Jste zde

Plně autonomní inteligentní robotická vozidla - Omron LD

Antonín Vojáček, 20. Únor 2017 - 18:08

Budoucností přepravy ve výrobních halách, areálech, skladech i případně open-space prostorách a kancelářích mají být tzv. AIV, tedy Autonomous Intelligent Vehicles (Samostatná inteligentní vozidla). Mezi takové patří i již plně vyvinutý, odzkoušený a prodávaný systém mobilních robotů Omron LD.

Co jsou mobilní roboti Omron LD?

Tzv. mobilní roboti Omron LD jsou plně autonomní inteligentní vozidla pro realizaci plně automatické přepravy předmětů (výrobků, beden, dokumentů atd.) v rámci výrobních či skladovacích hal, mezi vstupy a výstupy výrobních linek a blízkými sklady, mezi výdejními "okny" a výrobními stoly či linkami. Na rozdíl od tradičních automaticky naváděných vozidel se mobilní roboti Omron umí zcela sami navigovat podle přirozených prvků výrobního závodu a nevyžadují žádné nákladné úpravy prostředí hal, chodeb či skladů. Snadné nasazení umožňuje skutečná navigace podle přirozených prvků.

Systém autonomních vozítek Omron LD je založen na základní mobilní robotické (řídící) jednotce, které realizuje celý výše uvedený způsob organizace přepravy, na kterou se integruje požadované mechanické nosné zařízení, či se jednotka integruje do nějaké specializované přepravní struktury (rámu). Tak lze na například roboty vybavit různými ukládacími / přepravními plošinami, pásovým či válečkovým dopravníčkem pro automatické najíždění nebo vyjíždění předmětů / materiálu nebo instalovat robotickou ruku.

Plná automatizace celého systému robotických vozítek Omron LD se zejména vyznačuje faktem, že není třeba předem naprogramovat cesty, protože systém provádí vlastní mapování s integrovaným počítačem. Samozřejmě je možné využitím plánovacího softwaru případné návrhy tras modifikovat či přidávat "virtuální" oblasti bez přímých fyzických překážek, kterým se z nějakého důvodu robotické jednotky mají vyhnout. Nicméně to není přímo nutné protože, přepravní jednotky Omron LD umí reagovat na překážky a změny v reálném čase. Pokud se provozní prostředí dramaticky mění (ve skladech a rušných závodech, kde objekty jako palety a vozíky často mění místa), okamžitě na to nejbližší vozík reaguje a současně předá i informace dalším vozíkům. K identifikaci fyzických překážek, včetně lidí, využívají mobilní roboti integrovaného laseru a integrovaný počítač se softwarem rychlého rozpoznávání. Například ve velkých orientačně náročných prostorech bez výrazných orientačních bodů identifikuje stropní svítidla a na „mapu podlahy“ položí „mapu svítidel“. Umožňuje tak mobilním robotům snadno se pohybovat po obrovských otevřených plochách velkých skladů. Systém současně optimalizujte svůj provoz tak, aby využíval nejkratší přístupné nebo "dovolené" cesty prostřednictvím automatického plánování náhradních tras kolem neplánovaných překážek a snadného přidání a změny míst naložení a doručení.

Omronem pantentovaný systém navigace zahrnuje speciální metodu lokalizace pomocí "onboard" vestavěného laseru, který pomáhá hlavně v velmi často měnícím se prostředí a velké otevřená prostory bez výrazných orientačních objektů. Využívá identifikaci na základě stropních světel a současně si "překrývá" mapu světel s mapou podlahy.

Z pohledu bezpečnosti práce tak bez problémů může pracovat u souběžně s lidmi, protože na jejich umístění a pohyb umí pružně reagovat i vyhýbat se. To zajišťuje soustavou snímačů, která každý vozík na sobě vozí integrované a které neustále monitorující prostor okolo: hlavní bezpečností přední laser, nízký přední laser, patentované boční snímací lasery, zadní snímací laser a také zadní snímací sonar. Vše doplňuje přední mechanický detekční nárazník. Nicméně i přesto systém obsahuje i nouzová bezpečnostní tlačítka, která pojezd všech vozíků okamžitě zastaví.

K nabíjení každého mobilního robota v podobě vozíku slouží dokovací stanice, do které vozík sám zajede, potřebuje-li dobít. Po plném nabití je pak dobu provozu až 19 hodin.

Nastavení a ovládání mobilních robotů

MobilePlanner je základní OMRON počítačový software ke správě robota nebo jejich skupiny, který je součástí dodání robotů. Vytváří a distribuuje mapy pro použití mobilních robotů, přiřazuje úkoly a plánuje trasy, poskytuje konfigurační nástroje pro úpravy parametrů robotů, programování senzorů, kamery apod.

Další nástroj Enterprise Manager je již sofistikovanější a komplexnější nástroj pro správu celé skupiny mobilních robotů. Je to síťové zařízení vytvářející centralizovaný komunikační bod, které zajišťuje centrální správu a koordinaci skupiny až 100 mobilních robotů Omron LD, když v závodě pracuje více mobilních robotů najednou prostřednictvím přidělování a správy žádostí o transport (úkolů), například distribuuje úkoly mezi více mobilními roboty vybráním nejvhodnějšího vozidla k jejich provedení, řízení provozu (optimalizuje provoz vozidel), komunikace, kde vytváří jeden kontaktní bod pro integraci se firemními nadřazenými systémy MES, WMS, ERP atd. a správu konfigurace, kde spravuje parametry systému v celé skupině vozidel.

Systém Enterprise Manager je sofistikovaný a komplexnější nástroj pro správu celé skupiny mobilních robotů, který vytváří i kontaktní bod pro integraci se firemními nadřazenými systémy MES, WMS, ERP.

Typy mobilních robotů Omron LD

Základní mobilní platforma = OEM

Základním provedení mobilních robotů OMRON je tzv. OEM mobilní platforma. Ta prakticky obsahuje základní robotickou buňku (vozík), která je dále určena vývojářům pro vlastní způsoby použití, integraci přepravních nástaveb a optimalizaci přepravního zatížení. Součástí této základní jednotky je samonavigační software Omron, který je vhodný pro použití v přeplněných prostředích, úzkých chodbách a způsobech použití, kde je výhodou kompaktní automatizované vozidlo. Dále je součástí OEM kitu k provozu potřebné integrované napájení, automatizované samonabíjení a vstupy/výstupy k integraci finálního přepravního hardwaru do mobilní platformy.

OEM mobilní platforma je dostupná ve dvou konfiguracích:

LD60 se schopností transportu až 60 kg (max. rychlost 1,8 m/s)
LD90 se schopností transportu až 90 kg (max. rychlost 1,35 m/s)

Základní mobilní robotická jednotka Omron LD.

Rozšířené provedení = Transportér vozíků

Provedení mobilních robotů Omron LD-CT, označované jako transportér vozíků, je určeno k připojení k pohyblivým vozíkům a jejich transport z místa připojení na místo odpojení. Mezi vhodné způsoby použití patří doplňování zásob na straně linek, přemisťování dopravníkových regálů, transport nehotových výrobků mezi jednotlivými kroky výrobního procesu a přemístění hotového zboží do skladu.

Transportér vozíků proto využívá navigaci podle přirozených prvků k autonomnímu nalezení cesty závodem bez potřeby úprav závodu a lze bezpečně používat v místech s existujícími dveřmi a uličkami, protože umí zjistit osoby, vysokozdvižné vozíky a další objekty v cestě a vyhnout se jim. To zajišťují detekční sada bočního laseru, což je patentovaná technologie, která zajišťuje vyšší bezpečnost a schopnost vyhýbat se překážkám a sada rychlého rozpoznávání umožňující každému mobilnímu robotu orientovat a pohybovat se ve vysoce dynamickém prostředí, jako jsou sklady a rušné závody. Dále je součástí výbavy 7" HMI dotyková obrazovka pro interakci mezi obsluhou a robotem a speciální "Tlačítko volání", které umožňuje obsluze zavolat mobilního robota na konkrétní místo. Také obsahuje také digitální vstup/výstup, který lze použít například k otvírání dveří.

Systém polohování s vysokou přesností HAPS (High Accuracy Positioning System) pro způsoby použití, které vyžadují, aby se robot přesně umístil ke vstupu/výstupu běžícího pásu, plnicí stanici apod.

Transportér vozíků Omron LD - CT je k dispozici ve dvou verzích:

LD-105CT se zatížením 105 kg (max. rychlost 1,35 m/s)
LD-130CT se zatížením 130 kg (max. rychlost 0,9 m/s)

Transportér vozíků Omron LD - CT = rozšířené provedení mobilní robotické jednotky Omron LD doplněné o odpojitelný nosič krabic / beden / malých předmětů.

Ukázková videa funkce a použití mobilních robotických vozidel Omron LD

Závěr

Samostatná vozítka v podobě zde představených mobilních robotů Omron LD představují zajímavou možnost, jak více automatizovat méně vytížené "přepravní kanály" ve výrobě a skladech. Samozřejmě nejde o přímé nahrazení dopravních cest v podobě klasických dopravníků tam, kde je nutné levně dosáhnout vysoké přepravní kapacity v řádů stovek či tisíců kusů za hodinu. Na druhou stranu pevně instalované dopravníky zabírají trvale mnoho místa, přehrazují cestu průchodu lidí nebo dalších přepravním prostředkům typu paletizační nebo vysokozdvižný vozík, potřebují při instalaci často různé stavební úpravy budovy (zvláště když mají vést mezi více místnostmi) atd.

Dle mého názoru na méně vytížené přepravní cesty a zvláště tam, kde je mnoho různých "zdrojových" a "cílových" stanic, může tento robotický systém být ideální. To také ukazují i provozy velkých automobilek, kde již velké speciální automatické přepravní vozidla jsou běžně používány pro přepravy dílů a materiálu mezi robotickými pracovišti. Tam však většinou jsou naváděny například čárami na zemi nebo jinými značkami. Robotický systém OMRON LD má tu výhodu, že nepotřebuje vůbec žádné úpravy budovy (vyjma samozřejmě nesjízdných úseků typu schody apod.). A právě sofistikovaný rozvoz materiálu, dílů, či expedici a zavážení výrobků ve skladech e-shopů může být pro ně ideální aplikací. Také si je umím představit jako vozíky odvážející například různé produkty vyřazené z hlavní výrobní dopravníkové linky, kde byly indentifikovány čidly na lince jako zmetky či s různými nevyhovujícími vlastnostmi (špatná hmotnost, rozměry, vlhkost apod.). Doposud tyto separované produkty (protože jich je obvykle jen několik za hodinu) jsou stále často přepravovány ručně lidskou obsluhou.