hubert Bauer進一步強調(diào)?！叭魏瓮獠砍叽缰灰谠?00x800和800x1200毫米的范圍內(nèi)都可以得到實現(xiàn)?！盓voRobot R&D 和 EvoRobot Industrial系列產(chǎn)品的尺寸幾乎與承載平臺的外部尺寸相等。所有的技術(shù)部件——傳感器、控制器、提升單元和車輪驅(qū)動裝置都安裝在平臺下方。

車輪驅(qū)動模塊是實現(xiàn)可擴展性的關(guān)鍵因素。它直接安裝在車輪上方，與車輪共同構(gòu)成一個標(biāo)準(zhǔn)化的獨立功能單元。這樣一來，車輪的安裝間距就不受到限制。功率大，尺寸小的電機在實現(xiàn)此技術(shù)要求上起到了決定性作用。

“為了找到最適合的電機，我們對市面上的產(chǎn)品進行了仔細審核，”Hubert Bauer在回憶研發(fā)階段的情況時說道?！爸挥蠪AULHABER的產(chǎn)品才具備我們需要的功率密度。其它廠家的電機如果能夠達到我們要求的轉(zhuǎn)矩，體積都太大?！?/p>

功率大，體積小

EvoRobot 的車輪模塊安裝了3257… CR或3272…CR系列有刷電機。每臺電機都配備一個IEF3編碼器和38/2S減速箱。為了實現(xiàn)快速停止以及確保車輪停止后能夠鎖定，車輪電機還配有制動器?！耙揽窟@些強大動力的微電機，EvoRobot的載重量最高可達200公斤。不用很長時間我們還將推出載重量更大的型號，”Huber Bauer解釋道?！霸诓怀^5度的斜坡上，它還能夠以每秒一米的速度載重行駛?！?/p>

EvoCarrier 產(chǎn)品主要用于小負載托盤的運輸。這款A(yù)MR機器人的內(nèi)部空間與EvoRobot相比更加緊湊。它的離地間隙還不到100 mm，因此可以行駛到離地面比較近的貨物下方。兩臺或者四臺EvoCarrier可以用來搬運托盤或者整個貨架。研發(fā)人員選擇了所謂的“扁平轉(zhuǎn)子電機”——也就是長度僅21毫米的4221… BXT系列無刷電機作為驅(qū)動。EvoCarrier可以用來搬運裝載總重量不超過120公斤小負載托盤的輥輪貨架。公司總經(jīng)理認為，從長遠角度看，EvoRobot機器人也會改用無刷電機，而且模塊會進一步實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

除了功率和體積比以外，零維護和持續(xù)工作可靠性在AMR運行方面也起重要作用?！霸谑褂脡勖矫鍲AULHABER電機超越了我們的期待，”Hubert Bauer說道?！安粌H如此，這些驅(qū)動裝置還可以和普通工業(yè)控制器組合。FAULHABER公司的專家們也積極配合我們，為量產(chǎn)找到最佳的參數(shù)設(shè)置?！?/p>

企業(yè)介紹：來自德國舍奈希的驅(qū)動技術(shù)專家

FAULHABER 致力于高精度小型和微型驅(qū)動系統(tǒng)、伺服組件以及最高輸出功率250瓦的驅(qū)動電子部件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。其中包括客戶定制的專用解決方案以及范圍齊全的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，例如無刷電機、直流微電機、編碼器和運動控制器。FAULHABER 品牌在全球被公認為復(fù)雜和嚴(yán)苛應(yīng)用領(lǐng)域的高品質(zhì)和高可靠性的象征，如醫(yī)療技術(shù)、工廠自動化、精密光學(xué)、電信、航空航天和機器人技術(shù)。從224 mNm持續(xù)扭矩的強大直流電機到外徑為1.9mm的精巧微型驅(qū)動，F(xiàn)AULHABER標(biāo)準(zhǔn)系列有超過2500萬種組合，為特定應(yīng)用帶來最佳驅(qū)動系統(tǒng)。與此同時，這種技術(shù)上的“構(gòu)造組合”也是調(diào)整解決方案的基礎(chǔ)，從而讓我們能夠設(shè)置各種特殊版本來滿足客戶的具體需求。