หลักการพื้นฐานของกล่องหุ่นยนต์เคลื่อนที่คืออะไร?

ในฐานะซัพพลายเออร์ของกล่องหุ่นยนต์ที่เคลื่อนไหวฉันได้เห็นพลังการเปลี่ยนแปลงของหุ่นยนต์โดยตรงในอุตสาหกรรมโลจิสติกส์และคลังสินค้า หลักการพื้นฐานของกล่องเคลื่อนที่หุ่นยนต์เป็นการผสมผสานที่น่าสนใจของวิศวกรรมเครื่องกลวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ ในบล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกแนวคิดหลักที่ทำให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้ง่าย แต่ซับซ้อนมาก

ส่วนประกอบหลักของกล่อง - การเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์

หัวใจสำคัญของกล่องใด ๆ - หุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่เป็นองค์ประกอบสำคัญหลายประการ เหล่านี้รวมถึงโครงสร้างเชิงกลระบบควบคุมและชุดเซ็นเซอร์

โครงสร้างเครื่องจักรกล

โครงสร้างเชิงกลของกล่อง - หุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ให้กรอบทางกายภาพสำหรับการทำงาน มันถูกออกแบบมาเพื่อรองรับน้ำหนักของกล่องย้ายพวกเขาจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งและดำเนินงานเช่นการยกและการซ้อน มีโครงสร้างเชิงกลหลายประเภทที่ใช้ในกล่อง - การเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์แต่ละตัวมีข้อดีของตัวเอง

ตัวอย่างเช่นหุ่นยนต์บางตัวใช้รถยก - เช่นกลไกคล้ายกับรถยกอัตโนมัติ- หุ่นยนต์ประเภทนี้มีชุดของส้อมที่สามารถยกและลดลงเพื่อรับและวางกล่องเก็บ ส้อมติดอยู่กับเสากระโดงซึ่งช่วยให้การเคลื่อนไหวในแนวตั้ง ฐานของหุ่นยนต์ติดตั้งล้อหรือแทร็กสำหรับการเคลื่อนไหวในแนวนอน

โครงสร้างเชิงกลอีกประเภทหนึ่งพบได้ในหุ่นยนต์มือถืออัตโนมัติ (AMRS) เช่นหุ่นยนต์ AMR 2,000 กิโลกรัม- AMRs มีความยืดหยุ่นมากขึ้นและสามารถเคลื่อนที่ได้หลายทิศทาง พวกเขามักจะใช้แพลตฟอร์มแบนเพื่อพกพากล่องและพวกเขาพึ่งพาการเคลื่อนย้ายของพวกเขาเพื่อนำทางผ่านคลังสินค้า

ระบบควบคุม

ระบบควบคุมคือสมองของกล่อง - การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ มันมีหน้าที่รับผิดชอบในการประมวลผลข้อมูลจากเซ็นเซอร์การตัดสินใจและส่งคำสั่งไปยังส่วนประกอบเชิงกล โดยทั่วไปแล้วระบบควบคุมจะประกอบด้วยหน่วยประมวลผลส่วนกลาง (CPU) อัลกอริทึมซอฟต์แวร์และอินเทอร์เฟซการสื่อสาร

CPU ประมวลผลข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์และดำเนินการอัลกอริทึมที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า อัลกอริทึมเหล่านี้กำหนดเส้นทางของหุ่นยนต์ความเร็วของการเคลื่อนไหวและการกระทำที่จะดำเนินการเมื่อเผชิญกับอุปสรรค ตัวอย่างเช่นหากเซ็นเซอร์ตรวจจับอุปสรรคในเส้นทางของหุ่นยนต์ระบบควบคุมจะคำนวณเส้นทางใหม่เพื่อหลีกเลี่ยง

อินเทอร์เฟซการสื่อสารอนุญาตให้หุ่นยนต์โต้ตอบกับอุปกรณ์อื่น ๆ ในคลังสินค้าเช่นหุ่นยนต์อื่น ๆ สายพานลำเลียงและระบบการจัดการคลังสินค้า สิ่งนี้ช่วยให้การทำงานร่วมกันและการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ

ชุดเซ็นเซอร์

ชุดเซ็นเซอร์มีความสำคัญต่อความสามารถของหุ่นยนต์ในการรับรู้สภาพแวดล้อม เซ็นเซอร์ประเภทต่าง ๆ ใช้ในการตรวจจับแง่มุมต่าง ๆ ของสภาพแวดล้อมเช่นการปรากฏตัวของกล่องอุปสรรคและตำแหน่งของหุ่นยนต์เอง

หนึ่งในเซ็นเซอร์ที่พบมากที่สุดที่ใช้ในกล่อง - หุ่นยนต์เคลื่อนที่คือเครื่องสแกนเลเซอร์ เครื่องสแกนเลเซอร์ปล่อยคานเลเซอร์และวัดเวลาที่ใช้ในการตีกลับจากวัตถุ สิ่งนี้ช่วยให้หุ่นยนต์สร้างแผนที่ 2D หรือ 3D ของสภาพแวดล้อมและตรวจจับอุปสรรคในเส้นทาง

เซ็นเซอร์ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือเซ็นเซอร์การมองเห็นเช่นกล้อง เซ็นเซอร์วิสัยทัศน์สามารถใช้เพื่อระบุกล่องอ่านบาร์โค้ดหรือฉลากบนกล่องและกำหนดตำแหน่งและการวางแนวของกล่อง ข้อมูลนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับหุ่นยนต์ในการรับและวางกล่องอย่างถูกต้อง

นอกจากนี้เซ็นเซอร์ความใกล้ชิดถูกใช้เพื่อตรวจจับระยะห่างระหว่างหุ่นยนต์และวัตถุใกล้เคียง เซ็นเซอร์เหล่านี้มักจะใช้เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่ปลอดภัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อหุ่นยนต์เคลื่อนที่อยู่ใกล้กับอุปกรณ์หรือคนงานอื่น ๆ

หลักการปฏิบัติงาน

เมื่อหุ่นยนต์ติดตั้งส่วนประกอบที่จำเป็นแล้วมันสามารถเริ่มทำงานในกล่องที่เคลื่อนที่ได้ กระบวนการปฏิบัติงานสามารถแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอน:

การตรวจจับกล่อง

ขั้นตอนแรกคือการตรวจจับกล่องในคลังสินค้า หุ่นยนต์ใช้เซ็นเซอร์การมองเห็นและกลไกการตรวจจับอื่น ๆ เพื่อระบุตำแหน่งขนาดและการวางแนวของกล่อง ตัวอย่างเช่นหากกล่องมีป้ายกำกับด้วยบาร์โค้ดเซ็นเซอร์วิสัยทัศน์สามารถอ่านบาร์โค้ดเพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับเนื้อหาและปลายทางของกล่อง

การวางแผนเส้นทาง

หลังจากตรวจจับกล่องหุ่นยนต์จำเป็นต้องวางแผนเส้นทางเพื่อเข้าถึงพวกเขา ระบบควบคุมใช้แผนที่ของคลังสินค้าที่สร้างขึ้นโดยเครื่องสแกนเลเซอร์และเซ็นเซอร์อื่น ๆ เพื่อคำนวณเส้นทางที่สั้นและปลอดภัยที่สุด อัลกอริทึมการวางแผนเส้นทางนั้นคำนึงถึงปัจจัยต่าง ๆ เช่นที่ตั้งของอุปสรรคการจราจรในคลังสินค้าและความสามารถของหุ่นยนต์

การเก็บกล่อง

เมื่อหุ่นยนต์มาถึงตำแหน่งของกล่องก็ต้องหยิบมันขึ้นมา หากหุ่นยนต์เป็นหุ่นยนต์ยก - พิมพ์หุ่นยนต์มันจะลดส้อมใต้กล่องแล้วยกมันขึ้นเพื่อยกกล่องออกจากพื้น สำหรับ AMRS พวกเขาอาจใช้ถ้วยดูดหรือกริปเปอร์เพื่อรับกล่อง

การเคลื่อนไหวไปยังปลายทาง

หลังจากหยิบกล่องขึ้นมาหุ่นยนต์จะย้ายไปยังปลายทาง มันเป็นไปตามเส้นทางที่วางแผนไว้ล่วงหน้าปรับความเร็วและทิศทางตามต้องการตามข้อมูลจากเซ็นเซอร์ หุ่นยนต์ตรวจสอบสภาพแวดล้อมอย่างต่อเนื่องเพื่อหลีกเลี่ยงการชนกับวัตถุอื่น ๆ

การวางกล่อง

เมื่อหุ่นยนต์มาถึงปลายทางจะวางกล่องไว้ในตำแหน่งที่ถูกต้อง สิ่งนี้ต้องการการควบคุมส่วนประกอบเชิงกลที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าวางกล่องอย่างปลอดภัยและแม่นยำ

แอปพลิเคชันพิเศษ

ในบางอุตสาหกรรมมีข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการเคลื่อนย้ายกล่อง ตัวอย่างเช่นในอุตสาหกรรมการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมมีความจำเป็นสำหรับRoll Handler - สำหรับลิเธียม- หุ่นยนต์ประเภทนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการวัสดุที่เกี่ยวข้องกับลิเธียมขนาดใหญ่ซึ่งต้องใช้การจัดการพิเศษเนื่องจากขนาดน้ำหนักและความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น

หลักการพื้นฐานของตัวจัดการม้วนคล้ายกับกล่องปกติ - การเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์ แต่มีการดัดแปลงบางอย่าง โครงสร้างเชิงกลได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับน้ำหนักและรูปร่างของม้วนและชุดเซ็นเซอร์ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อตรวจจับลักษณะเฉพาะของม้วน

ข้อดีของการใช้กล่อง - การเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์

มีข้อดีหลายประการในการใช้หุ่นยนต์สำหรับการย้ายกล่องในคลังสินค้าหรือศูนย์โลจิสติกส์

เพิ่มประสิทธิภาพ

หุ่นยนต์สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่หยุดพักซึ่งเพิ่มปริมาณงานของคลังสินค้าอย่างมีนัยสำคัญ พวกเขาสามารถย้ายกล่องด้วยความเร็วที่สอดคล้องกันและดำเนินงานด้วยความแม่นยำสูงลดเวลาที่ใช้สำหรับการดำเนินการแต่ละครั้ง

ปรับปรุงความปลอดภัย

ด้วยการแทนที่คนงานของมนุษย์ในงานที่อาจเป็นอันตรายหุ่นยนต์สามารถลดความเสี่ยงของการเกิดอุบัติเหตุได้ พวกเขาได้รับการออกแบบให้ทำงานอย่างปลอดภัยโดยใช้เซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับและหลีกเลี่ยงอุปสรรค

ความยืดหยุ่น

กล่อง - หุ่นยนต์ที่เคลื่อนย้ายสามารถเขียนโปรแกรมใหม่ได้อย่างง่ายดายเพื่อปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบคลังสินค้าหรือประเภทของกล่องที่ถูกจัดการ สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

บทสรุป

หลักการพื้นฐานของกล่องเคลื่อนที่หุ่นยนต์เกี่ยวข้องกับการผสมผสานระหว่างการออกแบบเชิงกลระบบควบคุมและเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ ส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้หุ่นยนต์ตรวจจับรับย้ายและวางกล่องในลักษณะที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย

หากคุณสนใจที่จะสำรวจว่ากล่องของเรา - การเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการดำเนินงานคลังสินค้าของคุณได้อย่างไรฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อเราเพื่อขอการอภิปรายอย่างละเอียด เราสามารถให้บริการโซลูชั่นที่กำหนดเองตามข้อกำหนดเฉพาะของคุณ

การอ้างอิง

• หุ่นยนต์: การสร้างแบบจำลองการวางแผนและการควบคุม Bruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Luigi Villani, Giuseppe Oriolo
• หุ่นยนต์อุตสาหกรรม: เทคโนโลยีการเขียนโปรแกรมและแอพพลิเคชั่น John A. Rehg