Otonom mobil robot AMR SLAM navigasyonlu, endüstriyel malzeme taşıma için kendinden sürüşlü transfer robotu

Temel Teknoloji Prensipleri 

YH serisi taşıma robotunun çalışması, dört temel bileşenin koordineli çalışmasına dayanmaktadır: 

1. Çevresel algı ve konumlandırma

- Lazer radar, görsel sensörler ve ultrasonik sensörler de dahil olmak üzere çoklu sensör füzyon teknolojisinden yararlanın.

- Lazer SLAM navigasyon sistemi ±10 mm'lik konumlandırma hatası elde edebilir ve önceden ayarlanmış işaretçilere ihtiyaç duymadan otonom olarak haritalama ve navigasyon yapabilir.

- Görsel SLAM navigasyon sistemi, çevresel özellikleri belirlemek için kameralar kullanır, nispeten düşük maliyetlidir ve istikrarlı aydınlatma senaryoları için uygundur. 

2. Hareket Kontrol Sistemi

- Hafif yük senaryosu (≤500 kg): Diferansiyel tahrik veya McNamee tekerlekleri kullanır; ileri hareket, yana hareket ve dönüş gibi esnek hareketleri destekler ve dar geçitlerde kullanım için uygundur.

- Ağır yük senaryosu (≥1 ton): Direksiyon tahrik sistemi ve forklift mekanizması kullanılarak 5 ton veya daha fazla taşıma kapasitesine sahiptir.

- Dar geçitlerde çalışabilme özelliğine sahiptir. 

3. Otonom Yol Planlaması

- 500 ms'den daha kısa yanıt süresiyle en uygun ulaşım rotasının gerçek zamanlı hesaplanması.

- Birden fazla robot bir küme halinde çalışırken, sistem tıkanıklığı önlemek için yolu otomatik olarak optimize eder.

- Dinamik engellerle karşılaştığında, durmak yerine otomatik olarak alternatif bir rota izlemeye veya beklemeye karar verebilir. 

4. Çoklu Sensör Füzyonu ile Engelden Kaçınma

- 16 hatlı lazer radar (yatay görüş alanı 270°), yerden uzaklık algılama cihazı (0,1 - 3 m) ve çarpışma sensörü (tetikleme basıncı eşiği 0,5 N) ile donatılmıştır.

- Yörünge dengeleme mekanizması sayesinde, alt kamera gerçek zamanlı konum kalibrasyonu için zemin özelliklerini yakalar.

Endüstriyel Robotların Bileşimi

1. Mekanik gövde

Bunlar robotun "kemikleri" ve "kasları", yani hareketi doğrudan gerçekleştiren kısımlarıdır.

1.1 Yapı: Genellikle bir taban, büyük kol, küçük kol, bilek ve uç flanşından oluşur.

1.2 Eklemler ve Serbestlik Dereceleri: Birden fazla eklem (dönen veya hareket eden) ile birbirine bağlı olan ve farklı serbestlik dereceleri (DOF) sağlayan yapılar. Altı eksenli endüstriyel robotun 6 serbestlik derecesi vardır ve insan kolunun esnekliğini simüle eder.

1.3 Uç efektör: Bileğin ucuna takılan ve çalıştırılan nesneyle doğrudan temas halinde olan bir alet. Örneğin, tutucular (pnömatik/elektrikli), vantuzlar, kaynak tabancaları, püskürtme tabancaları, taşlama başlıkları, lazer kesim başlıkları vb.

2. Tahrik sistemi

Bu, endüstriyel robotların "güç kaynağıdır" ve çeşitli eklemlerin hareket etmesi için gereken enerjiyi sağlamaktan sorumludur.

2.1 Servo motorlar: En yaygın kullanılanlardır ve yüksek hassasiyetli ve hızlı tepki veren konum ve hız kontrolü sağlarlar.

2.2 Hidrolik/Pnömatik Cihazlar: Ağır hizmet (hidrolik) veya basit sıkıştırma (pnömatik) senaryolarında kullanılır, ancak yüksek hassasiyetli çok eksenli robotlarda daha az yaygındır.

2.3 Redüktör: Hızı düşürmek, torku artırmak ve konumlandırma doğruluğunu iyileştirmek için motoru mafsala bağlar.

Başlıca bileşenler: RV redüktörü (genellikle ağır yük bağlantıları için kullanılır) ve harmonik redüktör (genellikle hafif yük veya bilek bağlantıları için kullanılır).

3. Kontrol sistemi

Bu, robotun "beyni"dir; bilgileri işler, rotaları planlar ve talimatlar verir.

3.1 Kontrol ünitesi donanımı: CPU, bellek ve arayüz devrelerini içeren endüstriyel bir bilgisayar veya özel bir kontrol kabini.

3.2 Kontrol Yazılımı/Algoritması:

3.2.1 Hareket Kontrolü: Düzgünlük ve hassasiyet sağlamak için ters kinematik denklemlerini çözün ve eklem hareket yörüngelerini planlayın.

3.2.2 Mantıksal Kontrol: Giriş ve çıkış sinyallerini (G/Ç) işler ve diğer cihazlarla (örneğin, konveyör bantları, sensörler) işbirliğini koordine eder.

3.2.3 İnsan-Makine Arayüzü (HMI): Operatörlerin robotu programlaması, hata ayıklaması ve durumunu izlemesi için kullanılan Öğretim Kumandası (Teach Pendant).

4. Algılama sistemi

Bu, robotun içsel durum ve dış çevre bilgilerini elde etmek için kullandığı ve zekâya ulaşmanın anahtarı olan "beş duyusu"dur.

4.1 Dahili Sensörler:

4.1.2 Enkoder: Kapalı döngü kontrolü sağlamak için motor açısını ve hızını algılar.

4.1.3 Tork sensörü: eklem kuvvetini algılar ve çarpışma tespiti veya kuvvet kontrolü taşlama işlemlerinde kullanılır.

4.2 Harici Sensörler:

4.2.1 Görüntüleme sistemi: konumlandırma, tanımlama ve kalite kontrolü için endüstriyel kamera, 3 boyutlu tarayıcı.

4.2.2 Kuvvet/Dokunsal Sensörler: Hassas montaj veya sabit kuvvetli taşlama için uca monte edilir.

4.2.3 Güvenlik sensörleri: Lidar, güvenlik ışık perdeleri; çevredeki personeli izlemek ve güvenli kapatmayı sağlamak için kullanılır.

5. Yardımcı sistemler

Temel bir hareketli parça olmasa da, çalışması için olmazsa olmazdır:

5.1 Güç kaynağı sistemi: güç kaynağı ünitesi, voltaj regülatörü.

5.2 Hava Devre Sistemi: Pnömatik tutucuya veya denge silindirine basınçlı hava sağlar.

5.3 Soğutma Sistemi: Motorun ve kontrol kabininin aşırı ısınmasını önlemek için fan veya su soğutma cihazı.

5.4 Güvenlik çiti ve acil durdurma düğmesi: güvenlik standartlarını karşılayan fiziksel koruma.

Endüstriyel robotlar artık neredeyse tüm üretim sektörlerine nüfuz etmiş durumda. Temel amaç: tekrarlayan, tehlikeli ve yüksek hassasiyet gerektiren işlerde insanları yerlerine geçirmek. 

1. En yaygın uygulamalar

1.1 Elleçleme, yükleme ve boşaltma

1.1.1 Takım tezgahları, enjeksiyon kalıplama makineleri, pres makineleri için otomatik malzeme alma ve yerleştirme

1.1.2 Depolarda ve üretim hatlarında malzeme transferi

1.2 Kaynak

1.2.1 Otomobil gövdelerinin nokta kaynağı ve ark kaynağı

1.2.2 Çelik yapıların, inşaat makinelerinin ve boruların kaynaklanması

1.3 Montaj

1.3.1 Vida ile sabitleme, rulman montajı, bileşen montajı

1.3.2 3C elektronik, ev aletleri ve otomotiv bileşenlerinin montajı

1.4 Taşlama, parlatma, çapak alma

1.4.1 Donanım, banyo armatürleri, döküm parçalar, alüminyum alaşımlı parçaların işlenmesi

1.4.2 Manuel iş gücünün yerine geçmesi, toz kaynaklı zararların azaltılması

1.5 Püskürtme, kaplama

1.5.1 Otomobil, ev aletleri ve mobilyalar için boyama

1.5.2 Patlamaya dayanıklı, homojen, boya tasarrufu sağlayan

1.6 Paletleme, paketleme

1.6.1 Karton, torba ve varillerin otomatik istiflenmesi

1.6.2 Genellikle gıda, içecek, kimya ve lojistik sektörlerinde kullanılır.

1.7 İnceleme, sıralama

1.7.1 Görsel robotlar: görünüm denetimi, boyut ölçümü, kusurlu ürünlerin ayrıştırılması

1.7.2 Elektronik, gıda ve ilaç endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır.

1.8 Kesme, işleme

1.8.1 Lazer kesim, su ile kesim, kapı kenar düzeltme, delme

1.8.2 Otomotiv, sac metal, kauçuk ve plastik işleme

2. Başlıca uygulama sektörleri

2.1 Otomotiv imalatı, en büyük kullanıcı: nokta kaynağı, ark kaynağı, montaj, püskürtme

2.2 3C elektronik, cep telefonları, bilgisayarlar: montaj, inceleme, yapıştırıcı dağıtımı

2.3 İnşaat makineleri, ekskavatörler, vinçler: kaynak, taşlama

2.4 Donanım ve ev aletleri, klimalar, buzdolapları, mutfak eşyaları: kaynak, montaj

2.5 Gıda ve ilaçlar: ayıklama, paketleme, paletleme

2.6 Lojistik ve depolama: palet sökme, yükleme ve boşaltma

2.7 Raylı ulaşım, gemiler, çelik yapılar: kaynak, kesme

3. Robot kullanmanın faydaları

3.1 İstikrarlı kalite ve yüksek tutarlılık

3.2 24 saat kesintisiz çalışma, yüksek verimlilik

3.3 İş kazalarını ve meslek hastalıklarını, kaynak dumanını, taşlama tozunu, yüksek sıcaklıkları azaltmak

3.4 Daha düşük işçilik maliyetleri, seri üretime uygun.

Verimlilik Artışı

- 24 saat kesintisiz çalışma, yorgunluk sınırlaması yok. Tek bir robot 2-3 işçinin yerini alabilir.

- Belirli bir e-ticaret deposuyla tanıştıktan sonra, günlük sipariş işleme hacmi 50.000 üründen 120.000 ürüne yükseldi ve bu da verimlilikte %140'lık bir artışa yol açtı.

- Fabrikadaki araçların istasyonlar arası geçiş süresi 15 dakikadan 5 dakikaya düşürüldü ve üretim hattı çevrim süresi %67 arttı. 

Maliyet tasarrufu

- Orta büyüklükteki depo (5 robotla birlikte) yıllık 400.000 yuan'dan fazla işçilik maliyetinden tasarruf sağlıyor. Ekipman yatırımı genellikle 1-2 yıl içinde maliyetini geri kazanıyor.

- Enerji tüketimi geleneksel forkliftlerin yalnızca %30'u kadardır. Otomatik şarjı destekler ve 1 saatlik şarjdan sonra 4 saat çalışabilir. 

Güvenlik ve Doğruluk

- Çoklu sensörlü engel algılama sisteminin tepki süresi ≤ 100 ms'dir. Bir engelle karşılaştığında, 0,3 saniye içinde frenleme işlemini tamamlayabilir.

- Endüstriyel bir depoda uygulandıktan sonra, elleçleme kaynaklı güvenlik kazalarının sayısı sıfıra düştü.

- Malların tasnifinde hata oranı manuel işlemdeki %0,1'den %0,01'e düştü ve malların hasar görme oranı %2'den %0,2'nin altına indi.

- Yeni Ren alüminyum folyo robot anne-çocuk aracının malzeme konumlandırma hassasiyeti 5 mm hata payı dahilinde kontrol edilmektedir. 

Esneklik ve Zeka

- Robotlar, yerel alan ağı aracılığıyla kendi kendini organize eden bir ağ oluşturabilir ve yol planlaması ile görev dağılımını otonom olarak müzakere edebilir.

- Sistem, "depolama - elleçleme - sıralama - boşaltma" süreçlerinin tam otomasyonunu sağlayarak sorunsuz bir entegrasyon sunar.

- Üretim işletmesi tarafından uygulandıktan sonra, üretim hattındaki malzeme izlenebilirliğinin verimliliği %80 arttı.