內部物流、航空航天、娛樂(lè )設備、海上石油和天然氣、可再生能源和科研有何共同之處?
首先,這些行業(yè)的應用都可以從自主機器人技術(shù)中獲益。其次,OMR 為這些行業(yè)開(kāi)創(chuàng )了創(chuàng )新的自動(dòng)化解決方案。
OMR 公司的 UniMover™ O 600
系統配備節省空間的高性能自動(dòng)化技術(shù),
非常適合用于工業(yè)和醫療設備
據 OMR 技術(shù)經(jīng)理 Gareth Jones 博士介紹,Oceaneering Mobile Robotics(OMR)將公司在移動(dòng)機器人領(lǐng)域積累的豐富專(zhuān)業(yè)知識應用于物料搬運。集團在部署制造業(yè)、醫院、配送和汽車(chē)行業(yè)所需的系統方面擁有豐富經(jīng)驗,并為眾多全球最知名的品牌提供服務(wù)。目前 OMR 總共有 1700 多個(gè)移動(dòng)機器人部署在北美、歐洲、澳大利亞和亞洲,行駛里程累計超過(guò) 3000 萬(wàn)英里。OMR 專(zhuān)注于打造產(chǎn)品線(xiàn)標準化,以提高產(chǎn)品在各種新應用中的采用率,一直保持高增長(cháng)速度。
OMR 使用一系列 EtherCAT 端子模塊和黃色的 TwinSAFE 模塊集成安全功能
“我們與其他很多移動(dòng)機器人供應商一樣,最初也專(zhuān)注于提供定制化解決方案。但所有行業(yè)的需求都呈現增長(cháng)態(tài)勢,我們希望增加移動(dòng)機器人的使用!盝ones 解釋說(shuō)道,“現在,我們不再每年只生產(chǎn)幾十輛定制化車(chē)輛,而是專(zhuān)注于生產(chǎn)數百輛標準化產(chǎn)品,并規劃了強大的產(chǎn)品路線(xiàn)圖,比如最近推出的 UniMover™ O 600!
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通往成功的道路
UniMover™ O 600 是一種舉升型移動(dòng)機器人,適用于空間極為狹小的輕工業(yè)和醫療保健應用。它的速度可以達到每秒 1.8 米,最大有效載荷 600 公斤(1322 磅)。
UniMover™ O 600 是一款典型的高效、經(jīng)濟的輸送解決方案,適用于工業(yè)和醫院應用中的物品或物料取放,如原材料、食物或洗好的衣物。這款全向移動(dòng)智能小車(chē)配備帶安全激光雷達的自然導航,可以識別并安全通過(guò)繁忙的非結構化環(huán)境。UniMover™ O 600 可以在自主移動(dòng)機器人(AMR)模式下運行,在這種模式下,既能限制機器人速度,又能讓機器人主動(dòng)避讓障礙物;UniMover™ O 600 也可以在 AGV 模式下運行,這種模式能夠提升機器人移動(dòng)速度,但在檢測到有障礙物時(shí)機器人會(huì )停下來(lái),而不是繞過(guò)障礙物繼續向前移動(dòng)。
OMR 工程師除了要確保機器人的功能和可靠性之外,還需要將所有控制硬件裝到盡可能小的空間內,保持車(chē)輛結構緊湊,尺寸僅為 1670 x 600 x 335 毫米(65.8 x 23.6 x 13.2 英寸)。他們還需要開(kāi)發(fā)支持批量生產(chǎn)標準解決方案的制造工藝。據 Jones 介紹,他們過(guò)去會(huì )使用 Linux 編程車(chē)輛和生產(chǎn)設備,技術(shù)人員通過(guò) Linux 命令行測試產(chǎn)品。盡管這樣效率比較低,但團隊不能完全放棄多年開(kāi)發(fā)的成果。
TwinCAT 3 為 OMR 提供了一個(gè)靈活的開(kāi)發(fā)和實(shí)時(shí)運行平臺
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替代操作系統提升了
機器人系統的靈活性
每輛車(chē)都配備倍福的 C6017 超緊湊型工業(yè) PC,實(shí)現控制邏輯以及其它功能。雖然 Windows 長(cháng)期以來(lái)一直是倍福設備控制器的默認操作系統,但 UniMover™ 上使用的 C6017 采用的則是 TwinCAT/BSD 操作系統(OS)。TwinCAT/BSD 是一款現代的類(lèi) UNIX 操作系統,在性能和安全性方面表現不俗。嚴格來(lái)說(shuō),它在功能上類(lèi)似于現代 PLC,使用實(shí)時(shí)操作系統(RTOS),而不是專(zhuān)用固件。
倍福全球物料搬運和內部物流經(jīng)理 Doug Schuchart 表示,TwinCAT/BSD 可以幫助 OMR 以及其它很多物料搬運專(zhuān)家改變生態(tài)環(huán)境,重構行業(yè)格局!芭c傳統硬 PLC 中的'黑盒子'方案不同,TwinCAT/BSD 是倍福數十年來(lái)控制技術(shù)發(fā)展的成果!盨chuchart 說(shuō)道,“這一性能強大的操作系統還保持了開(kāi)放性,允許設備運行 Linux 發(fā)行版本等第三方軟件,并且可以在我們新的 Hypervisor 中運行虛擬機。將第三方軟件和 PLC 整合在同一硬件中可以為很多應用帶來(lái)優(yōu)勢,無(wú)論是在本地操作系統中,還是在虛擬機中的另一個(gè)操作系統中。而 AGV 使用這種架構獲得了獨特的優(yōu)勢!
TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件仍然是 TwinCAT/BSD 應用的端到端開(kāi)發(fā)和運行時(shí)平臺。OMR 的工程師們很喜歡在 Visual Studio® 中使用各種語(yǔ)言進(jìn)行編程,包括 IEC 61131-3 標準編程語(yǔ)言及其面向對象的語(yǔ)言擴展和功能塊以及計算機科學(xué)標準語(yǔ)言!拔覀兊膱F隊對 TwinCAT 非常滿(mǎn)意,因為他們可以用它創(chuàng )建用戶(hù)界面,例如生產(chǎn)線(xiàn)上的功能檢查。這比在 Linux 中使用命令行要直觀(guān)得多!盝ones 說(shuō)道!按送,還可以將它們與來(lái)自所有外圍設備的數據連接起來(lái),提高數據的可見(jiàn)性!
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EtherCAT 確保
移動(dòng)機器人行駛安全
EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)通信系統拓撲結構靈活,支持與所有開(kāi)放式協(xié)議通信。OMR 使用 EL6581 DMX 主站端子模塊控制車(chē)輛上的安全燈,而 EL6751 CANopen 主站端子模塊則簡(jiǎn)化了與第三方導航控制器的通信。這些模塊在外觀(guān)上與標準 I/O 卡一樣,采用模塊化設計,結構緊湊。
安全對于所有自主機器人來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要,TwinSAFE 技術(shù)基于 Fail Safe over EtherCAT(FSoE)國際開(kāi)放標準確保高度安全性。FSoE 使用“黑色通道”方法,通過(guò)標準的 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行安全數據通信。這樣可以減少布線(xiàn)工作量,同時(shí)為數字量和模擬量安全提供必要的冗余。除了標準的安全邏輯之外,TwinCAT 還能夠通過(guò)使用 Safety C 實(shí)現 TwinSAFE 應用,提高安全性。
UniMover™ 使用了大量倍福 TwinSAFE 端子模塊,尤其是 EL5001-0090 單通道 SSI 編碼器接口端子模塊,它簡(jiǎn)化了速度和位置監控!霸谌蝌寗(dòng)方面,我們必須控制兩個(gè)驅動(dòng)電機和兩個(gè)轉向電機,因此我們需要知道轉向角位置以及驅動(dòng)電機本身的實(shí)際速度!盝ones 說(shuō)道,“TwinSAFE 中的增強功能也讓我們未來(lái)有更多選擇,能夠制造出更加復雜的移動(dòng)機器人!
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緊湊型控制器助力
移動(dòng)機器人全速前進(jìn)
Jones 認為,倍福技術(shù)的標準化使得 UniMover™ O 600 的體積更小,操控性更強,因此更加耐用。結構緊湊的 C6017 比 OMR 之前使用的設備控制器占用的空間減少了 56%。C6017 和 EtherCAT 端子模塊不僅節省空間,還能節約時(shí)間成本。過(guò)去,技術(shù)人員不得不將組件分散布置在設備周?chē),F在,他們可以提前制作標準的控制套件,并將它們安裝在 UniMover™ 的其中一個(gè)外殼內,減少了調試時(shí)間。
自動(dòng)化新技術(shù)領(lǐng)導者的全球銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)化了與 OMR 團隊的合作,Schuchart 解釋說(shuō)道:“UniMover™ 項目就是一個(gè)很好的例子,充分說(shuō)明了我們與客戶(hù)之間的國際項目合作能力。我們直接與 OMR 在馬里蘭州和佛羅里達州的工程師、路易斯安那州的全球采購、荷蘭的 Gareth 團隊以及全球行業(yè)經(jīng)理合作,確保所有小組成員之間的溝通順暢!
荷蘭的 OMR 辦公室:OMR 技術(shù)經(jīng)理 Gareth Jones 博士(右)和倍福荷蘭分公司的銷(xiāo)售工程師 Stefan Dubbeldeman 在 MaxMover™ CB D 2000 自動(dòng)平衡重式叉車(chē)旁
OMR 計劃通過(guò)改用 EJ 系列 EtherCAT I/O 插拔式模塊進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率,這一系列的模塊安裝在專(zhuān)用電路板上,使用的是標準連接器。EJ 模塊比標準 I/O 模塊體積小 50%,節省了傳統離散接線(xiàn)所需的人工時(shí)間(大型移動(dòng)機器人車(chē)隊生產(chǎn)節省的時(shí)間更多),非常適合用于批量生產(chǎn)。這一解決方案讓工程師可以直接使用成品 I/O,高效、便捷地創(chuàng )建自己的連接器板。
在 UniMover™ O 600 項目取得成功之后,OMR 繼續為新的車(chē)輛管理系統配備倍福的高性能、緊湊型自動(dòng)化產(chǎn)品,比如 MaxMover™ CB D 2000 自動(dòng)平衡重式叉車(chē)!癕axMover™ 取代了傳統叉車(chē),但即使在滿(mǎn)載情況下(有效載荷超過(guò) 4 噸),它也能像 UniMover™ 一樣在 AGV 或 AMR 模式下運行!盝ones 說(shuō)道,“UniMover™ 的設計非常具有挑戰性。但我們希望憑借倍福為我們帶來(lái)的技術(shù)優(yōu)勢,在更多的標準移動(dòng)機器人生產(chǎn)線(xiàn)上應用相同的架構!
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