自主導航–精確到毫米

在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)4.0（Industry 4.0）時(shí)代內部物流發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。對貨物和材料進(jìn)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(dòng)運輸系統通過(guò)與眾不同的方式完成此任務(wù)。在實(shí)現他們的創(chuàng )新技術(shù)方案過(guò)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“復雜性”的代名詞。越來(lái)越多的產(chǎn)品需要根據客戶(hù)的特殊要求來(lái)生產(chǎn)。通過(guò)應用IoT技術(shù)，即使是極小的批量，甚至單個(gè)工件，也能夠實(shí)現全自動(dòng)生產(chǎn)。多變的參數需要工藝過(guò)程之間的緊密銜接，同時(shí)還要保證高度的靈活性。在零部件參數變化無(wú)止境的情況下，還必須保證正確的部件在正確的時(shí)間到達對應生產(chǎn)工位。

AMR技術(shù)大步向前

原材料輸送（比如從供應點(diǎn)到生產(chǎn)設備之間）的個(gè)性化要求越來(lái)越高，與此同時(shí)該過(guò)程還需要盡可能實(shí)現自動(dòng)化。因此可移動(dòng)機器人平臺，即所謂的自主可移動(dòng)機器人（AMR）在全球各地的倉庫和生產(chǎn)車(chē)間得到越來(lái)越廣泛的應用。

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(zhuān)家創(chuàng )建，專(zhuān)注該市場(chǎng)。與紐倫堡技術(shù)研究機構（紐倫堡工業(yè)大學(xué)）以及其它教育和科研部門(mén)緊密合作，該公司憑借全新AMR方案打入市場(chǎng)。該公司提供的創(chuàng )新產(chǎn)品方案符合現代化物流的技術(shù)要求。

“傳統的AMR通常需要對應用場(chǎng)地的空間進(jìn)行調整，比如運行軌道，或者甚至需要對工藝過(guò)程進(jìn)行技術(shù)調整，”總經(jīng)理Hubert Bauer解釋道?！氨热绫仨毎惭b用于車(chē)輛定位的光學(xué)標記，路徑和交叉口必須符合規定的尺寸以及弧線(xiàn)半徑。我們的宗旨正好與此相反，我們要打造能夠適應客戶(hù)需求的輸送機器人?！?/p>

通過(guò)車(chē)間地面的“指紋”實(shí)現精確定位

Evocortex公司的自主移動(dòng)式機器人（AMR）不需要預轉導向系統來(lái)實(shí)現定位。它們可以通過(guò)車(chē)間地面的不規則特征實(shí)現定位。即使在常見(jiàn)的混凝土地面上，機器人也能夠通過(guò)高分辨率照相機確定地面的不規則特征。照相機安裝在運輸車(chē)底側，對10x10厘米的地面區域進(jìn)行拍照，并通過(guò)圖片數據創(chuàng )建車(chē)間地面的“指紋”。在這個(gè)新穎獨特的系統背后，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(guò)程中，機器人按照網(wǎng)格圖案在車(chē)間地面上運行。借助復雜的算法，它可以通過(guò)不同位置的圖形繪制出高度精密的地圖。在未來(lái)，還可通過(guò)自學(xué)式人工智能來(lái)完成這一步。除此之外，控制器可以檢測到小車(chē)的移動(dòng)過(guò)程。通過(guò)數據組合，它可以在一平方公里的理論區域內實(shí)現毫米級別的定位精度。為此，機器人只需要對三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行識別。即使有50%的地面被切屑覆蓋，ELM模塊仍然不受影響，保證完成精確導航。出現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(shí)間后被從地圖上清除。

此外還可以為AMR機器人在一個(gè)或兩個(gè)端面安裝LIDAR傳感器。它們可以在行駛方向進(jìn)行空間掃描和障礙物識別，其中包括移動(dòng)的物體，比如穿過(guò)運行道路的人。運輸車(chē)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(gè)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脩?hù)的需要以毫米為單位對機器人進(jìn)行調整，”Hubert Bauer進(jìn)一步強調?！叭魏瓮獠砍叽缰灰谠?00x800和800x1200毫米的范圍內都可以得到實(shí)現?！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(chē)輪驅動(dòng)裝置都安裝在平臺下方。

車(chē)輪驅動(dòng)模塊是實(shí)現可擴展性的關(guān)鍵因素。它直接安裝在車(chē)輪上方，與車(chē)輪共同構成一個(gè)標準化的獨立功能單元。這樣一來(lái)，車(chē)輪的安裝間距就不受到限制。功率大，尺寸小的電機在實(shí)現此技術(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(jìn)行了仔細審核，”Hubert Bauer在回憶研發(fā)階段的情況時(shí)說(shuō)道?！爸挥蠪AULHABER的產(chǎn)品才具備我們需要的功率密度。其它廠(chǎng)家的電機如果能夠達到我們要求的轉矩，體積都太大?！?/p>

功率大，體積小

EvoRobot 的車(chē)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(gè)IEF3編碼器和38/2S減速箱。為了實(shí)現快速停止以及確保車(chē)輪停止后能夠鎖定，車(chē)輪電機還配有制動(dòng)器?！耙揽窟@些強大動(dòng)力的微電機，EvoRobot的載重量最高可達200公斤。不用很長(cháng)時(shí)間我們還將推出載重量更大的型號，”Huber Bauer解釋道?！霸诓怀^(guò)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(pán)的運輸。這款AMR機器人的內部空間與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(lái)搬運托盤(pán)或者整個(gè)貨架。研發(fā)人員選擇了所謂的“扁平轉子電機”——也就是長(cháng)度僅21毫米的4221… BXT系列無(wú)刷電機作為驅動(dòng)。EvoCarrier可以用來(lái)搬運裝載總重量不超過(guò)120公斤小負載托盤(pán)的輥輪貨架。公司總經(jīng)理認為，從長(cháng)遠角度看，EvoRobot機器人也會(huì )改用無(wú)刷電機，而且模塊會(huì )進(jìn)一步實(shí)現標準化。

除了功率和體積比以外，零維護和持續工作可靠性在A(yíng)MR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(shuō)道?！安粌H如此，這些驅動(dòng)裝置還可以和普通工業(yè)控制器組合。FAULHABER公司的專(zhuān)家們也積極配合我們，為量產(chǎn)找到最佳的參數設置?！?/p>

企業(yè)介紹：來(lái)自德國舍奈希的驅動(dòng)技術(shù)專(zhuān)家

FAULHABER 致力于高精度小型和微型驅動(dòng)系統、伺服組件以及最高輸出功率250瓦的驅動(dòng)電子部件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。其中包括客戶(hù)定制的專(zhuān)用解決方案以及范圍齊全的標準化產(chǎn)品，例如無(wú)刷電機、直流微電機、編碼器和運動(dòng)控制器。FAULHABER 品牌在全球被公認為復雜和嚴苛應用領(lǐng)域的高品質(zhì)和高可靠性的象征，如醫療技術(shù)、工廠(chǎng)自動(dòng)化、精密光學(xué)、電信、航空航天和機器人技術(shù)。從224 mNm持續扭矩的強大直流電機到外徑為1.9mm的精巧微型驅動(dòng)，FAULHABER標準系列有超過(guò)2500萬(wàn)種組合，為特定應用帶來(lái)最佳驅動(dòng)系統。與此同時(shí)，這種技術(shù)上的“構造組合”也是調整解決方案的基礎，從而讓我們能夠設置各種特殊版本來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的具體需求。