新型移动机器人:该控制AGV还是机械臂?
移动机器人正在进入以前由人类及车辆占据的新领域,从仓库和配送中心,到工厂车间,再到现在的实验室和办公区域,我们会看到越来越多这种自由行走的机器人。它们不仅是移动的骡子,这些机器人具有车载智能和实时自适应能力,拓宽了他们的应用领域。
转眼之间,我们发布报告《移动机器人和内部物流始终存在供应链中》已经过去一年,市场上也有了更多的选择、组合以及应用。巨大的改变对安全标准的制定带来了新的挑战。许多移动平台已经在世界各地使用或试用。
在焊接供应商HIROTECAMERICA的双臂移动机器人应用中,Otto1500自导移动平台与安川双臂机器人相结合,可以完成将零部件浸入黑色氧化物中进行腐蚀保护的单调任务。Robotiq让你看到巧妙地处理自适应夹具将零部件都放进黑色氧化物中。
这个敏捷的机器人周围没有安全围栏。这是因为OTTO使用安全等级的激光雷达传感器探测和导航路径内的障碍物。据了解,OTTO1500有两个安全等级的激光雷达传感器,分别位于平台的前面和后面,它配备了四个紧急停止(E-stop)按钮,用于手动紧急停止。这个移动机械手帮助HIROTEC更接近于24/7全天候运行的关灯制造目标。
自主自动导航车
消费品巨头宝洁公司也将移动机器人应用于多个行业和不同应用领域。
宝洁公司位于俄亥俄州辛辛那提的机器人网络创新总监MarkLewandowski说:因为宝洁公司是个多元化的公司,所以我们有许多不同类型的移动平台。从大型移动平台到高架移动平台,一直到小型移动平台,可以在有更多人的办公室或实验室环境中使用。我们需要不同尺寸、形状的平台应用在制造、仓储和分销等各种场合。
Lewandowski指出,这些都是自动导航车辆,这意味着他们会根据环境预先学习地图自主地导航,以确定从A点到B点的最佳路线。利用各种传感器和软件,他们可以通过实时智能导航避开意想不到的障碍物。
这类移动机器人可以实现地图映射和路径规划,并且易于部署。而传统的AGV通常需要现有的基础设施或设施修改,例如嵌入在地面上的磁条或导航信标,以引导车辆在指定的路径上行走。
不再是爷爷时代的AGV
宝洁公司正在使用或测试三大类工业移动机器人:具有高负载能力的大型移动平台,较小的自动导航车辆和移动机械手(移动机器人与机械臂组合)。
Lewandowski表示,现在最大和最活跃(移动机器人的应用)现在在自主移动平台的领域。这些是大型平台工作在托盘或大负载周围。移动平台在我们的仓库和配送中心,那里没有大量的人力和车辆。他说,他们使用的小型自主车辆主要用来移动投放物料、半成品或者成品,它们可以在拥挤的环境中更灵活地移动。
Lewandowski解释道,我们现在试运行的一个应用是将质量和实验室样品送到他们进行测试的实验室。要将这些小型车辆引入到有许多人和变化的环境中,就需要它们能适应高度动态的环境。
宝洁公司已经在使用或开发移动机器人的试点应用,例如Clearpath的OTTO,Aethon的TUG和欧姆龙的自主智能车辆,以及来自诸如FetchRobotics,MobileIndustrialRobots(MiR),CanvasTechnology和MilvusRobotics等的自主移动平台。
Lewandowski表示,安全是至关重要的。它们中的大部分移动系统都是基于相同的技术(LIDAR),所以从安全的角度来看,门槛是确保有一个足够安全的系统来检测物体和人员并作出适当的反应。
他补充道,其中一些初创公司开始使用具有更多空间意识的视觉类型技术。重要的是不仅要知道平台所处的位置,还要知道它在环境中的导航位置。有门还是悬挂物,是桌子还是传送机?它需要能够看到那些情形并做出适当的反应,以避免撞上这些障碍物。
跟传统的AGV固定平台甚至是固定路线的AGV不同的是,自主移动机器人是自由移动的,安全是一个重要问题。
工程安全标准
机器人工业协会(RIA)美国国家标准协会(ANSI)一起制定了工业移动机器人的安全标准。RIA组织R15.08委员会编写了工业移动机器人安全的标准文件。
工作已经开始,标准的前两部分涉及机器人制造商和集成商的安全准则,预计将在2017年底前起草。然后,文件必须经过一系列审查程序和任何修订。标准计划在2019年初出版。
也许你会问为什么还那么遥远?实际上,这个标准的制定过程正在加快步伐。
2007以来,我一直参与安全标准的制定过程。对我来说,这个计划已经快如闪电,机器人专家、R15.08委员会主席MichaelGerstenberger说,有几家公司在这个领域推出了产品。RIA希望得到最好的解决方案,并确保我们通过制定安全相关标准来为会员提供服务。
Gerstenberger与该委员会面临一个有趣的挑战。R15.08的任务是将移动平台社区和工业机器人社区这两个世界结合在一起,而他们都有自己的安全标准。
在移动平台方面,现有最接近的标准有ANSI/ITSDFB56.5-2012无人驾驶自动引导工业车辆安全标准和载人工业车辆自动化功能。
在工业机器人方面,标准由ANSI/RIAR15.06-2012工业机器人和机器人系统-安全要求。
然而,许多新的移动机器人比传统的AGV具有更大的自主权,使他们能够在更加动态的环境中安全地运行,实时路径重新规划至关重要,RIA标准开发总监CaroleFranklin说,这不是目前AGV标准(B56.5)中的一个领域。
她继续解释说,虽然工业机器人安全标准(R15.06)允许移动机器人系统在工业环境中存在的可能性,工业机器人维修,但其大部分指导思想都是针对固定安装的机器人。
委员会成员必须共同制定新的ANSI/RIAR15.08标准,以弥补现有标准B56.5和R15.06之间的差距,并为移动机器人的独特安全考虑提供指导。最后,他们可能决定将新制定的准则取代现有标准,但仍有待观察。
Gerstenberger说,我一直在努力做的最重要的事情之一是确保委员会的所有声音都被听到。我想确保每个人都可以表达自己的意见。我们在委员会中有很好的代表性。
75+委员会成为代表了大多数传统机器人制造商,包括移动机器人供应商和初创企业,协作机器人供应商,传统AGV制造商,机器人集成商,安全系统供应商和集成商,来自汽车、电子、消费品和物流行业的重要终端用户。
还有代表性的是重要的行业标准和安全组织,如北美的德国莱茵T?V,美国保险商实验室,国家职业安全健康研究所(NIOSH)和国家标准与技术研究所(NIST)。
现有标准的不足
NIST开发测试方法和指标来评估新技术的性能。有时候,NIST会引导标准制定工作,就像在这种情况下与R15.08一样。几年来,NIST在其实验室中对传统的AGV,移动机器人和协同机器人以及这些机器的混合集成进行了研究。