Робот манипулятор на колесах

Когда слышишь 'робот манипулятор на колесах', первое, что приходит в голову - это какой-то универсальный автомат, который и груз перенесет, и деталь установит. Но на практике все сложнее. Многие забывают, что мобильность - это не просто прикрутить колеса к промышленному манипулятору. Вот с какими подводными камнями мы столкнулись, когда начинали работать с такими системами.

Баланс мобильности и функциональности

Помню наш первый проект - взяли серийный манипулятор, поставили на шасси с мотор-колесами. Казалось бы, что может пойти не так? Оказалось, все. При движении по цеху возникали вибрации, которые выводили из строя редукторы манипулятора. Пришлось полностью пересматривать конструкцию подвески.

Особенно проблемными оказались резкие торможения - манипулятор продолжал по инерции двигаться, создавая опасные нагрузки на основание. Решение нашли в системе активной стабилизации, но это добавило сложностей в управлении.

Сейчас мы в ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи отработали эту схему до приемлемого уровня. Используем мотор-колеса собственной разработки с точным позиционированием - без этого ни о какой точности операций не может быть и речи.

Навигация в реальных условиях

Лазерные сканеры - это хорошо, но в металлообрабатывающем цехе, где повсюду отражающие поверхности, они работают через раз. Приходится комбинировать с инерциальной навигацией и визуальными маркерами.

Однажды на тестовом запуске робот 'потерялся' именно возле полированного станка - лазерный луч отражался под непредсказуемым углом. Система решила, что это препятствие, и заблокировала движение. Пришлось экстренно останавливать всю линию.

Сейчас мы используем адаптивные алгоритмы, которые учитывают такие особенности. На сайте zhlun.ru есть технические заметки по этой теме - там описаны некоторые решения, которые мы применяем в своих мобильных роботах AGV.

Энергопитание - вечная головная боль

Аккумуляторы - самое слабое место в мобильных системах. Манипулятор потребляет приличную мощность, особенно при работе с грузами. Первые образцы работали от силы часа два - этого категорически недостаточно для смены.

Пробовали системы быстрой зарядки, но они требовали переоборудования инфраструктуры цеха. В итоге остановились на схеме со сменными блоками - оператор меняет батарею за минуту, пока робот выполняет стационарные операции.

Кстати, именно здесь пригодился наш опыт в разработке промышленных мотор-колес - смогли оптимизировать энергопотребление всей системы в комплексе.

Интеграция с существующими линиями

Самое сложное - заставить мобильного робота работать в уже существующем производственном процессе. Станки не приспособлены под такое взаимодействие, да и системы безопасности требуют доработки.

На одном из заводов пришлось полностью переделывать систему ограждений - робот манипулятор на колесах должен был перемещаться между участками, но при этом не создавать опасных ситуаций для персонала.

Разработали гибридную систему: когда робот движется - работает лазерный сканер безопасности, когда выполняет операции - включается локальная защитная зона. Не идеально, но работает.

Экономическая целесообразность

Многие думают, что мобильный робот - это дорогое удовольствие. Но если считать не стоимость оборудования, а экономический эффект... Например, на участке сборки мы заменили три стационарных манипулятора одним мобильным - он успевает обслуживать все точки.

Правда, пришлось оптимизировать маршруты и разработать систему приоритетов - чтобы робот не металился между задачами, а выполнял их последовательно, минимизируя холостые пробеги.

В ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи мы сейчас как раз работаем над универсальной платформой, которая сможет адаптироваться под разные производственные сценарии. Опыт 15 лет в разработке мобильных роботов AGV позволяет находить нестандартные решения.

Перспективы и ограничения

Сейчас основное направление - увеличение автономности. Но есть физические ограничения по весу аккумуляторов, да и системы безопасности пока требуют периодического вмешательства оператора.

Интересное направление - swarm-системы, когда несколько мобильных манипуляторов работают вместе. Но это требует совершенно другого уровня навигации и управления.

Если судить по нашим текущим разработкам в области тяжелых беспилотных транспортных средств, скоро сможем предложить решения для действительно сложных задач. Но пока робот манипулятор на колесах - это скорее штучный продукт под конкретные нужды, чем универсальное решение.