Milimetrik hassasiyetle otonom navigasyon

Nesnelerin İnterneti (IoT) ve Endüstri 4.0 çağında, intralojistiğin önemi giderek daha da artmakta. Ürünlerin ve malzemelerin hassas bir şekilde taşınması ise verimli üretim açısından önemli bir faktör haline geliyor. Evocortex'in mobil taşıma sistemleri bu görevi sıra dışı yöntemlerle gerçekleştiriyor. Bu iş için kullanılan FAULHABER motorlarının güç yoğunluğu ise şirketin yaratıcı teknik konseptlerinin gerçekleştirilmesi noktasında belirleyici bir rol oynuyor.

Günümüzde "üretim" ve "karmaşıklık" eş anlamlı olarak kullanılmaya başlandı. Ürünler giderek daha da fazla oranda müşteri isteklerine göre üretiliyor. Örneğin IoT entegrasyonuyla, yalnızca bir parti boyutunda tam otomatik üretim bile mümkün. Bu kadar çok sayıda varyant, hem esnek hem son derece grift süreçler gerektiriyor. Doğru parçalar ve bileşenler, neredeyse sonsuz sayıda varyasyonda ve her bir üretim istasyonunda doğru zamanda hazır olmalı.

AMR yükselişte
Tedarik noktaları ve üretim sistemleri arasında olduğu gibi malzemelerin taşınma süreci de giderek daha fazla kişiselleştiriliyor. Bununla birlikte mümkün olduğunca otomatik olarak gerçekleştirilmesi de gerekiyor. Bu nedenle, sektörde otonom mobil robotlar (AMR) olarak bilinen mobil robot platformlarının depo ve üretim salonlarında dünya çapında kullanımı giderek artıyor.

2016 yılında deneyimli robot uzmanlarının bir araya gelmesiyle kurulan Nürnberg merkezli girişim Evocortex ise bu konuya odaklanıyor. Çevresinde bulunan Nuremberg Tech (Technische Hochschule Nürnberg) ve diğer eğitim ve araştırma kurumlarıyla yakın ilişki içerisinde olan şirket piyasaya tamamen yeni bir AMR konseptiyle girdi. Şirket, ürünleri ile modern lojistiğin gereksinimlerine yaratıcı ve yenilikçi çözümler sunarak karşılık veriyor. 

"Geleneksel AMR, genellikle hareket yollarında uzamsal uyarlamalar ve hatta süreçlerde teknik değişiklikler yapılmasını gerektiriyor" diyor Genel Müdür Hubert Bauer. Şu şekilde devam ediyor; "Örneğin araçların kendilerini yönlendirebilmesi için optik işaretlere ihtiyaç var. Bu sebeple yolların ve kavşakların belirtilen boyutlarda ve eğri yarıçaplarında olması gerekiyor. Buna karşılık biz ise müşterinin ihtiyaçlarına uyum sağlayan nakliye robotları oluşturmak istedik."


Kat zeminin "parmak izi" tam konum sağlıyor
Evocortex'in otonom mobil robotları (AMR), konumlarını belirlemek ve doğru yolu bulmak için önceden yüklenmiş bir yönlendirme sistemine kesinlikle ihtiyaç duymuyor. Zemindeki düzensizlikleri kullanarak kendi kendilerini yönlendiriyorlar. Bu tür düzensizlikler tipik düz beton zeminlerde bile bulunmakta olup robotun yüksek çözünürlüklü kamerası tarafından kaydediliyor. Kamera, aracın alt tarafında bulunuyor ve 10 x 10 santimetrelik bir alanı yakalayıp görüntü verilerini kullanarak zeminin parmak izinin eşdeğerini üretiyor. Bu dahiyane sistemin arkasında, Evocortex'in kendi geliştirdiği Yerelleştirme Modülü (ELM) bulunuyor.

İlk tanıma işlemi sırasında robot ızgara düzeninde kat zemini boyunca hareket ediyor. Karmaşık algoritmaların da yardımıyla, ayrı noktalardan oluşan bir modelden son derece hassas bir harita üretiliyor. Gelecekte bu kendi kendine öğrenen yapay zeka kullanılarak da gerçekleştirilebilecek. Ayrıca kontrolör de aracın kendi hareketini algılayabiliyor. Bir kilometrekarelik teorik bir alanda verileri bir araya getirerek, tam olarak bir milimetre hassasiyetinde konumlanabiliyor. Bunu yapmak için sadece üç tanımlanmış noktaya ihtiyaç duyuyor. Zeminin %50'si talaşla kaplı olsa bile, ELM bundan etkilenmeden sağlam, hassas ve kesin navigasyon sağlıyor. Zeminde oluşan kalıcı çizikler haritaya eklenebildiği gibi kaybolan özellikler belli bir süre sonra kaldırılıyor.

AMR'ler isteğe bağlı olarak bir veya iki cephede ek LIDAR sensörleri ile donatılabiliyor. Bu sensörler odayı hareket yönünde tarayıp engelleri algılayabiliyor ki buna yol üzerinde yer alan insanlar gibi hareket eden faktörler de dahil. Böyle bir durumda çalışanların güvenliğini sağlamak adına araç derhal duruyor.


Mecanum tekerleklerle sınırsız hareket kabiliyeti
Normal bir tekerlek yalnızca ekseni yönünde hareket eder. Bu tür tekerleklere sahip bir aracı tam olarak konumlandırmak için, araba park ederken yaptığımız gibi gibi manevra yapmak gerekir. Bunu önlemek için ise Evocortex'teki geliştiriciler Mecanum tekerleğini seçtiler. Kapalı bir çalışma yüzeyi yerine, kenarına fıçı şeklinde silindirler monte edilmiştir. Tekerleğin aksına 45 derecelik bir açıyla sabitlenip kendi açılı yatak eksenleri etrafında dönebilirler. Silindirlerin şekli, boyutu ve aralığı, tekerleğe sürekli bir yuvarlanma yüzeyi verecek şekilde seçilir.

Mecanum tekerleği döndüğünde, iki kuvvet bileşeni ortaya çıkar. Bunlar tüm tekerleğin dönüş yönünde ve çarkın dönüş yönüne dik açı olacak şekildedir. Böylece, sonuçta ortaya çıkan hareket yönü ikisi arasında kalır ve Mecanum tekerleği eksenel yöne 45 derecelik bir açıyla hareket etmek "ister". Silindirlerin hareketliliği nedeniyle yön stabilitesi yoktur. Ek kuvvetler varsa, kendi hareket yönü herhangi bir yöne sapabilir.

Dört Mecanum tekerleği olan bir araçta, 45 derecelik açıların her biri 90 derecelik bir sapma ile ayarlanmıştır. Böylece her tekerlek farklı bir yönde hareket etmeye çalışır. Tek tek tekerleklerin dönüş yönünü ve hızını değiştirerek, araç herhangi bir yöne yönlendirilebilir veya yerinde döndürülebilir. Yatay düzlemde böylece uçan bir araç kadar özgürce hareket edebilir. Bu sayede Mecanum tekerlekleri robotun çevik ve çok yönlü olarak hareket etmesini mümkün kılar.


Milimetrelik artışlarla ölçeklenebilirlik
Evocortex'in AMR'si ilave olarak başka bir esneklik de sunar. Bu da pratikte sınırsız boyut seçimi anlamına gelmektedir. Hubert Bauer, "İsterseniz robotumuzu milimetrelik artışlarla müşterilerimizin gereksinimlerine göre uyarlayabiliriz" diyor. "400 x 480 ve 800 x 1200 milimetre arasındaki her dış boyut mümkündür." EvoRobot Ar-Ge ve EvoRobot Endüstriyel ürün grupları ile bunlar da yük taşıma platformunun dış boyutları ile uyumludur. Sensör, kontrolör, kaldırma ünitesi ve tekerlek tahrikleri olmak üzere tüm teknoloji platformun altına yerleştirilmiştir.

Tekerlek tahrik modülü, ölçeklenebilirlik için belirleyici bir unsurdur. Direkt olarak tekerleğin üzerinde bulunur ve tekerlek ile birlikte standartlaştırılmış, bağımsız bir fonksiyon birimi oluşturur. Sonuç olarak, tekerlekler birbirinden herhangi bir mesafeye monte edilebilir. Bu düzenleme için belirleyici ön koşul, çok küçük boyutlara sahip güçlü bir motor gerekliliğidir.

Geliştirme aşaması ile ilgili olarak Hubert Bauer, "Bu uygulama için pazardaki hangi motorların aday olabileceğini belirlemek için çok detaylı bir incelemek yaptık" diyor. "İhtiyacımız olan güç yoğunluğunu ancak FAULHABER ile bulabildik. Rakip motorlara baktığımızda gerekli tork için yer kalmamıştı."

Olağanüstü güç, minimal boyut
EvoRobot'un tekerlek modülleri, 3257… CR veya 3272…CR serisi DC motorlarla donatılmıştır. Her biri bir IEF3 kodlayıcı ve bir 38/2 S redüktöre sahiptir. Hızlı durma ve tekerleklerin durdurulduktan sonraki konumlarında kilitli kalmasını sağlamak için tekerlek motorlara ilave fren eklenmiştir. Hubert Bauer, "Bu mikro motorların muazzam gücü sayesinde EvoRobot 200 kilograma kadar yük taşıyabilir. Yakında daha büyük yükler mümkün olacak" diyor. "Taşıma ayrıca beş dereceye kadar eğime ve saniyede bir metre hıza sahip bir rampa üzerinde de çalışıyor."

EvoCarrier ürün grubu, küçük yük taşıyıcılarının taşınması için tasarlanmıştır. Bu AMR'nin iç tasarımında işler EvoRobot'tan bile daha sıkı. Yerden yüksekliği 100 mm'den az. Sonuç olarak, taşınan bir malın altındaki aşırı düşük açıklıkların içinden geçebilir. İki veya dört EvoCarrier, paletleri veya tüm raf ünitesini taşımak için birlikte çalışabilir. Geliştiriciler, burada tahrik olarak "düz rotorlu motor" şeklinde adlandırılan bir motor seçtiler: 4221… BXT serisinin sadece 21 milimetre uzunluğunda fırçasız motoru. Bu, EvoCarrier'ın toplamda 120 kilograma kadar küçük yük taşıyıcılar ile (KLT'ler) yüklü zemin silindirlerini taşımasına olanak tanır. Uzun vadede genel müdür EvoRobot ile de fırçasız motorlara geçiş olacağına ve modüllerin daha da standartlaştırılacağına inanıyor.

Güç ve hacim arasındaki orana ek olarak, AMR'lerin çalışmasında önemli bir rol oynayan faktör ise her şeyden önce sıfır bakım ve sürekli çalışmadaki güvenilirliktir. Hubert Bauer, "Hizmet ömrü açısından gereksinimlerimiz FAULHABER motorları tarafından fazlasıyla karşılanıyor" diyor. "Ayrıca, tahriklerin tüm yaygın endüstriyel kontrollerle çalışması da bir avantajdır. FAULHABER uzmanları da seri üretim için optimum parametre ayarlarını bulma konusunda bizlere çok yardımcı oldular."

  Ask For More Information…