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供稿︰福爾哈貝傳動技術(太倉)有限公司 2018/7/2 14:08:44

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  • 關鍵詞︰ 機器人 FAULHABER 福爾哈貝 運動控制
  • 摘要︰隨著電商爆發式的發展,越來越多的機器人公司開始致力于研發自動運輸貨物的倉庫機器人,以緩解人工運輸壓力。然而,倉庫運輸智能化的道路並非易事,其最難攻克的部分便是如何讓機器人具備智能挑選商品的能力。

隨著電商爆發式的發展,越來越多的機器人公司開始致力于研發自動運輸貨物的倉庫機器人,以緩解人工運輸壓力。然而,倉庫運輸智能化的道路並非易事,其最難攻克的部分便是如何讓機器人具備智能挑選商品的能力。

 

顛覆傳統的移動倉庫機器人

 

慶幸的是,這個世界永遠不乏創新者。德國Magazino公司成功打造了一款名為TORU的移動倉庫機器人,它不僅能運輸貨物,還能直接從貨架上分揀物品,大大減輕了分揀貨物的人工負擔,甚至比只能鎖定貨物位置並移動整堆貨架的亞馬遜倉庫機器人技高一籌,因為它具備視覺導航功能、操作簡單,還能與人協作。

倉儲機器人TORU在運動品牌彪馬(Puma)倉庫中的應用

該解決方案使用了自動駕駛和機器人等智能技術,並在自推式物流機器人搬運過程中使用了FAULHABER生產的驅動解決方案和集成式運動控制。

如今,TORU的價值已在航運服務測試中得以體現。他們通過智能化自走式系統來揀貨,例如從貨架上取走鞋盒。從概念上來說,TORU是一款感知型控制機器人,能通過相機、圖像處理、傳感器和人工智能,來感知和解讀周圍環境並做出決定。

 

靈機應變 智能抓取

 

當TORU收到訂單需訂購一雙鞋子時,那麼帶有倉庫地址的條形碼就會被加載至訂單上。通過條形碼,機器人可獲取鞋子的位置,並駛向目的地。接著,升降柱在車輛前旋轉90度,到達貨架,移動並抓取指定的貨物。

從收到訂單到取貨的這一過程完全由TORU自主操作。在取貨過程中,TORU會先使用三維相機拍攝,以獲取當前貨架的情況。例如︰“貨架上有鞋盒嗎?有沒有條形碼?當鞋盒偏離標準位置時,能否準確抓取鞋盒?取出時會被卡住嗎?”TORU系統還可通過拍攝情況進行視覺分析。例如,如果鞋盒在貨架上放置歪斜時,機器人會在揀配過程中不斷適應環境條件嘗試抓取。如果TORU發現無法抓住時會自動返回至系統,並由倉庫工人手動完成任務。

當一切檢測無誤後,FAULHABER的電機將驅動並處理這些鞋盒。此處,FAULHABER的運動控制器、BX4系列無刷直流伺服電機和行星齒輪箱構成了一個完整的驅動系統,可通過伸縮金屬片來縮小車輛和貨架之間的距離,其路徑是水平的,可在負壓下將鞋盒從平面上抽出。

 

過載能力強

 

為了沿著齒條定位吸盤,Magazino使用了FAULHABER的BX4系列驅動器。無刷直流伺服電機的功率為62瓦,在連續運行時可提供高達72 mNm的額定扭矩。TURO所需的扭矩峰值達96 mNm,因此在處理鞋盒時,過載能力對于控制起動扭矩至關重要。

“我們需要功率密度高的電機。”Magazino的工程師Raphael Vering解釋到。由于抓取過程中所需電機峰值扭矩的時間較短,因此不會存在過熱風險。

 

輕質小巧的電機

 

FAULHABER電機的直徑僅32毫米,過載性能強,這為Magazino帶來諸多優勢。其設計可通過可靠的起動扭矩為微電機應用提供基。 虼甦逯亓懇哺。

Raphael Vering還解釋到︰“其質量必須盡可能輕,因為抓取單元必須在TORU的垂直軸上移動。”抓取單元越重,垂直軸所需的電機功率就越大。這樣的話,TORU在兩米的架子頂層抓取鞋盒時會出現重心失衡問題。

毫無疑問,重心失衡的問題可通過更厚的底盤來緩解,但是,這會使得整個驅動單元更重,從而需要更強大的電機和電力來驅動。

由此可知,輕便性非常重要,因為Magazino希望TORU不僅能用于倉庫中的固體結構,還能用于更精致的天花板結構。因此,較大的電機不利于處理,特別是當紙箱放在地板上方時。通過FAULHABER解決方案,Magazino的問題很快就得以解決。

 

提高物流效率 優化配置空間

 

TORU的設想是實現集機器人技術、視覺和自動駕駛系統于一體的先進的自動化物流系統。因此,Magazino在選擇電機時需尋求具有最佳功率密度的解決方案︰電機需靈活地集成到現有的自動化網絡中,並支持CANopen通信。

Faulhaber直流無刷伺服電機

Magazino開發的TORU可以輕松安全地提高物流效率,尤其是在夜間和周末。FAULHABER量身定制的運動控制完整解決方案無需Magazino額外設計自己的控制器或集成編碼器,為新物流解決方案提供了更大的優化空間。

通過直流伺服電機,FAULHABER的V2.5代運動控制器可形成高動態定位系統。Magazino還通過模擬霍爾傳感器進行反饋控制,省去了編碼器。運動控制器的集成電流控制可限制轉矩,從而避免電子設備和電機出現過載情況。Magazino還使用此功能檢測材料流中的干擾,例如,當鞋盒卡在擱板上時會終止抓取動作。

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