Колесный промышленный робот

Когда слышишь 'колесный промышленный робот', первое, что приходит в голову — этакая универсальная машина на колесиках, которая и деталь подаст, и упакует, и даже кофе сварит. На практике же 80% заказчиков путают их с теми же AGV, хотя разница принципиальная: если AGV просто везет груз из точки А в Б, то колесный промышленный робот должен еще и манипулировать, ориентироваться в изменяющейся среде, да еще и не уронить деталь стоимостью с годовую зарплату инженера.

Эволюция или революция?

Помню, как в 2018-м мы тестировали одного из первых 'самоходных манипуляторов' — так тогда называли колесные промышленные роботы. Шестиосевой манипулятор на платформе с приводными колесами, заявленная точность ±0.5 мм. На бумаге — мечта для гибких производственных линий. На деле — каждый раз при смене инструмента робот 'плыл' на пару миллиметров, плюс вибрации от привода... В общем, для точной сборки не годился категорически.

Сейчас смотрю на разработки типа тех, что делает ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи — там уже используются мотор-колеса с прямым приводом и системой активной стабилизации. Но и это не панацея: если робот с грузом в 200 кг резко останавливается, инерцию никуда не денешь. Приходится либо снижать скорость, либо усиливать конструкцию — а это уже перерасход материалов.

Кстати, про эту компанию — они как раз делают упор на интеграцию аппаратных и программных решений. В их последних моделях заметно, что инженеры учли опыт неудачных попыток: например, используют не стандартные шасси, а специализированные платформы с низким центром тяжести. Но все равно для задач типа точечной сварки или паллетирования хлипковато.

Где колесам действительно нет альтернативы

Вот сборочные цеха автомобильных заводов — там колесные промышленные роботы раскрываются полностью. Не те роботы, что на рельсах закреплены, а именно мобильные. Например, когда нужно последовательно обслуживать несколько станков в разных концах цеха. Рельсы прокладывать нерентабельно, да и гибкости ноль.

Работали с одним немецким производителем — там такая система на базе мотор-колес от Гуанчжоу Колесо Мудрости использовалась для подачи деталей к пресс-линиям. Особенность в том, что робот не просто ездил по заранее заданному маршруту, а корректировал его в реальном времени — если на пути оказывался штабель паллет или другой робот.

Правда, с навигацией первые полгода были кошмары: ультразвуковые датчики срабатывали на металлическую стружку на полу, лазерные — на блестящие поверхности станков. В итоге пришлось комбинировать системы, плюс добавить инерциальную навигацию. Дорого, но дешевле, чем переделывать всю логистику цеха.

Оборотная сторона мобильности

Энергопотребление — это отдельная головная боль. Колесный промышленный робот с шестиосевым манипулятором и системой навигации 'съедает' в 2-3 раза больше энергии, чем стационарный аналог. И это без учета потерь на постоянные разгоны-торможения.

Батареи хватает в лучшем случае на 6-8 часов активной работы. Знаю, что в ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи экспериментируют с системой автоматической подзарядки — робот сам подъезжает к док-станции в перерывах между операциями. Но на деле интервалы между задачами редко превышают 10-15 минут, за это время батарея толком не зарядится.

Еще момент — безопасность. С коллегами из Франции обсуждали: у них на фармзаводе такой робот врезался в стеллаж с реактивами. Причина банальна — датчик LiDAR принял прозрачную пластиковую емкость за свободное пространство. После этого случая многие начали дублировать системы распознавания препятствий.

Нишевые применения, о которых редко пишут в каталогах

Авиастроение — вот где колесные промышленные роботы показали себя с неожиданной стороны. Не для сборки, конечно, а для инспекции кессонов крыльев. Человеку там не развернуться, а стационарного робота не установишь — геометрия у каждого самолета своя.

Разрабатывали как-то систему на базе компактного мобильного робота с камерой и УЗ-дефектоскопом. Использовали мотор-колеса с магнитным креплением — чтобы робот мог двигаться по вертикальным поверхностям. Сложнее всего было с синхронизацией данных: робот едет, сканирует, но при этом еще и 'понимает', где именно находится дефект относительно обшей геометрии детали.

Интересно, что компания из Гуанчжоу в последнее время тоже развивает направление специализированных решений, а не только универсальных платформ. Видимо, пришли к тому же выводу, что и мы: рынок готов платить за заточенные под конкретную задачу системы, пусть и дороже.

Что в сухом остатке?

Если пять лет назад колесные промышленные роботы воспринимались как дорогая игрушка, то сейчас — это рабочий инструмент для специфических задач. Там, где важна мобильность, а точность требуется в пределах ±1-2 мм.

Перспективы вижу в двух направлениях: во-первых, дальнейшая миниатюризация и снижение энергопотребления. Во-вторых — развитие 'роевых' технологий, когда несколько мобильных роботов координируют действия без центрального управления.

Компании вроде ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи с их опытом в мотор-колесах и AGV definitely имеют преимущество — они понимают шасси лучше, чем производители традиционных роботов-манипуляторов. Но до идеального симбиоза мобильности и точности еще лет пять как минимум.