Мобильные промышленные роботы - Mobile industrial robots

Мобильные промышленные роботы представляют собой части оборудования, которые можно запрограммировать для выполнения задач в промышленных условиях. Обычно они используются в стационарных и рабочих местах; однако мобильные промышленные роботы представляют новый метод бережливого производства. Благодаря достижениям в области управления и робототехники современные технологии были улучшены, позволяя решать такие мобильные задачи, как доставка продукции. Эта дополнительная гибкость в производстве может сэкономить время и деньги компании во время производственного процесса и, следовательно, приводит к более дешевому конечному продукту.

Технология мобильных роботов может произвести революцию во многих отраслях промышленности; однако он имеет некоторые недостатки. Логистика производства будет оптимизирована, позволяя роботам автономно перемещаться в различные области для выполнения своей работы. Потребность в рабочей силе для сотрудников снизится, поскольку роботы смогут работать вместе с людьми, а роботы будут все больше и больше помогать в медицине и хирургии. Однако у этой технологии есть недостатки. Координация движения роботов по объектам и калибровка их положения в пункте назначения утомительна и далека от совершенства.[1] Неисправный робот в производственной среде задержит производство - и этот робот может выйти из строя где угодно на предприятии. Также необходимо учитывать безопасность человека. Роботы должны отдавать приоритет безопасности людей-операторов их программной задаче, что может усложнить координацию нескольких автономных роботов. Робот не может ошибаться, особенно в хирургических условиях. Несмотря на наличие некоторых проблем, технология мобильных роботов обещает упростить аспекты во многих отраслях.[2]

История

Автоматизация началась в автомобильной промышленности в ближайшие годы. Вторая мировая война (1946), а происхождение самого термина принадлежит Д.С. Хардеру, руководителю инженерного отдела Ford Motor Company. Сначала этот термин использовался для описания увеличивающегося количества автоматических устройств на производственных линиях и исключительно в производственных условиях. Сейчас автоматизация широко используется во многих отраслях, где компьютеризированные действия и петли обратной связи могут заменить вмешательство человека на рабочем месте. Со временем развитие в этой области стало все больше зависеть от передовых компьютерных технологий и развития возможностей обработки.[3]

В его нынешнем виде большинство промышленных роботов представляют собой механические руки с приводом, способные выполнять антропоморфный действия. Достижения в области миниатюризации компьютеров, математической теории управления, а также усовершенствованных сенсорных технологий оказали большое влияние на системы управления с обратной связью, управляющие робототехникой.[3] Первый промышленный робот выполняла точечную сварку и литье под давлением в Дженерал Моторс завод в Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки в 1962 году. Вскоре роботизированные манипуляторы начали бурно развиваться в крупномасштабной обрабатывающей промышленности, и появилось несколько новых компаний, в том числе Кука в 1973 г., Начи в 1969 г., Fanuc в 1974 г., Яскава в 1977 г. МОРЕ в 1977 г. и ряд других. К 1980 году, по оценкам, каждый месяц на рынок выходила новая крупная робототехническая компания.[4]

В настоящее время мобильная робототехника должна испытать такое же развитие, поскольку она станет значительно более надежной в промышленных условиях. Даже если мобильный робот делает ошибки, в конечном итоге они будут реже, чем ошибки, вызванные человеческим фактором.

Обзор

MiR100, передовой образец продукта для мобильных промышленных роботов.

Простота мобильных промышленных роботов обеспечивает их главное преимущество в промышленных условиях благодаря простоте использования и возможности управления с помощью технологий, хорошо понятных большинству людей. Кроме того, роботы могут работать практически непрерывно и никогда не будут жаловаться на долгую работу; значительно повышая эффективность в условиях экономичного производства. Главный текущий недостаток заключается в высокой стоимости ремонта, а также в задержках производства, которые могут быть вызваны отказом или неисправностью. Эти факторы очень мешают возложить большую ответственность на мобильную робототехнику, однако они постоянно уменьшаются.[1][5]

Приложения мобильных промышленных роботов

Мобильные промышленные роботы имеют множество применений, в которых они уже используются, в том числе в сфере здравоохранения, бытовой и промышленной безопасности, исследования океана и космоса, индустрии общественного питания и в системах распределения.

Лекарство

Мобильные промышленные роботы находят несколько применений в сфере здравоохранения как в больницах, так и дома. Доставка лекарств, обслуживание пациентов и другие медсестринские функции могут быть легко адаптированы для роботов. В связи с тем, что обычно перевозимые предметы весят менее 100 кг, можно использовать роботов, намного меньших, чем MiR (см. Выше). На роботов может быть установлено специальное оборудование, позволяющее им выполнять хирургические процедуры. В целом, их место в медицинской отрасли - обеспечение более надежного обслуживания клиентов при одновременном сокращении количества человеческих ошибок.[5]

Научные эксперименты и исследования

В научном мире существует большое количество приложений для мобильных роботов. Их способность проводить эксперименты и исследования, не подвергая опасности человеческие жизни, делает их важным активом. В отличие от людей, роботам для функционирования не требуются системы жизнеобеспечения. В космических путешествиях роботы занимаются наукой о планетах и ​​астероидах, потому что отправка людей требует гораздо больших затрат ресурсов и денег. То же самое и в океанография домен. Фактически, несколько одних и тех же робототехнических систем предназначены для выполнения своих научных задач в обоих условиях - в космосе и под водой. На атомных электростанциях роботы могут обслуживать электронику и механические системы, что предотвращает воздействие на человека большого количества радиации.[5]

Техническое обслуживание и ремонт самолетов

Воздушный кобот коллаборативный мобильный робот, способный проверять летательные аппараты. Изображение робота в Air France Industries.

Для таких применений, как покраска и удаление покраски самолета, два неподвижных робота не подходят, потому что не все части самолета доступны. Добавление дополнительных фиксированных роботов завершит задачу, но стоимость непомерно высока. Если используются мобильные роботы, одного или двух может быть достаточно для обслуживания всего самолета, поскольку они могут перемещаться в любую область, где требуется работа. Мобильные роботы должны быть действительно автономными, чтобы их можно было использовать на производстве. Эрик Ньевес сказал: «Мобильность превращает роботов из машин в партнеров по производству [...]». Вместо того, чтобы давать роботу работу, робот должен быть достаточно умен, чтобы идти туда, где это работа.[5]

Автоматизированные системы досмотра самолетов могут обслуживание самолетов безопаснее и надежнее.[6] В настоящее время разрабатываются различные решения: совместное мобильный робот названный Воздушный кобот,[7][8][9] и автономный дроны из Donecle или же EasyJet.[10][11]

Обслуживание трубопроводов

Для обслуживания трубопроводов, которые находятся под землей, мобильные роботы могут перемещаться по трубопроводу, выполняя операции по проверке и техническому обслуживанию, заменяя другие методы, некоторые из которых могли бы быть выполнены только путем раскопки трубопровода. CISBOT (робот для запечатывания чугуна) a чугунная труба ремонтный робот, герметизирующий стыки в натуральный газ трубопроводы изнутри.[12]

Примеры

OTTO Motors (подразделение Clearpath)[13]

Автономный автомобиль OTTO 1500 для перевозки тяжеловесных грузов на складах, в распределительных центрах и на заводах.

Предназначен для транспортировки материалов в промышленных центрах.

  • Может перевозить 100 кг (OTTO 100) или 1500 кг (OTTO 1500)
  • Питание от литиевой батареи
  • 6–8 часов работы (в зависимости от полезной нагрузки)
  • Не требует структурных изменений здания
  • Перемещается с помощью 2D-датчиков. Запатентованное программное обеспечение для автономной работы позволяет динамически планировать путь и избегать препятствий на скоростях, соответствующих вилочным погрузчикам (2 м / с).
  • Используется GE и John Deere.[14][15]

MiR (мобильные промышленные роботы A / S.)

КУКА youBot

https://www.mobile-industrial-robots.com/en/

  • Предназначен для транспортировки
    • В зависимости от модели может перевозить 100 кг, 200 кг, 250 кг, 500 кг и 1000 кг, достаточно больших, чтобы вместить полноразмерный поддон ЕС или американский
    • Электрическое питание от литиевой батареи
    • Длительное время работы от одной зарядки аккумулятора (8-10 часов / 20 км)
    • Максимальная скорость: 2,0 м / с
  • Не требует структурных изменений здания (например, провода в полу, датчики в потолке)
  • Можно управлять через смартфон или ПК, через Wi-Fi
  • Перемещение через массив 2D- и 3D-сканеров и камер[16][17]
MiR Роботы
MiR Роботы

Кука

  • Очень широко используется - пример: Tesla Motors.[нужна цитата ]
  • Колесная система «Mecanum»: настраиваемая, модульная, способная поднимать тяжелые грузы
  • Очень легко интегрировать с автономной робототехникой и людьми[2][18]

Waypoint Robotics, Inc.

https://www.waypointrobotics.com

Waypoint Robotics Vector 3D HD всенаправленный автономный мобильный робот и станция беспроводной зарядки EnZone
  • Промышленность и идеальное решение как для производства, так и для складских помещений.[19]
  • До 600 фунтов (вектор[20] И 3000 фунтов (MAV3K[21] доступные модели емкости
  • Легко настраивается, быстро развертывается и разработан для использования сегодня работниками на работе
  • Всенаправленная мобильность позволяет перемещаться в любом направлении и в любой ориентации со скоростью и точностью.
  • Использует 2D-лидарные датчики с классом безопасности с возможностью 3D-лидара
  • Превосходное картографирование и непревзойденная навигация стали возможными благодаря высокой скорости в реальном времени, объединению датчиков в запатентованном контроллере робота Waypoint

Рекомендации

  1. ^ а б Чжан, Бяо; Martinez, C .; Ван, Цзяньцзюнь; Fuhlbrigge, T .; Eakins, W .; Чен, Хэпин (01.08.2010). «Проблемы интеграции промышленного робота на мобильную платформу». 2010 Международная конференция IEEE по автоматизации и логистике (ICAL): 255–260. Дои:10.1109 / ICAL.2010.5585289. ISBN  978-1-4244-8375-4.
  2. ^ а б «Почему мы должны использовать автономные промышленные мобильные манипуляторы - Smashing Robotics». Разрушительная робототехника. Получено 2016-03-16.
  3. ^ а б "автоматизация". Британская энциклопедия. Получено 2016-03-16.
  4. ^ «История промышленных роботов». www.robots.com. Архивировано из оригинал на 2015-07-08. Получено 2016-03-16.
  5. ^ а б c d «Робототехника в Интернете». Робототехника онлайн. Получено 2016-03-16.
  6. ^ «Роботы в ангаре». Безопасность полетов Австралия. 23 ноября 2015 г.. Получено 20 мая, 2016.
  7. ^ «Эйр-Кобот». Архивировано из оригинал 12 июля 2016 г.. Получено 20 мая, 2016.
  8. ^ Йованчевич, Игорь; Ларнье, Станислав; Орте, Жан-Хосе; Сентенак, Тьерри (ноябрь 2015 г.). «Автоматизированный внешний осмотр самолета камерой с панорамированием, наклоном и масштабированием, установленной на мобильном роботе» (PDF). Журнал электронного изображения. 24 (6): 061110. Bibcode:2015JEI .... 24f1110J. Дои:10.1117 / 1.JEI.24.6.061110.
  9. ^ И. Йованчевич, И. Виана, Т. Сентенак, Дж. Дж. Орте и С. Ларнье, Сопоставление функций модели САПР и изображений для навигации роботов и проверки самолета, Международная конференция по приложениям и методам распознавания образов, стр. 359-366, февраль 2016 г.
  10. ^ «Donecle - молниеносная проверка самолетов». Получено 20 мая, 2016.
  11. ^ Голсон, Иордания (10 июня 2015 г.). «EasyJet использует дроны для проверки самолетов на предмет повреждений от молнии». Проводной. Получено 20 мая, 2016.
  12. ^ Бэррон, Джеймс (28 декабря 2017 г.). «Ремонтник 21 века: робот в газопроводе». Нью-Йорк Таймс. Получено 26 февраля, 2018.
  13. ^ «ОТТО Моторс». Получено 8 августа, 2016.
  14. ^ «Clearpath предоставит ремонтному центру GE Healthcare самоходные автомобили». Получено 9 августа, 2016.
  15. ^ «Clearpath присоединяется к базе снабжения John Deere». 23 февраля 2016 г.
  16. ^ "Мобильные промышленные роботы | Робот для транспортных средств и промышленных предприятий". mobile-industrial-robots.com. Получено 2016-03-16.
  17. ^ Мобильные промышленные роботы ApS (2014-12-10), MiR на Ганновере 2014, получено 2016-03-16
  18. ^ «Промышленные роботы KUKA - мобильность». www.kuka-robotics.com. Получено 2016-03-16.
  19. ^ «AMR для промышленного применения». Маршрутная робототехника. Получено 30 июля 2020.
  20. ^ "Автономный мобильный робот Vector 600 фунтов". Маршрутная робототехника. Получено 30 июля 2020.
  21. ^ «Автономный мобильный робот MAV3K грузоподъемностью 3000 фунтов». Маршрутная робототехника. Получено 30 июля 2020.