藍因機器人:柔性運輸機器人系統(tǒng)

文:藍因機器人2021年第6期

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  藍因創(chuàng)始人——陳卜銘先生

  藍因機器人的創(chuàng)始人曾參與全世界最先進的人形機器人(Atlas,Boston Dynamic)控制系統(tǒng)的研發(fā),并因此開發(fā)出了 Atlas 系統(tǒng)的衍生物,作為公司 AMR 和 AGV 工業(yè)移動機器人的使用系統(tǒng)。他將世界最頂尖的機器人技術及項目經驗快速帶到了公司的工業(yè)移動機器人的研發(fā)進程中,這使得整個研發(fā)進程得到迅速推進,并且對于產品的成熟度來說也有了質的飛躍。

工業(yè)移動機器人的研發(fā)進程.png

  聚焦領域

  機器人運輸需求遍布 200 多個行業(yè)需求容量跟單純的倉庫業(yè)務運輸不在一個量級海量的市場卻是剛剛起步的階段回歸對于機器人本身的需求,利于小公司切入。

  工業(yè)機器人的現階段問題

  

引導式機器人1.png

引導式機器人2.png

引導式機器人3.png

  大部分為外部引導式機器人(磁條、二維碼),不適用于柔性生產。前期部署成本高、后期改變麻煩、任務效率不高。

  現有自主導航式機器人,功能有限,對場景標準化也有很高要求。表現較好的產品價格極高。

  部署、調度系統(tǒng)設計不友好,功能拓展性差;用戶難以針對自己的需求進行任務調整、操作。

  兼容及擴展性差,無法與其它智能制造系統(tǒng)串聯成數字化閉環(huán)系統(tǒng)。

  針對問題藍因機器人帶來的產品——無人叉車運輸系統(tǒng)

  

藍因的叉車機器人1.png藍因的叉車機器人2.png藍因的叉車機器人3.png

  藍因的叉車機器人使用雙激光+4 攝像頭進行自主導航、避障,無需或極少需要客戶現場進行適配改造,使得方案的靈活性及普適性很高。

  現階段大部分客戶的場內供應鏈環(huán)節(jié)無法做到全自動化, 托盤組托經常由人進行操作,這就免不了托盤每次擺放的位置有所偏差,藍因的叉車有 4 個攝像頭對托盤姿態(tài)進行識別, 即使取托點的托盤實際位置有偏差,也能精準識別并智能調節(jié)自身姿態(tài),叉起托盤完成運輸。同時機器人只需要取貨點、庫位信息即可,不像現在大部分的激光 SLAM 叉車一樣需要在系統(tǒng)中人工繪制一整條運行路線,大大降低其部署及使用難度。

  使用時,機器人的操作可以完全在移動終端上完成,若工廠規(guī)定允許,一線工人甚至可以在自己的手機上完成操作, 遵循智能工廠萬物無線互聯的概念,無需在客戶現場布設大量實體按鈕或有線設備,在保證方案先進性的同時使得其實施周期和難度降到最低。

  機器人系統(tǒng)所負責的供應鏈環(huán)節(jié)經常需要跨部門,而大部分上規(guī)模的企業(yè)已部署了 ERP 或是 MES 系統(tǒng)。藍因的系統(tǒng)可以快速適配這些系統(tǒng)的數據接口,快速融入并構成整個廠內供應鏈系統(tǒng)的閉環(huán)。

  藍因的系統(tǒng)擁有圖形化的庫位更改、管理功能,對于機器人與人在倉庫進行協(xié)同工作的場景有很高的柔性,這也是現階段大部分工廠的現實情況。同時藍因的無人叉車系統(tǒng)自帶貨物對應到庫位的倉位管理系統(tǒng),進一步補全大部分 ERP 系統(tǒng)對于倉庫細節(jié)管理的薄弱處。

  藍因機器人的技術亮點

  (1)3D 點云數據處理:多面點陣算法(3D 避障),ICP(多攝像頭數據融合),線性回歸(場景語義分割)。

  (2) 無線通訊:極不穩(wěn)定的網絡質量下完成遠程控制、監(jiān)視、維護,西安電子科技大學(史小衛(wèi)教授團隊)。

  (3) 機械結構:可靠又輕量化的機體結構,耐用易維護的懸掛設計,重慶交通大學(許奕教授團隊)

  產品特色

  (1) 可以實現安全、高柔性運行。能在環(huán)境中進行自主定位、主動避障、自然 SLAM 導航。客戶不需要改造場地、生產工藝和物資流程,就能安全快速地把機器人投入到全自動地柔性搬運任務中。

  (2) 易用、兼容性高??蛻艨梢院苌倒匣馗鶕约旱纳a需求或倉儲系統(tǒng)的出入庫機制,快速制定全自動或半自動的運輸任務鏈。

  (3) 擴展性、聯動性強。數據流框架高效及合理,使得整個控制臺調度系統(tǒng)在客戶現場可作為一個單獨的系統(tǒng)使用, 又可以快速對接新型 MES 或 ERP 系統(tǒng),把客戶的生產流程串聯成一個高效地數字化閉環(huán)系統(tǒng)。

  應用層集成商——醫(yī)院院內物流系統(tǒng)

  機器人從物流線體的物資口,自動接收物資并細分到各個科室。這一過程需跟線體設備進行全自動對接,協(xié)同工作。非單一運輸設備場景,運輸邏輯較復雜,需與其它應用層系統(tǒng)進行快速及深度地集成。

  

醫(yī)院院內物流系統(tǒng).png

  醫(yī)院院內物流系統(tǒng)1.png


  所有物流信息及運輸任務保證精準執(zhí)行,所有數據無紙化并且可追溯。

  操作方便,醫(yī)院設備負責部門可以很方便及快速地配置全新的運輸任務,所有操作通過院內無線網打通。

  終端用戶——大型注塑車間

  產線中涉及大量塑料半成品、包材的小批量而高頻次的運輸,引入機器人自動化方案完成運輸任務,無需工作人員再進行這一繁瑣重復的任務。

  現場生產環(huán)境無法進行改造,無法布設輔助裝置,通道窄小(90cm),機器人必須足夠靈活。

  車間規(guī)范化程度一般,時有難以預料的情況發(fā)生,如通道堵死、雜物亂放,但機器人必須可靠運行。

  對機器人有很高的智能化要求,但又需要一線工作人員可以很方便地對其進行操作。功能必須完善,操作必須簡單。

大型注塑車間1.png大型注塑車間2.png

  終端用戶——醫(yī)療設備生產廠

  業(yè)務痛點

  1. 實現全自動導航避障、托盤尋找、托盤對準、裝載托盤、放下托盤等動作。

  2. 對出入庫流程及運輸邏輯進行任務設計,開發(fā)一套輕量級的倉庫管理系統(tǒng)。

  3. 對叉車機器人運輸控制系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)、托盤區(qū)域制定等應用模塊進行用戶 UI 開發(fā)。

  醫(yī)療設備生產廠1.png

醫(yī)療設備生產廠2.png

解決方案及創(chuàng)新點

  本項目旨在實現該公司廠區(qū) 1 層成品暫存區(qū)域內”托盤貨物的全自動整齊堆放,減少托盤運輸、堆放環(huán)節(jié)對于人力的依賴,助力該公司廠區(qū)內部物流運輸系統(tǒng)邁出完全無人化、信息化的第一步。此次項目的核心設備為一個可自主導航、自主找到 / 運輸 / 放置托盤的叉車機器人,由機器人直接完成對于托盤的所有動作,同時在叉車管理系統(tǒng)中,實現托盤及貨品的對應數據系統(tǒng),使成品庫的相關工作人員可以靈活安排、查詢所有被運輸貨品的擺放位置、順序、分類。

  精度要求

  由機器人負責的自動堆放區(qū)域為 4*10 藍色方格區(qū)域,長 12.45 米(放置 10 個 1.2m*1m 的標準托盤,考慮每個托盤前后最大允許 5cm 的間隔),寬 5.2 米(4 長列,每列間距40cm)

  轉運成品示意圖.png

  轉運成品示意圖

  總結

  對于傳統(tǒng)的運輸機器人(AGV),藍因機器人不依賴于磁條或二維碼進行導航,無需改變現場環(huán)境;對于同行的SLAM 導航機器人,藍因機器人擁有獨特的 3D 避障及機器視覺技術,使得藍因機器人可以在復雜場景內可以更安全及高效地運行。雖然不是傳統(tǒng)叉車,但擁有跟傳統(tǒng)叉車一樣的運載能力;可以運輸工業(yè)場景中常見的托盤,可以在常見的工廠環(huán)境,對大量無序密集排列的托盤及貨物進行運輸,并且智能安排堆放位置及順序。




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