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移动机器人步入“人机协作”新时代,中国机器人网,vrovro.com
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移动机器人步入“人机协作”新时代
2020年12月17日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿


当我们提到协作式机器人时,通常会想到协作式机械臂,很少有人会将其与代替人“腿”功能的移动机器人联系起来。事实上,机械臂属于第一类协作式机器人Cobot,随着生产线对精度和柔性的要求越来越高,能够安全地配合人类工作的协作式自主移动机器人(Autonomous Mobile Robots,简称AMR)也开始进入制造工厂和仓库,以优化内部物流。

 

自从AMR自主移动机器人这一概念横空出世后,市面上就出现了形形色色的AMR产品,然而并不是所有的AMR都可称作协作式自主移动机器人中国机器人网vrovro.com

 

在丹麦自主移动机器人企业名傲移动机器人(Mobile Industrial Robots,简称MiR)亚太区销售副总裁陈培东看来,某些AMR 被限定在“关灯仓库”或受保护的制造环境中工作,没有人类参与,这些AMR不属于协作式移动机器人,而另一些AMR则可与人共享工作空间并进行协作,则可称作协作式移动机器人,如MiR的自主移动机器人。


与人协作,首要是行动安全


在制造业,“人机合作”是日常工作场景,也是企业和雇员最大的风险源。仅在美国,叉车在使用寿命内牵涉到严重伤害或致命事故的可能性高达90%。美国职业安全与健康管理局估计,叉车一年导致了61,800起轻微伤害和34,900起严重伤害。

 

MiR协作式AMR专为与人共同执行任务而设计,能够有效降低事故发生的概率。为了使移动机器人能够在遇到障碍物时安全后退,或者探测从后面或侧面接近的人,并在需要时停车或调整路线,所有MiR自主移动机器人均配备有360 度视场的双激光扫描仪,采用SICK microScan 3的激光扫描技术,帮助机器人不受光线和灰尘的影响,其扫描精度是其他类型激光扫描器的10倍。

 

此外,为了确保MiR自主移动机器人日常操作安全顺利,安装在AMR前侧的双3D相机可以帮助机器人探测0-1,700mm高的障碍物,在120°的水平视角的帮助下将障碍物一览无遗,使其能安全地围绕工作台移动,还可避开如壁装机柜或货架等障碍物。

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对负载较大的移动机器人,如MiR500和MiR1000机器人,MiR为其配备有24个接近传感器,安装在机器人的各个角落并指向地面。这些传感器专门检测低于激光扫描仪视场的脚部和托盘,为从事重型内部运输作业的人员提供了“保护盾”,以杜绝脚部压伤等可能发生的伤害。

 

此外,MiR自主移动机器人还配备有其他多元化传感输入器(包括加速度计、陀螺仪),用于感测惯性力、加速度和旋转,可根据不同情况作出反应,保障AMR在行驶路线上安全移动。

 

MiR自主移动机器人易于使用和编程的特点也反哺为其安全性赋能。通过个人电脑、智能手机或平板电脑轻松地为机器人编程来优化安全性,在地图上标记出禁区,可定义首选路径或限制机器人在交通繁忙区域的速度等。

 

MiR对安全性如此高强调,降低了终端客户在工作场所出现伤害的可能性,提升工人的工作满意度。跨国供暖、通风和空调产品制造商日立公司,在巴塞罗那工厂部署了一台 MiR200 移动机器人取代了叉车在狭窄的通道中行驶。该工厂生产工程部经理 RaulGalan 表示:“部署MiR自主移动机器人之后,叉车无需在生产区域的通道来回移动,不仅优化了生产线的生产力,而且提高了工厂车间对所有人的安全性。”


机器换人,目的是降本增效


与传统移动机器人繁琐部署不同,MiR自主移动机器人无需更改现有工厂布局,从而降低初始成本,可快速适应高动态变化率的工作环境。

 

新泽西电力产品制造商Magna-Power运营副总裁Adam Pitel表示,公司为优化仓库和垂直一体化生产车间的零部件和组件运输,最初部署了两台MiR自主移动机器人。“收到AMR不到30分钟,我就能利用手机对其进行遥控指挥,在上传了一份公司设施的示意图后,它就能在大楼内自主进行点对点运输了。”


陈培东解释道,这是因为MiR自主移动机器人能够利用3D相机、内置传感器、激光扫描仪以及先进软件提供的数据来探测其周围环境,或通过预装完备的设施图纸创建“地图”,选出通往目的地的最有效路线。

 

“它很像一辆装有GPS和一套预装地图的汽车。‘目的地’是地图上的点,在点与点之间导航时,系统就能确定最佳路线。”

 

以今年刚推出的MiR250为例,在继承前几代AMR研发理念的基础上进行技术更新,MiR250负载高达250公斤的重物,速度达到2米/秒,小巧的尺寸让它在80厘米的狭小空间里也能来去自如。

 

“MiR250的充电速度比其他更小型移动机器人快一倍,对于昼夜不停运转的机器人而言,这就相当于每24小时多出3小时的有效工作时间。如果不希望停机,更换电池也只需两分钟。”陈培东透露,MiR250占MiR自主移动机器人最近两个月的产量和销量的40%。


新品迭出,基因是持续创新

 

自2017年以来,MiR坚持每年推出一款新机器人,现有AMR的有效负载从100公斤到1000公斤,可优化从运送小零件到自动搬运重物和托盘的所有工作流程,可广泛应用于全球汽车、电子产品、第三方物流、医院等领域。

 

为适应现代工厂AMR“集团军作战”的物流趋势,MiR还开发出Fleet车队管理系统,使得自主移动机器人在多机协作下可以提前预测阻塞区域或大流量区域,并重新规划路线,而不是进入阻塞区域后再调整路线。

 

此外,MiR了解到现今大多数中小型工厂受制于产品开发、对口人才、技术操作、设备成本等原因,尚未引入自主移动机器人相关解决方案。

 

为了帮助中小企业解决这些问题,MiR专门推出了MiRGo平台,提供不同的顶部模块如机械臂、传送带、用于拾取推车的货架顶升装置、托盘架、托盘升降机等设备,安装在移动平台上以实现快速定制,帮助客户实现产品即买即用。


MiR发展的下一步是融合5G技术以提高自主移动机器人的能力,目前已经在做5G+自主移动机器人的相关测试。据了解,自主移动机器人在误差方面要求非常严苛,5G低延时高传输速率的特点将使自主移动机器人的运行效率和安全性得到更大提升。

 

陈培东表示:“5G技术带来的将不只是通讯方面的突破,对于MiR来说,5G将多方面提升自主移动机器人的产品使用体验,例如帮助AMR在动态环境中实现更好的导航效果和展现快速反应能力。”

 

当前我国AMR市场尚处于早期阶段,市场基数小,但已有不少海外企业提前布局,进入中国市场。

 

高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2019年移动机器人市场规模26.09亿元,同比增长8.4%。GGII预计,2020-2025年中国移动机器人市场规模年均复合增速超23.5%,至2025年中国移动机器人市场规模有望突破90亿元,届时移动机器人的销量有望超11万台。

 

对于AMR厂商而言,要争夺中国市场的首要任务是通过多种应用场景不断打磨自身产品,以达到高性价比、高柔性、高稳定性的目标,为更多的终端用户创造价值。

 

自2017年进入中国以来,MiR就致力于促进自主移动机器人的安全部署,积极联合AMR制造商、AMR集成商和用户构建三位一体的应用生态系统,目前取得了一定的成效。

 

陈培东告诉「高工机器人」,中国现已成为MiR最为重视的全球战略市场之一。年初疫情爆发时,MiR自主移动机器人集成了来自MiRGo合作伙伴的消毒顶部模块,以满足中国客户对日常清洁及深度消毒的需求。

 

他预测:“中国未来对自主移动机器人的需求将占全球总量的一半以上。为此,MiR将不断加大投入,提升本土运营能力,以增强对本土经销体系及客户的全面支持。”


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