Bezpieczna intralogistyka ? autonomiczne roboty mobilne

Źródło: MiR

Współpracujące roboty mobilne bezpiecznie automatyzują transport wewnętrzny także w dynamicznych środowiskach pracy. Stanowią one dla firm bezpieczną, elastyczną i efektywną kosztowo alternatywę ? mogą być wdrożone w kilka godzin i nie wymagają ingerencji w układ produkcyjny.

Firmy coraz częściej szukają możliwości zwiększenia produktywności i elastyczności poprzez różne formy automatyzacji produkcji, jednak transportowanie materiałów w ramach jednego przedsiębiorstwa jest nadal często wykonywane ręcznie przez pracowników lub z wykorzystaniem np. wózków widłowych.

Alternatywnym rozwiązaniem są autonomiczne roboty mobilne (AMR), które z uwagi na sposób nawigowania oraz wbudowany system bezpieczeństwa mogą samodzielnie poruszać się w obiektach, przewożąc różnego rodzaju ładunki i umożliwiając pracownikom skoncentrowanie się na czynnościach przynoszących firmie większą wartość dodaną.

Jak poruszają się autonomiczne roboty mobilne

Autonomiczne roboty mobilne (na przykładzie rozwiązań Mobile Industrial Robots) nawigują na podstawie map tworzonych przez oprogramowanie, z wykorzystaniem danych ze skanerów laserowych lub na podstawie wgranych planów budynku. Nawigacja przypomina GPS w samochodzie ? adresami robota są punkty oznaczone na mapie przez użytkownika. Po włączeniu robota operator podłącza go do sieci WiFi za pomocą komputera, tabletu lub smartfona. Robot skanuje pomieszczenie i tworzy mapę, zgodnie z którą będzie nawigował. Poruszając się z punktu A do B, samodzielnie wybiera najlepszą trasę. Operator ustala lokalizacje, w których robot ma odbierać lub składować elementy poprzez intuicyjny interfejs dostępny z poziomu przeglądarki internetowej. Może tam również zdefiniować preferowane trasy, strefy, w których robot ma przyspieszyć lub zwolnić, oraz obszary, do których nie powinien wjeżdżać. Pozwala to zwiększyć bezpieczeństwo środowiska pracy, w którym ludzie pracują w bezpośredniej bliskości robotów.

Pracownicy zazwyczaj czują się najbardziej komfortowo, gdy roboty poruszają się w tempie człowieka, natomiast roboty są przystosowane do bezpiecznego poruszania się z prędkością do 5,4 km/h ? jest to pomocne w przypadku długich dystansów. Robot jest także wyposażony w pasek świetlny po obu stronach, dzięki któremu może się komunikować z pracownikami. W łatwy sposób można zaprogramować także dźwięki, które będzie emitował, np. zbliżając się do określonych stref.

Dynamiczne środowisko

Współczesne duże przedsiębiorstwa produkcyjne i magazyny wymagają elastycznych rozwiązań, które potrafią dostosować się do otoczenia o wielu zmiennych. Posługując się przykładem robotów MiR, można przyjrzeć się technologiom, które umożliwiają bezpieczną pracę w takich warunkach. Roboty MiR są wyposażone w dwa skanery laserowe zgodne z normą ISO 13849 i spełniające standard bezpieczeństwa Performance Level d, kat. 3. Lasery znajdują się z przodu i z tyłu robota, dzięki czemu zyskuje on pole widzenia 360 stopni. Podwójny laser pozwala robotowi wycofać się, gdy napotka przeszkodę, której nie może ominąć. Ponadto robot wykrywa zbliżających się z tyłu lub z boku ludzi i może wyznaczyć bezpieczną trasę. Robot może także zwalniać i przejeżdżać bardzo blisko przeszkód, a w przypadku gdy człowiek, paleta, wózek widłowy pojawi się nieoczekiwanie w odległości kilku centymetrów, system bezpieczeństwa umożliwia natychmiastowe zatrzymanie w celu uniknięcia kolizji.

Dodatkowym wsparciem bezpiecznej nawigacji jest kamera 3D zamontowana z przodu robota. Wykrywa ona przeszkody będące w odległości do 2 m i znajdujące się od 5 do 80 cm nad ziemią. Górna kamera pozwala robotowi wykrywać przeszkody do wysokości 1,8 m. Dzięki temu może on bezpiecznie omijać np. stoły, które znajdują się powyżej pola widzenia skanera.

Kompletny system czujników bezpieczeństwa w robotach sprawia, że realizują one swoje misje szybko i bezpiecznie. Dodatkowe czujniki to przyspieszeniomierz i żyroskop, które mierzą siłę inercji, przyspieszenie i rotację. Kodery na każdym z kół mierzą prędkość i odsyłają informacje do laserów bezpieczeństwa. Wszystkie dane są transferowane do zaawansowanego algorytmu planowania, który decyduje o tym, czy robot powinien ominąć przeszkodę, czy błyskawicznie się zatrzymać, aby uniknąć kolizji.

Warto zauważyć, że obecne normy bezpieczeństwa, którym podlegają autonomiczne roboty mobilne, dotyczą systemów AGV, jednak specyficzne wytyczne dla współpracujących robotów mobilnych są obecnie w opracowaniu.

Odciążenie pracowników od zadań z dużym obciążeniem

Roboty mobilne przejmują różne procesy intralogistyczne, które są potencjalnie trudne i niekorzystne dla zdrowia pracowników. Przykładowo roboty mogą przewozić ładunki do 500 kg z odpowiednią do otoczenia prędkością. Produkty, odpady lub inne materiały mogą być ułożone na robocie, a różnego rodzaju moduły nastawne sprawiają, że robot może samodzielnie pobierać palety lub elementy np. bezpośrednio z taśmy produkcyjnej, wyręczając pracowników w obsługiwaniu zadań o dużych obciążeniach. Ponadto autonomiczne roboty mobilne mogą pracować w otoczeniu nierekomendowanym do pracy człowieka ? są przystosowane do poruszania się np. w bardzo głośnych lub brudnych strefach.

Alternatywa dla tradycyjnych systemów

Współpracujące, autonomiczne roboty mobilne są bezpieczną i elastyczną alternatywą zarówno dla klasycznych systemów AGV, jak i tradycyjnego transportu mechanicznego obejmującego różnego rodzaju przenośniki. Dzięki autonomicznej nawigacji mogą pracować w dynamicznym środowisku, w bliskiej współpracy z człowiekiem. Ich wdrożenie może pomóc firmie w eliminowaniu wąskich gardeł w transporcie wewnętrznym oraz w przesunięciu pracowników do procesów przynoszących przedsiębiorstwu wyższą wartość. To z kolei może skutkować zwiększeniem elastyczności produkcji oraz osiąganiem wyższej wydajności przy jednoczesnym redukowaniu czasu i kosztów intralogistyki.


Jesper Sonne Thimsen jest dyrektorem sprzedaży w regionie Europy Środkowo–Wschodniej w firmie Mobile Industrial Robots (MiR).