3 тенденции в мобильной промышленной робототехнике

Где используются мобильные роботы, какую ценность они добавляют и какие технологии доступны для облегчения интеграции и эксплуатации?

Мобильные автономные роботы

На YouTube мы можем видеть очень много видеороликов-презентаций о роботах, которые могут бегать, переворачиваться или выполнять полезную работу по дому, но мы не видим, чтобы эти задачи выполнялись в промышленности. Возможно, самая веская причина, по которой эти гуманоидные роботы не распространены в промышленности, это их стоимость. Как и в большинстве случаев, инженеры хотят найти простейшее решение проблемы.

Например, если вам нужно перевезти коробку с инструментами между двумя точками и у вас есть работник, отвечающий за это, применение робота может увеличить количество перемещаемых коробок, уменьшить травмы и снизить утомляемость работника. С ростом стоимости рабочей силы и трудностями при закрытии вакансий, в конечном итоге компании может понадобиться робот для перевозки между товаров между разными точками. Хотя шагающий робот может быть выгоден, пара датчиков «LiDAR с колесами», датчиками и программированием может дать тот же результат по гораздо более низкой цене и снизить сложность системы.

Перемещение вещей из пункта А в пункт Б может принести большую пользу. В то время как шумиха вокруг автономных автомобилей не утихает в последние годы, они реально могут быть полезны на производстве и уже находят применение на заводах. Возможно, благодаря большему контролю над окружающей средой, более медленными скоростями и другими факторами такие компании, как Rover Robotics, MiR, Clearpath Robotics и Omron, наращивают разработку роботов для обрабатывающей, складской и других отраслей. Ниже приведены тенденции, по которым компании оценивают целесообразность применения мобильных роботов, и некоторые разработки, которые могут ускорить внедрение этой технологии.

Опасные и «авантюрные» применения

Есть несколько основных тенденций мобильных автономных роботов. Одной из них является то, что они используются в опасных ситуациях и районах. RoboTex производит робототехнику для правоохранительных органов. Затем, в 2018 году основатель Protolabs, лидера в области быстрого прототипирования и производства в малых объемах, и RoboTex использовали правоохранительный робот Avatar lll с полностью совместимой операционной системой с открытым исходным кодом Robot Operating System (ROS). Совместное предприятие превратило надежную конструкцию правоохранительных роботов в гибкое, легкое и экономичное производственное решение.

Этот полноприводный (4WD) ровер имеет большие шины, поэтому он может хорошо работать в помещении или на улице. 
Следить за полосами движения или покрытиями, ограничивающими дорожный просвет, или шинами, которые могут соскользнуть на склонах 
с большими нагрузками. Эта модель может развивать скорость до 8 миль в час и может проехать восемь миль без подзарядки. 
Он может нести до 60 фунтов (меньше, чем у 2WD ровера, потому что его мини-погрузчик). Он полностью совместим с ROS. Данные кодировщика,
 состояние заряда аккумулятора и температура двигателя доступны с помощью нашего драйвера ROS. Наконец, он настолько легок, 
что работник может поднять его

Одним из интересных аспектов того, как Rover Robotics смогла максимизировать емкость и срок службы батареи при одновременном снижении веса, стало то, что она предлагает базовую аппаратную платформу, позволяющую инженерам-проектировщикам настраивать, собирать и программировать робота для любого приложения на открытом исходном коде. «90% всех мобильных роботов основаны на ROS / с открытым исходным кодом, а 100% наших роботов — на основе ROS с открытым исходным кодом. Пользователям не нравится, когда их возможности ограничивают» — говорит основатель Rover Robotics Ник Фрагале. «Кроме того, в RoboTex уже было много пресс-форм для деталей и корпусов для литья под давлением. Возможно, будет проще и быстрее выйти на рынок с обычным металлическим корпусом, но дополнительный вес может реально повлиять на производительность ».

До Rover Robotics производством автономных мобильных роботов занималась созданная в 2009 году Clearpath Robotics. Роботы, такие как UGV Husky, могут автономно контролировать строительные площадки или собирать данные для исследователей в опасных зонах. Такие роботы предоставляют больше данных, одновременно обеспечивая безопасность и экономию средств, связанные с наличием людей на местах. Кроме того, с помощью одного робота или меньшего количества роботов можно отслеживать большие площади, чем множеством датчиков, батарей и кабелей или беспроводных сигналов, которые необходимо было бы размещать вручную вокруг площадки для получения аналогичных данных.

Способность мобильных роботов непрерывно перемещаться автономно может собирать множество точек данных с течением времени, 
чтобы покрыть область, которая может быть слишком большой для беспроводных датчиков. 
Кроме того, в некоторых приложениях можно использовать видео в реальном времени,
где удаленный пилот может взять на себя управление машиной, чтобы осмотреть территорию,
инвентарь или посмотреть, какие ресурсы находятся на месте, не выходя из офиса.

Отслеживание и распределение ресурсов

Еще один робот от Clearpath — TurtleBot 2. Он может выглядеть как автономный стеллаж, но это хороший пример еще одной большой тенденции в мобильных роботах: отслеживание и распределение ресурсов. Многие автономные роботы на производстве поддерживают производство, обеспечивая доступность сырья, необходимого для работы. Наличие роботов, которые могут работать автономно, может устранить время простоя, связанное с тем, что работник извлекает детали из инвентаря или ждет, пока кто-то другой пополнит запасы.

Такие компании, как MiR, демонстрируют рост числа роботов, способных перевозить более высокие грузы. Многие компании, производящие мобильные роботы, выпускают линейку с различными размерами и возможностями загрузки. В целом, тенденция увеличения перевозимого веса у автономной мобильной робототехники на протяжении многих лет стимулирует производство роботизированных погрузчиков. Имея ряд решений, размеров и возможностей загрузки, учитывайте рост компании и будущие требования, чтобы обеспечить использование правильного инструмента для правильного применения.

MiR1000 предназначен для автоматизации и оптимизации внутренних перевозок тяжелых грузов и поддонов. 
С грузоподъемностью 1000 кг это самый мощный робот MiR, и даже в очень динамичных средах он может перевозить тяжелые 
грузы без каких-либо внешних мер безопасности

Другие вещи, которые следует учитывать, могут быть программными функциями. MiR и мобильные роботы могут перемещать ресурсы с помощью данных в реальном времени. С помощью дополнительных технологий можно получить динамический инвентарь, который может меняться в зависимости от потребностей. Людям может понадобиться помещать один и тот же продукт в одно и то же место, чтобы запомнить местоположение продукции на складе. С помощью правильного программного обеспечения для документирования или технологии отслеживания мобильные роботы могут перемещать ресурсы по мере необходимости в более эффективные места, без привязки к конкретному месту.

Чтобы максимизировать время безотказной работы или гарантировать, что всякий раз, когда робот перемещается, у него есть задание, можно использовать возвращение без опроса или без груза, чтобы начать перемещать более востребованные грузы ближе к погрузочным докам или освободить место на полках для других продуктов. Это может добавить больше сложности в систему, чем необходимо, но с ростом спроса со стороны таких отраслей, как электронная коммерция, эта сложность должна сэкономить время, связанное с логистикой при отгрузке или производстве. Убедитесь, что технология не является излишне сложной, но также помните, когда ищите сегодняшние решения для рассмотрения потенциальных будущих потребностей или проблем.

Интеграция и эксплуатация

Некоторые инженеры-робототехники верят, что в будущем разработчики будут использовать открытое, удобное для пользователя программное обеспечение и оборудование для настройки каждого робота. В настоящее время много внимания уделяется ROS. Хотя это и означает операционную систему робота, это скорее среда, где пользователи могут загружать и скачивать программы.

Fragale из Rover Robotics использует ROS, но считает, что новый ROS2 перенесет индустрию мобильных роботов в будущее. В настоящее время ROS позволяет компаниям загружать бесплатные программы на специальную страницу, где сообщество может изменять или загружать программы прямо в свои роботы. Это означает, что вместо покупки полностью собранного, запрограммированного, готового продукта инженеры могут выбрать урезанную или базовую платформу, а затем добавить любое другое оборудование для приложения. После настройки механики и аппаратного обеспечения разработчики найдут программу с открытым исходным кодом, которая будет работать конкретно для их решения. Это может показаться знакомым читателям, имеющим опыт работы с Arduino и Raspberry Pi, потому что там используется именно такой подход. Фактически, есть много проектов, в которых используется программа или программное обеспечение, опубликованное на ROS с аппаратным обеспечением Arduino или Raspberry Pi.

Этот экземпляр был на выставке PACK Expo 2019. 
Автономный робот Omron с роботом для совместной работы (кобот) является еще одной тенденцией. 
Кобот на автономном мобильном роботе добавляет дополнительные возможности, позволяя загружать и выгружать ресурсы, 
не говоря уже о возможности запуска, остановки, загрузки и выгрузки машин

В настоящее время операционная система для роботов (ROS) может быть немного сложной или «плавающей» для непрограммиста. Тем не менее, Fragale упоминает, что ROS2 может сделать настройку робототехники возможной для любого. Он видит будущее так — инженер, не имеющий опыта работы с электроникой или программированием, сможет получить доступ к ROS и создать собственную робототехнику, подобную промышленному набору Lego. Облачная аналитика, решения и сервисы также позволяют упростить весь проект, выбрав и настроив учетную запись Azure или AWS с использованием нового программного и аппаратного обеспечения.

Некоторые проблемы в мобильной робототехнике больше не считаются препятствиями. Например, мобильные роботы, как правило, имеют энергосберегающую электронику, легкие материалы и в сочетании с программным обеспечением, которое управляет потреблением энергии и временем перезарядки, делают питание мобильных роботов менее сложной задачей, чем раньше. Одной из проблем, на которую будет важно обратить внимание, является компьютерная аналитика.

Может быть много шумихи вокруг сбора всех данных и отправки их в расширенные облачные пространства для обработки. Однако отправка больших объемов данных или просто необработанных данных в облако увеличивает задержку и повышает стоимость операционной системы. «Аренда облачного пространства для отправки информации, а не необработанных данных», — говорит Фрагале. «Я все время говорю клиентам, работаю на конечных узлах, тренируюсь в облаке». Можно собирать необработанные данные, обрабатывать их, отвечать на них и так далее. Все локально или в конечных узлах. Как только появляется шаблон, достигается N-значение или необработанные данные преобразуются в информацию, его можно перенести в облако. Это уменьшает любые задержки и затраты, которые могут быть связаны с облачными решениями, сохраняя при этом их преимущества.

Автономные роботы могут внести большой вклад в производство и могут быть быстро интегрированы и запрограммированы без большого опыта. Исходя из направления технологии, следующие поколения роботов будут продолжать сокращать расходы, добавляя больше функций. Кроме того, роботам станет легче настраивать механическую платформу, ее аппаратное и программное обеспечение. Использование и простота программирования, предлагаемые коботами, могут найти более широкое применение в этих решениях, особенно по мере того, как камеры совершенствуются с 3D-видением и машинным обучением.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *