Ein Autonomer Mobiler Roboter – was ist das?

Die Robotertechnik hat in den letzten Jahren einen weiten Weg in die Richtung der Entwicklung zurückgelegt – es sind nicht mehr nur große, stationäre Maschinen, die nicht nur von spezialisierten Programmierern bedient wurden, sondern auch von menschlichen Arbeitern/Arbeitsplätzen getrennt werden mussten. In diesem Text stellen wir Ihnen ihr komplettes Gegenteil vor – kleine und wendige autonome mobile Roboter. Kollaborative Roboter der Klasse AMR (Autonomous Mobile Robot). Finde mehr heraus!

Mobile Roboter sind nichts anderes als Maschinen, die ihre Lage im Raum ändern können (z. B. durch Fahren, Fliegen oder Schwimmen), während sie vorprogrammierte Aufgaben ausführen. Dieser Bereich umfasst zum Beispiel selbstfahrende Karren, fliegende Lieferdrohnen und ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge. Ein mobiler Standardroboter übt dies innerhalb eines vorgegebenen Pfads aus und sein Bewegungsraum ist durch Strom- oder Steuerkabel begrenzt.

AGV-Karren (Automated Guided Vehicles) sind ein gutes Beispiel für standardmäßige mobile Roboter. Sie können Waren allein transportieren oder mehrere Anhänger (einschließlich anderer Karren) hinter sich herziehen. Diese Maschinen fahren nur auf speziell ausgewiesenen Strecken (oftmals durch im Boden platzierte Magnetstreifen) und können Hindernissen, die auf ihrem Weg erscheinen, nicht ausweichen. Sobald Hindernisse erkannt werden, halten sie an und warten, bis der Durchgang frei ist. Die Korrektur der Flugbahn ihrer Bewegung ist ein zeitaufwändiger und kostspieliger Prozess.

Alle Arten von AGVs erfordern die Programmierung einer bestimmten Steuersequenz und Route, und ihr Weg wird in Echtzeit mit Laserscannern überwacht, die sich normalerweise an der Vorderseite des Geräts befinden. Die fortschrittlichste Lösung sind zweifellos die autonome Roboter, auf die wir uns für den Rest dieses Textes konzentrieren werden.

Autonome mobile Roboter – was sind sie und wie funktionieren sie?

Autonome Roboter oder AMRs (Autonomous Mobile Robots) sind eine moderne Art von mobilen Robotern, die ohne zusätzliche externe Infrastruktur navigiert werden können. AMRs erfordern keine Routenplanung – sie bewegen sich selbstständig, effizient und sicher durch einen bestimmten Raum. Dank des Systems von Sensoren (z. B. Kameras, Abstandssensoren oder andere Bildverarbeitungstechnologien) vermeiden sie Kollisionen mit angetroffenen Personen und Hindernissen und wählen kontinuierlich die effizienteste Route. Autonome mobile Roboter in der Industrie 4.0 werden auch oft bezeichnet als:

• autonome Lagerroboter
• autonome Transportroboter

Die Rolle des Betreibers beschränkt sich hier nur auf die manuell gesteuerte Bewegung des Roboters in der Anlage, wodurch eine Karte des Arbeitsraums (mithilfe von Laserscannern) erstellt werden kann. Dazu genügt es, ein spezieller Mechanismus am Roboter aktiviert zu werden und dieser präzise beispielsweise durch die Produktionshalle durchzuführen. Alles, was Sie zur Steuerung benötigen, ist ein virtueller Joystick auf Ihrem Telefon.

Während einer solchen Tour erkennen die Laserscanner des Roboters Wände, Geräte, Maschinen und alle anderen stationären Elemente des Innenraums. Nachdem der gesamte Arbeitsbereich gescannt ist, wird eine Karte erstellt, die ein autonomer mobiler Roboter nutzen wird, um sich zu bewegen. Dank der fortschrittlichen Kartierungstechnologie ist nur eine einzige Tour erforderlich.

Solch eine Karte nicht nur kann später leicht geändert werden (z. B. nach der Implementierung neuer stationärer Maschinen), sondern auch weitere Zonen hinzugefügt werden (z. B. eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf einem bestimmten Abschnitt oder eine Sperrzone). Zusätzlich kann es auch verwendet werden, um neue Ziele einzuführen und die Richtlinien für autonome mobile Roboter dynamisch zu ändern. All dies führt dazu, dass ARMs nur in wenigen Stunden nach der Lieferung vor Ort einsatzbereit sind.

Anwendungen für autonome mobile Roboter

Autonome mobile Roboter können in nahezu jedem Industriezweig eingesetzt werden – zumindest einige Produktionsprozesse, insbesondere in der Intralogistik, können automatisiert werden. Mithilfe der richtigen Software ist es sogar möglich, die Intralogistik in einer Fabrik komplett zu automatisieren.

Auf dem Markt ist eine Vielzahl von autonomen mobilen Robotern zugänglich – sowohl spezialisierte Roboter, die für eine bestimmte Aufgabe entwickelt wurden, als auch vielseitige Roboter, die an die sich ändernden Bedürfnisse eines Unternehmens angepasst werden können.

Unsere VERSABOTs gehören zu letzterer Gruppe – dank ihres modularen Aufbaus lassen sie sich laufend an Aufgaben innerhalb der Produktionslinie, Fabrikhalle oder des Lagers anpassen. Die betreffenden mobilen Roboter können automatisch per Industrieroboterarm, manuell oder automatisch von einer geeigneten Dockingstation geladen werden. Darüber hinaus kann der autonome Roboter dank des passiven oder aktiven Ansatzstücks an den Transport der ungewöhnlichen Kundenfracht angepasst werden. Untenstehend sind einige der beliebtesten Anwendungen für diese Maschinen aufgeführt.

Palletentransport

Eine der häufigsten Anwendungen für AMR-Roboter ist der Transport von Paletten innerhalb von Lagern und Produktionshallen. Autonome mobile Robotertechnologie ermöglicht den schnellen Transport von Paletten von Punkt A nach Punkt B, ohne sich Sorgen um Pfadplanung, spezielle Spur oder vordefinierte Route machen zu müssen. Alles, was Sie brauchen, ist eine Empfangsstation in die der mobile Roboter einfahren kann, und eine entsprechende Ausrüstung für die Einheit – im Fall von VERSABOTs wäre es das Lift-Modul.

Nach dem Andocken nimmt der Roboter die Palette auf und fährt sie zu dem Ort, der auf der Karte als Zielpunkt angegeben ist. Natürlich senkt er die Palette nach dem Verlassen der Station auf sich selbst ab. Mit den erwähnten Laserscannern und Kameras fährt er punktgenau in die Station ein und erkennt, ob sich bereits Produkte an der Abgabestelle befinden. Wenn dies der Fall ist, wartet er, bis die Station frei ist oder zu einer anderen wechselt (abhängig vom eingegebenen Programm und den an den Roboter gegebenen Befehlen).

Abschleppen der Karre

VERSABOTs, die mit einem automatischen Kupplungsmodul ausgestattet sind, können zum Ziehen verschiedener Arten von mobilen Plattformen und Karren (z. B. Palette, Cabana oder Gitterbox) verwendet werden. Dank der standardisierten Schnittstelle können wir unterschiedlichen Karren mithilfe von der gleichen Einheit abschleppen. Der VERSABOT (d. h. ein autonomer mobiler Roboter) fährt unter der Karre oder der mobilen Plattform hindurch, auf der er am Abholpunkt (erkannt durch Kameras) platziert ist, und liefert nach dem Ankoppeln die Fracht an den festgelegten Ort. Dort löst er die Ladung ab und kehrt für eine andere zurück.

Unterstützung für Rollenbahnen

Das permanente Kupplungsmodul verschafft eine Möglichkeit, den VERSABOT unter anderem mit einem speziellen Wagen zu verbinden, der mit automatisierten Rollen ausgestattet ist. Es wurde entwickelt, um schwere Lasten direkt von der Produktionslinie zu transportieren, die Rollenbahnen zu verwenden, und sie auf ähnliche Förderbänder im Lager zu übertragen. AMRs mit diesem Modul können auch andere spezialisierte Trolleys ziehen, z.B. für den Transport von Kleiderbügeln zwischen Produktionszellen oder für den Palettenwechsel zwischen Produktionslinien.

Warum sollten Sie autonome mobile Roboter einsetzen?

Selbst ein einzelner autonomer mobiler Roboter kann Ihrem Unternehmen erhebliche Vorteile bringen. Hier sind einige Beispiele dafür, was die Einführung autonomer mobiler Roboterkomponenten für eine Fabrik bewirken kann:

• Automatisierung der Intalogistik – Mobile Robotik macht den Fluss von Ressourcen und Produkten immer reibungslos – alles wird pünktlich geliefert und erfordert keine ständige Überwachung oder Eingreifen des Mensch.
• Flexibilität – Die AMR-Robotersoftware ermöglicht es, sie für verschiedene Aufgaben einzusetzen und ihnen in Echtzeit neue Aufgaben zuzuweisen, wodurch ihre Arbeit an die aktuellen Anforderungen der Anlage angepasst wird. So können Sie schnell auf unvorhergesehene Ereignisse in der Lagerfläche reagieren oder Ausfälle während der Pausen der Mitarbeiter verhindern.
• Möglichkeit des Dauerbetriebs der Anlage – Die einzige Einschränkung der automatischen Transportkarre ist die Akkukapazität – er braucht keine Pausen, keinen Schlaf oder Urlaub. Dank der Prozessautomatisierung können Fabriken praktisch das ganze Jahr über kontinuierlich arbeiten. Aber zurück zum Batterieproblem – die meisten modernen ARMs sind mit einer Stromquelle ausgestattet, die sechs bis acht Stunden ununterbrochene Aktivität (d. h. ungefähr eine Arbeitsschicht) ermöglicht. Dank automatischer Ladestationen lädt sich der Roboter selbst auf, wenn das Energieniveau auf ein bestimmtes Niveau sinkt, oder fährt in Stillstandszeiten zum Schnellladen hoch.
• Niedrige Kosten – Eines der am häufigsten genannten Argumente gegen Roboter sind ihre hohen Kosten. In Wirklichkeit sind die Anschaffung und die Kosten für die Implementierung eines Roboters in einer Einrichtung jedoch Ausgaben, die mit den Kosten für die Einstellung eines Mitarbeiters vergleichbar (und oft sogar niedriger) sind. Dank ihrer hohen Leistungsfähigkeit amortisieren sich die meisten Modelle bereits nach wenigen Monaten. Einige Kosten können wir deutlich reduzieren oder ganz eliminieren (z. B. Beleuchtung der Produktionshalle – mobile Roboter können im Dunkeln ungehindert arbeiten).
• Höhere Sicherheit – in einem hohen Maß dank der verwendeten technischen Lösungen haben AMRs ein viel höheres Niveau der Sicherheit als beispielsweise Gabelstapler. Sie stoßen nicht an Hindernisse oder Regale im Lager, überschreiten nicht das Gewicht der Lasten und haken sich nicht an vorbeigehenden Menschen fest. Ein autonomer mobiler Roboter (AMR) kann aufgrund seiner fortschrittlichen Kollisionsvermeidungsfähigkeiten sogar ansteckende Laborproben sicher transportieren.

AMRs – Zusammenfassung

Robotiktechnologie, vor allem AMR-Implementierungen, eröffnen viele Möglichkeiten – mit nur einem Roboter kann ein Unternehmen beispielsweise die Zeit verkürzen, die Produkte benötigen, um das Lager zu erreichen, oder ein Produktionsziel effizienter erreichen. Mobile Roboter sind unbestreitbar die Zukunft der gesamten Industrie – sie ermöglichen es uns, maschinelle und menschliche Arbeit in einem Bereich zu kombinieren, ohne Sicherheitsverletzungen oder schwere Verletzungen befürchten zu müssen.

Fürder, können sie sich selbstständig in ihrer Umgebung bewegen, sich wiederholende Aufgaben problemlos ausführen und fortschrittliche Technologien wie maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz nutzen, um im Falle eines unerwarteten Hindernisses „on the fly“ eine alternative Route zu planen (autonome Navigation).