روبوت متنقل ذاتي القيادة من طراز amr slam، مزود بنظام ملاحة، لنقل المواد الصناعية

المبادئ الأساسية للتكنولوجيا 

يعتمد تشغيل روبوت المناولة من سلسلة YH على العمل المنسق لأربعة مكونات أساسية: 

1. الإدراك البيئي وتحديد الموقع

- استخدام تقنية دمج أجهزة الاستشعار المتعددة، بما في ذلك رادار الليزر وأجهزة الاستشعار البصرية وأجهزة الاستشعار فوق الصوتية.

- يمكن لنظام الملاحة بالليزر SLAM تحقيق خطأ في تحديد المواقع يبلغ ±10 مم، ويمكنه رسم الخرائط والتنقل بشكل مستقل دون الحاجة إلى منارات محددة مسبقًا.

- يستخدم نظام الملاحة المرئي SLAM الكاميرات لتحديد السمات البيئية، ويتميز بتكلفته المنخفضة نسبيًا، وهو مناسب لسيناريوهات الإضاءة المستقرة. 

2. نظام التحكم في الحركة

- سيناريو الحمل الخفيف (≤500 كجم): يستخدم نظام الدفع التفاضلي أو عجلات ماكنامي، مما يدعم الحركات المرنة مثل الحركة الأمامية والحركة الجانبية والدوران، وهو مناسب لعمليات الممرات الضيقة.

- سيناريو الأحمال الثقيلة (≥1 طن): يستخدم نظام الدفع بعجلة القيادة + آلية رفع الشوكة، مع قدرة حمل تصل إلى 5 أطنان أو أكثر.

- قادر على العمل في الممرات الضيقة. 

3. تخطيط المسار الذاتي

- حساب مسار النقل الأمثل في الوقت الفعلي، مع زمن استجابة أقل من 500 مللي ثانية.

- عندما تعمل عدة روبوتات في مجموعة واحدة، يقوم النظام تلقائيًا بتحسين المسار لتجنب الازدحام.

- عند مواجهة عوائق ديناميكية، يمكنها أن تقرر بشكل مستقل تغيير مسارها أو الانتظار بدلاً من التوقف ببساطة. 

4. تجنب العوائق باستخدام دمج البيانات من أجهزة استشعار متعددة

- مزود برادار ليزر ذو 16 خطًا (مجال رؤية أفقي 270 درجة)، وجهاز كشف المسافة الأرضية (0.1 - 3 أمتار)، ومستشعر تصادم (عتبة ضغط التشغيل 0.5 نيوتن).

- من خلال آلية تعويض المسار، تلتقط الكاميرا السفلية معالم الأرض لمعايرة الموقع في الوقت الفعلي.

تكوين الروبوتات الصناعية

1. جسم ميكانيكي

هذه هي "عظام" و"عضلات" الروبوت، الجزء الذي يقوم بالعملية مباشرة.

1.1 الهيكل: يتكون عادة من قاعدة، وذراع كبير، وذراع صغير، ومعصم، وحافة طرفية.

1.2 المفاصل ودرجات الحرية: تتصل هذه الروبوتات الصناعية السداسية المحاور بمفاصل متعددة (دوارة أو متحركة)، مما يوفر درجات حرية مختلفة. تتمتع هذه الروبوتات بست درجات حرية، وتحاكي مرونة ذراع الإنسان.

1.3 أداة النهاية: أداة مثبتة في نهاية المعصم وتكون على اتصال مباشر بالجسم المراد تشغيله. مثل الملاقط (الهوائية/الكهربائية)، وأكواب الشفط، ومسدسات اللحام، ومسدسات الرش، ورؤوس التجليخ، ورؤوس القطع بالليزر، وما إلى ذلك.

2. نظام القيادة

هذا هو "مصدر الطاقة" للروبوتات الصناعية وهو المسؤول عن توفير الطاقة اللازمة لحركة المفاصل المختلفة.

2.1 محركات المؤازرة: الأكثر استخدامًا، حيث توفر دقة عالية واستجابة عالية للتحكم في الموضع والسرعة.

2.2 الأجهزة الهيدروليكية / الهوائية: تستخدم في سيناريوهات الخدمة الشاقة (الهيدروليكية) أو التثبيت البسيط (الهوائي)، ولكنها أقل شيوعًا في الروبوتات متعددة المحاور عالية الدقة.

2.3 مخفض السرعة: يربط المحرك بالمفصل لتقليل السرعة وزيادة عزم الدوران وتحسين دقة تحديد المواقع.

المكونات الرئيسية: مخفض السرعة RV (يستخدم غالبًا للمفاصل ذات الأحمال الثقيلة) ومخفض التوافقي (يستخدم غالبًا للأحمال الخفيفة أو مفاصل المعصم).

3. نظام التحكم

هذا هو "دماغ" الروبوت، الذي يعالج المعلومات، ويخطط المسارات، ويعطي التعليمات.

3.1 أجهزة التحكم: جهاز كمبيوتر صناعي أو خزانة تحكم مخصصة تحتوي على وحدة المعالجة المركزية والذاكرة ودوائر الواجهة.

3.2 برنامج/خوارزمية التحكم:

3.2.1 التحكم في الحركة: حل الحركة العكسية وتخطيط مسارات حركة المفاصل لضمان السلاسة والدقة.

3.2.2 التحكم المنطقي: معالجة إشارات الإدخال والإخراج (I/O) وتنسيق التعاون مع الأجهزة الأخرى (مثل أحزمة النقل وأجهزة الاستشعار).

3.2.3 واجهة الإنسان والآلة (HMI): وحدة تعليم للمشغلين لبرمجة وتصحيح ومراقبة حالة الروبوت.

4. نظام الإدراك

هذه هي "الحواس الخمس" للروبوت، والتي تستخدم للحصول على معلومات عن الحالة الداخلية والبيئة الخارجية، وهي المفتاح لتحقيق الذكاء.

4.1 أجهزة الاستشعار الداخلية:

4.1.2 جهاز التشفير: اكتشاف زاوية المحرك وسرعته لتحقيق التحكم في الحلقة المغلقة.

4.1.3 مستشعر عزم الدوران: يكشف قوة المفصل ويستخدم للكشف عن التصادم أو التحكم في قوة الطحن.

4.2 أجهزة الاستشعار الخارجية:

4.2.1 نظام الرؤية: كاميرا صناعية، ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد، لتحديد المواقع، والتعرف، وفحص الجودة.

4.2.2 مستشعرات القوة/اللمس: يتم تركيبها في النهاية للتجميع الدقيق أو الطحن بقوة ثابتة.

4.2.3 أجهزة استشعار السلامة: الليدار، ستائر الضوء الآمنة، تستخدم لمراقبة الأفراد المحيطين وضمان الإغلاق الآمن.

5. الأنظمة المساعدة

على الرغم من أنها ليست جزءًا متحركًا أساسيًا، إلا أنها ضرورية للتشغيل:

5.1 نظام إمداد الطاقة: وحدة إمداد الطاقة، منظم الجهد.

5.2 نظام دائرة الهواء: يوفر الهواء المضغوط إلى الملقط الهوائي أو أسطوانة التوازن.

5.3 نظام التبريد: مروحة أو جهاز تبريد بالماء لمنع ارتفاع درجة حرارة المحرك وخزانة التحكم.

5.4 سياج الأمان وزر التوقف الطارئ: حماية مادية تلبي معايير السلامة.

لقد غزت الروبوتات الصناعية الآن جميع الصناعات التحويلية تقريباً. ويتمثل جوهرها في: استبدال البشر في أداء المهام المتكررة والخطيرة والتي تتطلب دقة عالية. 

1. التطبيقات الأكثر شيوعًا

1.1 المناولة والتحميل والتفريغ

1.1.1 نظام التقاط ووضع المواد تلقائيًا لآلات التشغيل، وآلات قولبة الحقن، وآلات التشكيل بالضغط

1.1.2 نقل المواد في المستودعات وخطوط الإنتاج

1.2 اللحام

1.2.1 اللحام النقطي واللحام القوسي لهياكل السيارات

1.2.2 لحام الهياكل الفولاذية وآلات البناء والأنابيب

1.3 التجميع

1.3.1 تثبيت البراغي، تركيب المحامل، تجميع المكونات

1.3.2 تجميع الإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المنزلية، ومكونات السيارات

1.4 الطحن والتلميع وإزالة النتوءات

1.4.1 معالجة الأجهزة، وتجهيزات الحمامات، وقطع الصب، وقطع سبائك الألومنيوم

1.4.2 استبدال العمل اليدوي، والحد من الأضرار المرتبطة بالغبار

1.5 الرش والطلاء

1.5.1 طلاء السيارات والأجهزة المنزلية والأثاث

1.5.2 مقاوم للانفجار، موحد، موفر للطلاء

1.6 التعبئة والتغليف على منصات نقالة

1.6.1 التكديس الآلي للكرتون والأكياس والبراميل

1.6.2 شائعة الاستخدام في الأغذية والمشروبات والمواد الكيميائية والخدمات اللوجستية

1.7 الفحص والفرز

1.7.1 روبوتات الرؤية: فحص المظهر، قياس الأبعاد، فرز المنتجات المعيبة

1.7.2 يستخدم على نطاق واسع في صناعات الإلكترونيات والأغذية والأدوية

1.8 القطع والمعالجة

1.8.1 القطع بالليزر، والقطع بالماء، وتشذيب البوابات، والحفر

1.8.2 معالجة السيارات، والصفائح المعدنية، والمطاط، والبلاستيك

2. الصناعات الرئيسية للتطبيق

2.1 صناعة السيارات، أكبر مستخدم: اللحام النقطي، اللحام بالقوس الكهربائي، التجميع، الرش

2.2 الإلكترونيات الاستهلاكية، والهواتف المحمولة، وأجهزة الكمبيوتر: التجميع، والفحص، وتوزيع المواد اللاصقة

2.3 آلات البناء، الحفارات، الرافعات: اللحام، التجليخ

2.4 الأجهزة والمعدات المنزلية، مكيفات الهواء، الثلاجات، أدوات المطبخ: اللحام، التجميع

2.5 الأغذية والأدوية: الفرز والتعبئة والتغليف والتخزين على منصات نقالة

2.6 الخدمات اللوجستية والتخزين: تفكيك المنصات، التحميل والتفريغ

2.7 النقل بالسكك الحديدية، والسفن، والهياكل الفولاذية: اللحام، والقطع

3. فوائد استخدام الروبوتات

3.1 جودة ثابتة واتساق عالٍ

3.2 تشغيل متواصل على مدار 24 ساعة، كفاءة عالية

3.3 الحد من إصابات العمل والأمراض المهنية، وأبخرة اللحام، وغبار الطحن، ودرجات الحرارة العالية

3.4 انخفاض تكاليف العمالة، مناسب للإنتاج الضخم.

تحسين الكفاءة

- تشغيل متواصل على مدار 24 ساعة دون انقطاع، دون قيود على الإرهاق. يمكن لروبوت واحد أن يحل محل 2-3 عمال يدويين.

- بعد إدخالها إلى مستودع معين للتجارة الإلكترونية، زاد حجم معالجة الطلبات اليومية من 50000 عنصر إلى 120000 عنصر، مما أدى إلى زيادة الكفاءة بنسبة 140٪.

- تم تقليل وقت نقل المركبات بين المحطات في المصنع من 15 دقيقة إلى 5 دقائق، وزاد وقت دورة خط الإنتاج بنسبة 67٪. 

توفير التكاليف

- يوفر المستودع متوسط ​​الحجم (المجهز بخمسة روبوتات) أكثر من 400 ألف يوان من تكاليف العمالة سنوياً. وعادةً ما يتم استرداد تكلفة الاستثمار في المعدات خلال سنة إلى سنتين.

يستهلك هذا الجهاز 30% فقط من الطاقة التي تستهلكها الرافعات الشوكية التقليدية. وهو يدعم الشحن التلقائي، ويمكنه العمل لمدة 4 ساعات بعد شحنه لمدة ساعة واحدة. 

السلامة والدقة

يتميز نظام تجنب العوائق متعدد الحساسات بزمن استجابة لا يتجاوز 100 مللي ثانية. وعند مواجهة عائق، يمكنه إتمام عملية الكبح في غضون 0.3 ثانية.

- بعد تطبيقها في مستودع صناعي، انخفضت نسبة حوادث السلامة المتعلقة بالمناولة إلى 0.

- انخفض معدل الخطأ في فرز البضائع من 0.1% في العملية اليدوية إلى 0.01%، وانخفض معدل تلف البضائع من 2% إلى أقل من 0.2%.

- يتم التحكم في دقة تحديد موضع المواد لمركبة الأم والطفل الجديدة المصنوعة من رقائق الألومنيوم من شركة Ren في حدود خطأ 5 مم. 

المرونة والذكاء

- يمكن للروبوتات تشكيل شبكة ذاتية التنظيم من خلال شبكة محلية والتفاوض بشكل مستقل على تخطيط المسار وتخصيص المهام.

- يتكامل النظام بسلاسة، مما يحقق أتمتة كاملة لعمليات "التخزين - المناولة - الفرز - التحميل".

- بعد تطبيقها من قبل مؤسسة تصنيع، زادت كفاءة تتبع المواد على خط الإنتاج بنسبة 80٪.