1 Uvod

Industrijski mobilni roboti su inteligentna oprema koja se koristi u industrijskoj logistici i proizvodnim okruženjima. Ovi roboti obično su opremljeni navigacijskim sustavima i njima se centralno upravlja pomoću upravljačkih sustava na brodu. Oni uglavnom usvajaju strukture mobilnosti na kotačima i integriraju sustave napajanja ili mehanizme prijenosa energije za obavljanje zadataka kao što su rukovanje materijalom, suradnja u proizvodnji i automatizirana isporuka.

Iz perspektive arhitekture sustava, industrijski mobilni roboti općenito se sastoje od više modula, uključujući strukturu karoserije vozila, pogonski sustav, izvršni mehanizam, sustav sigurnosne zaštite, sustav upravljanja, sustav napajanja, navigacijski sustav, komunikacijski sustav i sustav interakcije čovjek-stroj. Visoka razina integracije među ovim podsustavima omogućuje robotima stabilan, siguran i učinkovit rad u složenim industrijskim okruženjima.

S brzim razvojem industrijske automatizacije i inteligentne proizvodnje, industrijski mobilni roboti evoluirali su u različite tehnološke rute. Što se tiče navigacijskih metoda, uobičajeno korištene tehnologije uključuju elektromagnetsku navigaciju, navigaciju magnetskom trakom, navigaciju magnetskim čavlima, navigaciju QR kodom, optičku navigaciju, lasersku navigaciju, vizualnu navigaciju, inercijalnu navigaciju, RFID navigaciju i navigaciju više-senzorske fuzije. U pogledu metoda pogona, sustavi se mogu kategorizirati u strukture s pogonom na jedan-kotač, pogon na dva-kotača i pogon na više-kotača. Iz perspektive arhitekture šasije, konfiguracije uključuju strukture diferencijalnog pogona, strukture upravljačkog pogona, strukture mecanum kotača, strukture gusjeničara i strukture tipa-osovina.

Osim toga, prema različitim funkcijama primjene, industrijski mobilni roboti također se mogu klasificirati u robote za rukovanje, robote za vuču, robote za sastavljanje, robote za inspekciju, robote za sortiranje i hibridne robote. Kako se scenariji primjene nastavljaju širiti, razne vrste mobilnih robota postupno su formirale reprezentativne tehničke sustave i modele aplikacija.

2 autonomna mobilna robota (AMR)

2.1 Pregled AMR tehnologije

Autonomni mobilni roboti (AMR) predstavljaju jednu od najbrže{0}}rastućih kategorija industrijskih mobilnih robota posljednjih godina. Za razliku od tradicionalnih AGV-ova koji se oslanjaju na fiksne rute, AMR-ovi posjeduju percepciju okoline, autonomnu lokalizaciju i mogućnosti dinamičkog-planiranja puta, što im omogućuje fleksibilan rad u složenim okruženjima.

Trenutačno se AMR-ovi uglavnom primjenjuju u scenarijima industrijske proizvodnje i inteligentne logistike. Njihovi temeljni tehnološki pristupi prvenstveno uključuju laserski SLAM i vizualni SLAM. Kroz-mapiranje okoline i algoritme za lokalizaciju u stvarnom vremenu, roboti mogu postići autonomnu navigaciju i planiranje puta čak i u nepoznatim okruženjima.

U praktičnim primjenama, proizvodna okruženja često se često mijenjaju i zahtijevaju visoku fleksibilnost sustava. Kao rezultat toga, AMR-ovi postupno postaju glavni tip mobilnih robota koji se koriste u scenarijima inteligentne proizvodnje.

2.2 Trendovi razvoja tehnologije

Trenutno se većina industrijskih AMR-ova još uvijek primarno temelji na laserskoj SLAM tehnologiji. To je uglavnom zato što LiDAR ima dobre rezultate u smislu stabilnosti, prilagodljivosti okolišu i točnosti pozicioniranja. Iako vizualni SLAM nudi troškovne prednosti i može izvući više semantičkih informacija, još uvijek se suočava s izazovima u složenim svjetlosnim okruženjima i scenarijima s nedovoljno vizualne teksture.

Trendovi budućeg razvoja uglavnom se ogledaju u nekoliko aspekata.

Prvo, multi{0}}senzorska fuzija postat će glavni tehnološki pristup. Jedan senzor ne može u potpunosti zadovoljiti zahtjeve pouzdanosti industrijskih okruženja. Stoga će se LiDAR, vizualni sustavi, inercijalna navigacija i tehnologije visoko-preciznog pozicioniranja postupno integrirati kako bi se formirali stabilniji navigacijski sustavi.

Drugo,-mogućnosti trodimenzionalne percepcije nastavit će se poboljšavati. S napretkom 3D LiDAR tehnologije, mobilni roboti ne samo da će izvoditi dvo-dimenzionalnu navigaciju, već će također postići tro-dimenzionalnu percepciju okoline, pružajući temelj za izbjegavanje prepreka, suradnju i-donošenje inteligentnih odluka u složenim scenarijima.

Osim toga, mobilni roboti postupno će se proširiti iz unutarnjih okruženja na vanjske i polu-vanjske aplikacije, igrajući važne uloge u scenarijima kao što su pametni kampusi, pametni rudnici i pametne zračne luke.

Mobilni roboti tipa 3 vilice

3.1 Tehničke karakteristike

Mobilni roboti-tipa vilica automatizirana su{1}}oprema za rukovanje materijalom razvijena integracijom navigacijskih sustava, tehnologije automatske kontrole i sigurnosnih sustava u tradicionalne platforme viličara. Primjenom tehnologije autonomne vožnje na platforme viličara, ovi roboti mogu obavljati automatizirane operacije poput rukovanja teretom, slaganja i transporta.

Posljednjih godina, s povećanjem potražnje za automatiziranom logistikom u poduzećima, bespilotni viličari postupno su postali važan segment tržišta industrijskih mobilnih robota.

3.2 Trendovi razvoja

Što se tiče navigacijske tehnologije, SLAM navigacija postupno postaje glavno rješenje za autonomne viličare. U usporedbi s tradicionalnom laserskom reflektorskom navigacijom, SLAM navigacija nudi značajne prednosti u učinkovitosti postavljanja i fleksibilnosti sustava.

Što se tiče dizajna proizvoda, neke tvrtke počinju ići dalje od tradicionalnih struktura viličara razvijajući inovativne dizajne šasija i vilica. Primjeri uključuju strukture u-obliku U, strukture bočnih-vilica i strukture za rukovanje s dvije-palete, kojima je cilj poboljšati operativnu učinkovitost i iskoristivost prostora.

U isto vrijeme, minijaturizacija i lagani dizajn također su važni razvojni smjerovi za mobilne robote vi-tipa. Ovi proizvodi su kompaktni, vrlo fleksibilni i jednostavni za postavljanje, što ih čini posebno prikladnima za transport materijala na kratke-udaljenosti unutar tvornica.

Roboti za pohranjivanje 4 spremnika

4.1 Pregled tehnologije

Robotski sustavi za skladištenje kontejnera (CTU, Container Transfer Unit) su automatizirani sustavi za komisioniranje koji se koriste u logistici skladišta. Ti se sustavi obično sastoje od mobilnih robota, sustava polica, sustava za punjenje, radnih stanica i inteligentnih sustava za planiranje.

Roboti koriste torbe ili originalne kartone kao jedinice za rukovanje i autonomno se kreću kako bi dovršili zadatke kao što su pristup policama i komisioniranje narudžbi.

4.2 Trendovi razvoja tehnologije

Što se tiče navigacijske tehnologije, navigacija QR kodom ostaje glavno rješenje za robote za skladištenje spremnika. Budući da su skladišna okruženja relativno fiksna i zahtijevaju manju fleksibilnost putanje, navigacija QR kodom nudi jasne prednosti u smislu troškova i stabilnosti.

Iz perspektive tehnoloških inovacija, tržište robota za skladištenje kontejnera već je formiralo relativno zreo sustav proizvoda. Inovacije u industriji uglavnom su usmjerene na nekoliko aspekata.

Prvo je stalna optimizacija performansi hardvera, kao što je poboljšanje brzine robota, kapaciteta opterećenja i izdržljivosti baterije.

Drugo je stalna nadogradnja softverskih sustava, gdje se koriste inteligentni algoritmi za planiranje za optimizaciju ukupne učinkovitosti skladišnih sustava.

Treće je inovacija sistemskih rješenja, na primjer omogućavanje suradnje između različitih tipova robota za daljnje poboljšanje ukupne učinkovitosti logistike.

5 hibridnih mobilnih robota

5.1 Pregled tehnologije

Hibridni mobilni roboti su inteligentni robotski sustavi koji kombiniraju mobilnu platformu s robotskom rukom. Takvi se sustavi obično sastoje od mobilne šasije, robotske ruke, vizualnog sustava i krajnjeg-efektora, što im omogućuje izvršavanje operativnih zadataka dok se kreću.

Kombinacijom mobilnosti s mogućnostima manipulacije, ovi roboti mogu izvršavati složenije proizvodne zadatke poput automatizirane montaže, sortiranja materijala i provjere kvalitete.

5.2 Trendovi razvoja

U ranim fazama hibridni mobilni roboti često su se oslanjali na magnetsku navigaciju i bili su im potrebni dodatni uređaji za pozicioniranje kako bi postigli visoko{0}}precizne operacije. S razvojem AMR tehnologije, autonomne navigacijske mobilne platforme postupno postaju glavna platforma za hibridne robote.

Trendovi budućeg razvoja uglavnom uključuju nekoliko aspekata.

Prvo, kontrolni sustavi će se dodatno integrirati. Koordinirana kontrola između mobilnih robota i robotskih ruku postat će ključna tehnologija, a objedinjeni upravljači mogli bi s vremenom omogućiti potpuno koordiniran rad.

Drugo, tehnologija fuzijskog pozicioniranja s više-senzora dodatno će poboljšati sposobnosti prostorne percepcije robota, čime će se povećati ukupna točnost i stabilnost sustava.

Uz to, s razvojem umjetne inteligencije, Interneta stvari i 5G tehnologije, hibridni mobilni roboti će postići jače inteligentne sposobnosti i omogućiti fleksibilniju i učinkovitiju automatiziranu proizvodnju.

6 mobilnih-robota za teške uvjete rada

6.1 Tehničke karakteristike

Mobilni-roboti za teške uvjete općenito se odnose na industrijsku mobilnu opremu nosivosti veće od 10 tona. Uglavnom se koriste u teškoj proizvodnji, željezničkom prijevozu, zrakoplovstvu i-industriji proizvodnje opreme velikih razmjera.

U usporedbi s konvencionalnim mobilnim robotima, te-roboti postavljaju veće tehničke zahtjeve na konstrukcijski dizajn, sustave napajanja i sigurnosnu kontrolu.

6.2 Trendovi razvoja

Kako se razina industrijske automatizacije nastavlja povećavati, tržišna potražnja za teškim-mobilnim robotima u stalnom je porastu. Budući tehnološki razvoj će se uglavnom ogledati u nekoliko aspekata.

Prvo je razvoj prema većim kapacitetima opterećenja, s nekim-robotima za teške uvjete rada koji već napreduju prema kapacitetima opterećenja od nekoliko stotina tona.

Drugi je napredak inteligentnijih navigacijskih tehnologija, gdje prirodna navigacija postupno zamjenjuje tradicionalne metode navigacije pomoću magnetske trake ili QR koda.

Treća je tehnologija kooperativnog prijevoza s više-vozila, gdje koordinacija voznog parka omogućuje učinkovit prijevoz velike opreme.

7 polu-mobilnih robota za vanjsku upotrebu

7.1 Scenariji primjene

Kako tehnologija mobilnih robota nastavlja sazrijevati, njezin se opseg primjene postupno proširio s unutarnjih okruženja na polu{0}}otvorena, pa čak i potpuno otvorena okruženja.

U scenarijima kao što su logistika industrijskih parkova, lučki terminali, prijevoz u zračnoj luci i inspekcija rudnika, mobilni roboti postupno zamjenjuju tradicionalnu opremu za ručni transport.

7.2 Trendovi razvoja tehnologije

Tehnološki, polu-vanjski mobilni roboti vrlo su slični nisko{1}}autonomnim vozilima. Njihove temeljne tehnologije uključuju percepciju okoline, pozicioniranje i navigaciju, planiranje puta i kontrolu kretanja.

U budućnosti će se mobilni roboti dodatno integrirati s tehnologijom autonomne vožnje. Kroz visoko-precizno pozicioniranje, vizualnu percepciju i LiDAR tehnologiju, roboti će postići stabilnije i sigurnije mogućnosti rada na otvorenom.

Istodobno, s razvojem umjetne inteligencije i komunikacijskih tehnologija, mobilni roboti postupno će formirati inteligentnije logističke mreže, omogućavajući učinkovitije bespilotne transportne sustave.

Zaključak

Općenito, industrijski mobilni roboti evoluiraju iz pojedinačnih automatiziranih uređaja u inteligentne sustave za suradnju. Uz kontinuirani napredak u navigacijskoj tehnologiji, umjetnoj inteligenciji i tehnologiji autonomne vožnje, industrijski mobilni roboti igrat će sve važniju ulogu u inteligentnoj proizvodnji, pametnoj logistici i pametnim gradovima, postajući ključna pokretačka snaga za nadogradnju industrijske automatizacije.