Robot móvil autónomo AMR SLAM, robot de transferencia con navegación autónoma para manipulación de materiales industriales.

Principios tecnológicos fundamentales 

El funcionamiento del robot de manipulación de la serie YH se basa en el trabajo coordinado de cuatro componentes principales: 

1. Percepción y posicionamiento ambiental

- Utilizar tecnología de fusión multisensorial, que incluya radar láser, sensores visuales y sensores ultrasónicos.

- La navegación por láser SLAM puede lograr un margen de error de posicionamiento de ±10 mm y puede mapear y navegar de forma autónoma sin balizas preestablecidas.

- La navegación SLAM visual utiliza cámaras para identificar características del entorno, tiene un coste relativamente bajo y es adecuada para escenarios de iluminación estable. 

2. Sistema de control de movimiento

- Light-load scenario (≤500kg): Utilizes differential drive or McNamee wheels, supporting flexible movements such as forward motion, lateral movement, and rotation, suitable for narrow passage operations.

- Heavy-load scenario (≥1 ton): Utilizes steering wheel drive + fork lifting mechanism, with a carrying capacity of up to 5 tons or more.

- Capable of operating in narrow passages. 

3. Autonomous Path Planning

- Real-time calculation of the optimal transportation route, with response time less than 500ms.

- When multiple robots are operating in a cluster, the system automatically optimizes the path to avoid congestion.

- When encountering dynamic obstacles, it can autonomously decide to detour or wait instead of simply stopping. 

4. Multi-sensor Fusion Obstacle Avoidance

- Equipped with 16-line laser radar (horizontal field of view 270°), ground distance detection device (0.1 - 3m), and collision sensor (trigger pressure threshold 0.5N).

- Through the trajectory compensation mechanism, the bottom camera captures ground features for real-time position calibration.

Composition of Industrial Robots

1. Mechanical body

These are the "bones" and "muscles" of the robot, the part that directly performs the action.

1.1 Structure: It usually consists of a base, big arm, small arm, wrist and end flange.

1.2 Joints and Degrees of Freedom: Connected by multiple joints (rotating or moving), providing different degrees of freedom (DOF). The six-axis industrial robot has 6 degrees of freedom and simulates the flexibility of a human arm.

1.3 End effector: A tool installed at the end of the wrist that is in direct contact with the object being operated. Such as grippers (pneumatic/electric), suction cups, welding guns, spray guns, grinding heads, laser cutting heads, etc.

2. Drive system

This is the "power source" of industrial robots and is responsible for providing the energy needed for movement of various joints.

2.1 Servo motors: most commonly used, providing high precision and high response position and speed control.

2.2 Hydraulic/Pneumatic Devices: Used in heavy-duty (hydraulic) or simple clamping (pneumatic) scenarios, but less common in high-precision multi-axis robots.

2.3 Reducer: Connects the motor to the joint to reduce the speed, increase torque, and improve positioning accuracy.

Key components: RV reducer (often used for heavy load joints) and harmonic reducer (often used for light load or wrist joints).

3. Control system

This is the "brain" of the robot, which processes information, plans paths, and gives instructions.

3.1 Controller hardware: An industrial computer or a dedicated control cabinet containing CPU, memory, and interface circuits.

3.2 Control Software/Algorithm:

3.2.1 Motion Control: Solve inverse kinematics and plan joint movement trajectories to ensure smoothness and precision.

3.2.2 Logic Control: Process input and output signals (I/O) and coordinate cooperation with other devices (e.g., conveyor belts, sensors).

3.2.3 Human-Machine Interface (HMI): Teach Pendant for operators to program, debug, and monitor robot status.

4. Perception system

This is the "five senses" of the robot, which is used to obtain internal status and external environment information, and is the key to achieving intelligence.

4.1 Internal Sensors:

4.1.2 Encoder: Detect motor angle and speed to achieve closed-loop control.

4.1.3 Torque sensor: detects joint force and is used for collision detection or force control grinding.

4.2 External Sensors:

4.2.1 Vision system: industrial camera, 3D scanner, for positioning, identification, quality inspection.

4.2.2 Force/Tactile Sensors: Mounted at the end for precision assembly or constant force grinding.

4.2.3 Safety sensors: Lidar, safety light curtains, used to monitor surrounding personnel and ensure safe shutdown.

5. Assistive systems

While not a core moving part, it is essential for running:

5.1 Power supply system: power supply unit, voltage regulator.

5.2 Air Circuit System: Provides compressed air to the pneumatic gripper or balance cylinder.

5.3 Cooling System: Fan or water cooling device to prevent overheating of the motor and control cabinet.

5.4 Safety fence and emergency stop button: physical protection that meets safety standards.

Industrial robots have now penetrated almost all manufacturing industries. The core is: to replace humans in performing repetitive, dangerous, and high-precision tasks. 

1. The most mainstream applications

1.1 Handling, loading and unloading

1.1.1 Automatic material pickup and placement for machine tools, injection molding machines, stamping machines

1.1.2 Material transfer in warehouses and production lines

1.2 Welding

1.2.1 Spot welding and arc welding of car bodies

1.2.2 Welding of steel structures, construction machinery, and pipes

1.3 Assembly

1.3.1 Screw fastening, bearing installation, component assembly

1.3.2 Assembly of 3C electronics, home appliances, and automotive components

1.4 Grinding, polishing, deburring

1.4.1 Processing of hardware, bathroom fittings, die-cast parts, aluminum alloy parts

1.4.2 Replacing manual labor, reducing dust-related harm

1.5 Spraying, coating

1.5.1 Painting for cars, home appliances, furniture

1.5.2 Explosion-proof, uniform, paint-saving

1.6 Palletizing, packing

1.6.1 Automatic stacking of cartons, bags, and barrels

1.6.2 Commonly used in food, beverages, chemicals, logistics

1.7 Inspection, sorting

1.7.1 Robots de visión: inspección de apariencia, medición de dimensiones, clasificación de productos defectuosos

1.7.2 Ampliamente utilizado en las industrias electrónica, alimentaria y farmacéutica.

1.8 Corte, procesamiento

1.8.1 Corte láser, corte por agua, recorte de compuertas, perforación

1.8.2 Procesamiento de automóviles, chapa metálica, caucho y plástico

2. Principales industrias de aplicación

2.1 Fabricación de automóviles, el mayor usuario: soldadura por puntos, soldadura por arco, ensamblaje, pulverización.

2.2 Electrónica 3C, teléfonos móviles, ordenadores: montaje, inspección, dosificación de pegamento

2.3 Maquinaria de construcción, excavadoras, grúas: soldadura, rectificado

2.4 Ferretería y electrodomésticos, aires acondicionados, refrigeradores, utensilios de cocina: soldadura, montaje

2.5 Alimentos y productos farmacéuticos: clasificación, envasado y paletización

2.6 Logística y almacenamiento: desmontaje de palés, carga y descarga.

2.7 Transporte ferroviario, barcos, estructuras de acero: soldadura, corte

3. Beneficios del uso de robots

3.1 Calidad estable y alta consistencia

3.2 Funcionamiento ininterrumpido durante 24 horas, alta eficiencia

3.3 Reducir lesiones laborales y enfermedades profesionales, humos de soldadura, polvo de esmerilado, altas temperaturas

3.4 Menores costes laborales, apto para la producción en masa.

Mejora de la eficiencia

- Funcionamiento ininterrumpido las 24 horas, sin limitaciones por fatiga. Un solo robot puede reemplazar a 2 o 3 trabajadores manuales.

Tras la implementación en un determinado almacén de comercio electrónico, el volumen diario de procesamiento de pedidos aumentó de 50.000 a 120.000 artículos, lo que supuso un incremento del 140% en la eficiencia.

- El tiempo de transferencia de vehículos entre estaciones en la fábrica se redujo de 15 minutos a 5 minutos, y el tiempo del ciclo de la línea de producción aumentó en un 67%. 

Ahorro de costes

- El almacén de tamaño mediano (con 5 robots) ahorra más de 400.000 yuanes anuales en costes laborales. La inversión en equipos suele recuperarse en un plazo de 1 a 2 años.

- Su consumo energético es tan solo el 30% del de las carretillas elevadoras tradicionales. Admite carga automática y puede funcionar durante 4 horas tras una carga de 1 hora. 

Seguridad y precisión

- El sistema multisensor de evitación de obstáculos tiene un tiempo de respuesta de ≤ 100 ms. Al encontrar un obstáculo, puede frenar en 0,3 segundos.

- Tras su aplicación en un almacén industrial, la incidencia de accidentes relacionados con la seguridad en la manipulación de objetos se redujo a cero.

- La tasa de errores en la clasificación de mercancías se redujo del 0,1% en el proceso manual al 0,01%, y la tasa de daños en las mercancías disminuyó del 2% a menos del 0,2%.

- La precisión de posicionamiento del material del nuevo vehículo robot madre-hijo de papel de aluminio Ren se controla con un margen de error de 5 mm. 

Flexibilidad e inteligencia

- Los robots pueden formar una red autoorganizada a través de una red de área local y negociar de forma autónoma la planificación de rutas y la asignación de tareas.

- El sistema se integra a la perfección, logrando la automatización completa del proceso de "almacenamiento - manipulación - clasificación - descarga".

- Tras su implementación por una empresa manufacturera, la eficiencia de la trazabilidad de los materiales en la línea de producción aumentó en un 80%.