Zinu Shop 全自助便利店全年 24 小時(shí)全天候運營(yíng)。它由 Delfin 公司開(kāi)發(fā),該公司 20 多年來(lái)一直為波蘭的小型社區提供生活日常用品。該項目于 2017 年啟動(dòng),四年后開(kāi)始了第一次全面、公開(kāi)的測試,包括測試倍; PC 的底層控制技術(shù)。
Zinu Shop 是一家自助式便利店,提供與傳統便利店類(lèi)似的商品種類(lèi),并且全年無(wú)休(法定節假日除外)。實(shí)現這一目標的前提是總容量足夠大(300 至 400 個(gè)存儲空間)和高可靠性,而這兩者都是獲得消費者信任的關(guān)鍵。該商店位于一個(gè)長(cháng)方體保溫隔熱外殼內,該外殼也可用于存放需冷藏的產(chǎn)品,無(wú)論外部天氣條件如何都能保持恒溫,甚至還可容納廣告燈箱、包裹儲物柜和咖啡機等。該項目最重要的特點(diǎn)之一是采用了多種產(chǎn)品混合分裝方案,將 3D 打印技術(shù)與傳統的自動(dòng)售貨機相結合。因此可以售賣(mài)幾乎任何類(lèi)型的商品:從棒棒糖或香料包等小而精致的商品,到紙巾或土豆等大包裝商品。
通過(guò)自主開(kāi)發(fā)的可視化系統可以方便地選擇所需的商品
最大程度地方便顧客
Zinu Shop 的一大亮點(diǎn)是購買(mǎi)和取貨可以同時(shí)進(jìn)行。傳統的自動(dòng)售貨機無(wú)法做到這一點(diǎn),因為必須要打開(kāi)正門(mén)才能購買(mǎi)商品,而 Zinu Shop 可以在背面的裝貨區取貨,這樣還可以防止溫度變化和外部環(huán)境造成的污染。此外,兩個(gè)獨立控制的售貨位意味著(zhù)同時(shí)可以允許兩位顧客購物。
Zinu Shop 的另一個(gè)特點(diǎn)是容量非常大,擁有約 350 個(gè)銷(xiāo)售單位( SKUs)。這里售賣(mài)的每種產(chǎn)品采用了不同的包裝類(lèi)型,包括罐裝、瓶裝、托盤(pán)裝、袋裝、紙盒裝以及杯裝,每種包裝都有不同的特點(diǎn),很難事先確定。為了降低不可預知的行為所帶來(lái)的風(fēng)險,產(chǎn)品通過(guò)幾個(gè)參數來(lái)描述:尺寸、重量、阻力和位置。相應的算法在創(chuàng )建分揀路線(xiàn)時(shí)會(huì )考慮到這些參數,并同時(shí)關(guān)注產(chǎn)品的保質(zhì)期和處理時(shí)間的優(yōu)化。因此,系統運行穩定可靠,到目前為止,投訴率不到 0.5‰。Zinu Shop 每個(gè)產(chǎn)品的平均分裝時(shí)間為 10 秒。根據當前客戶(hù)不同的需求,每年銷(xiāo)售的產(chǎn)品數量約為 50,000 件。
基于 PC 和 EtherCAT 的控制架構
該項目的目標是創(chuàng )建一臺無(wú)故障高效率運行的設備。因此,內部貨架的設計必須讓客戶(hù)能夠拿取不同尺寸的零售商品。在測試階段,設備的速度得到了顯著(zhù)提升,電源也從三相變?yōu)閱蜗,這樣 Zinu Shop 就可以使用傳統的電源插座。據 Zinu 專(zhuān)家 Piotr Ostrowski、Krzysztof Marmol 和 Artur Kowalski 介紹,最大的挑戰是如何通過(guò)傳統電源插座為整臺設備供電,同時(shí)保持所需的驅動(dòng)器速度和加速度。
幸運的是,倍福的 AX8000 模塊化伺服驅動(dòng)器配備了 AX8206 雙軸模塊和用于 AX8620 電源模塊的附加電源電抗器(AX2090),為解決這一難題提供了理想的解決方案。此外,還必須開(kāi)發(fā)一個(gè)用于優(yōu)化運動(dòng)路徑的系統,以加快產(chǎn)品釋放流程,并同時(shí)定義碰撞區域。這就需要一臺高性能的工業(yè) PC 搭載計算能力足夠強大的處理器和至少 4GB 的內存。事實(shí)證明,搭載 Intel Atom® E3845 處理器的倍福 C6017 超緊湊型工業(yè) PC 是 Zinu 開(kāi)發(fā)人員的最佳解決方案。
控制架構分布在三個(gè)獨立的控制柜中:
主控制柜包含 C6017、帶 EtherCAT 端子模塊和 TwinSAFE 端子模塊的主 I/O 層,以及支持 Safety over EtherCAT 協(xié)議(用于 AM8023 伺服電機的 STO)的 AX8000 伺服驅動(dòng)器或者 EL7211-9014 伺服電機端子模塊(用于 AM8112 伺服電機的 STO)。集成 TwinSAFE 邏輯的 EL2911 EtherCAT 端子模塊用作安全控制器。一個(gè)支持 Modbus RTU協(xié)議的 EL6022 串口端子模塊(RS485)和一個(gè)通過(guò) Pt1000 傳感器測量溫度的 EL3204 模擬量輸入端子模塊用于與暖通空調系統和溫濕度傳感器通信。
第二個(gè)控制柜僅包含用于控制自動(dòng)貨架的 EL2889 EtherCAT 數字量輸出端子模塊。
第三個(gè)控制柜安裝在機械笛卡爾系統上,用于控制 X 軸。
由 Zinu 專(zhuān)家開(kāi)發(fā)的可視化系統包括一個(gè)用于自助收銀系統、倉儲管理系統、配送管理系統和監控系統的界面。TwinCAT 3 控制器與上層系統相連,后者負責管理控制面板、購物車(chē)、產(chǎn)品現貨供應情況、產(chǎn)品保質(zhì)期和付款流程。PLC 負責檢查是否以及如何從貨架上取下商品,然后與主機系統交換數據,確定下一步操作,比如確認商品移出、鎖定貨架、從倉儲貨架上移走相同的商品或結束購買(mǎi)。項目經(jīng)理們認識到了 TwinCAT 所帶來(lái)的獨特優(yōu)勢,尤其與 Visual Studio 的無(wú)縫集成、通過(guò) EtherCAT 快速自動(dòng)檢測設備以及設備參數(如驅動(dòng)軸)的透明性。
Zinu Shop 的商品種類(lèi)齊全,從面包、蔬菜、水果、乳制品、冷切香腸和肉類(lèi)到飲料、糖果、方便食品、化妝品和清潔用品,應有盡有
結論
Piotr Ostrowski、 Krzysztof Marmol 和 Artur Kowalski 對倍福的產(chǎn)品和技術(shù)給予了充分的肯定:“直接從倍福購買(mǎi)大部分設備幫助我們節省了大量時(shí)間和資源。倍福高效、快速地向我們交付了所有設備?刂葡到y的模塊化設計為研發(fā)工作帶來(lái)了另一大優(yōu)勢,顯著(zhù)簡(jiǎn)化了配置以及項目后期的擴展。由于采用了緊湊型驅動(dòng)技術(shù),即 EL7221-9014 伺服電機端子模塊和 EL7031 步進(jìn)電機端子模塊,我們可以在一個(gè)小型控制柜中安裝整個(gè) X 軸和輸送系統。此外,對于不需要使用大量 I/O 的應用,可以使用集成有 I/O 的 EK1818 EtherCAT 耦合器代替 EL1008 和 EL2008 EtherCAT 端子模塊!痹摴具受益于倍福的單電纜技術(shù)(OCT),它簡(jiǎn)化了驅動(dòng)器的接線(xiàn)工作,占用空間更小,并且節省了大量電纜。此外,高性能的 C6017 使得可視化應用不再需要使用單獨的 PC?傊,工程師們?yōu)?Zinu Shops 成為克拉科夫家喻戶(hù)曉的品牌而感到自豪。他們目前在尋找更多的投資人,旨在在未來(lái)更大力地推廣這種自動(dòng)化購物方式。
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