วิธีการนําทางสําหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเคลื่อนที่มีอะไรบ้าง?

ในฐานะผู้ให้บริการหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่มีประสบการณ์ฉันได้เห็นผลกระทบการเปลี่ยนแปลงที่เครื่องจักรเหล่านี้มีต่ออุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเคลื่อนที่ได้ปฏิวัติกระบวนการผลิตโดยนำเสนอความยืดหยุ่นประสิทธิภาพและความแม่นยำ หนึ่งในประเด็นสำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพของหุ่นยนต์เหล่านี้คือวิธีการนำทาง ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะสำรวจวิธีการนำทางที่แตกต่างกันสำหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมมือถือและหารือเกี่ยวกับแอปพลิเคชันข้อดีและข้อ จำกัด ของพวกเขา

1. ระบบนำทางเฉื่อย (INS)

ระบบนำทางแบบเฉื่อยนั้นขึ้นอยู่กับเครื่องวัดความเร่งและไจโรสโคปเพื่อวัดความเร่งของหุ่นยนต์และความเร็วเชิงมุม โดยการรวมการวัดเหล่านี้เมื่อเวลาผ่านไปหุ่นยนต์สามารถคำนวณตำแหน่งความเร็วและการวางแนวเทียบกับตำแหน่งเริ่มต้น INS เป็นวิธีการนำทางที่บรรจุด้วยตนเองซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีการอ้างอิงภายนอก

แอปพลิเคชัน: INS มักใช้ในหุ่นยนต์มือถือที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่การอ้างอิงภายนอกหายากหรือไม่น่าเชื่อถือเช่นในการสำรวจอวกาศหรือการดำเนินงานใต้น้ำ ในการตั้งค่าอุตสาหกรรมสามารถใช้สำหรับการนำทางระยะสั้นในพื้นที่ที่มีการ จำกัด การเข้าถึงเครื่องช่วยนำทางอื่น ๆ

ข้อดี-

• ความเป็นอิสระจากโครงสร้างพื้นฐานภายนอก: หุ่นยนต์สามารถนำทางได้โดยไม่ต้องพึ่งพาสถานที่สำคัญหรือสัญญาณภายนอกทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงหรือห่างไกล
• การรวบรวมข้อมูลความถี่สูง: INS สามารถให้ข้อมูลอย่างต่อเนื่องและสูง - สูงเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการควบคุมเวลาจริง

ข้อ จำกัด-

• การสะสมข้อผิดพลาด: เมื่อเวลาผ่านไปการรวมการเร่งความเร็วและการวัดความเร็วเชิงมุมสามารถนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่สำคัญในการประมาณตำแหน่งและการวางแนว สิ่งนี้ต้องใช้การสอบเทียบเป็นระยะหรือการใช้วิธีการนำทางอื่น ๆ เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด
• ความแม่นยำระยะยาว - ระยะยาว: เนื่องจากการสะสมข้อผิดพลาด Ins ไม่เหมาะสำหรับการนำทางระยะยาวหรือขนาดใหญ่โดยไม่มีกลไกการแก้ไขเพิ่มเติม

2. การนำทางด้วยเลเซอร์

ระบบนำทางที่ใช้เลเซอร์เช่นเครื่องสแกนเลเซอร์ใช้เลเซอร์เพื่อวัดระยะห่างระหว่างหุ่นยนต์และวัตถุโดยรอบ ด้วยการสร้างแผนที่ 2D หรือ 3D ของสภาพแวดล้อมหุ่นยนต์สามารถกำหนดตำแหน่งและวางแผนเส้นทางได้

แอปพลิเคชัน: การนำทางด้วยเลเซอร์ใช้กันอย่างแพร่หลายในคลังสินค้าอุตสาหกรรมโรงงานและศูนย์โลจิสติกส์ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับหุ่นยนต์มือถือที่จำเป็นต้องนำทางในสภาพแวดล้อมที่มีโครงสร้างด้วยวัตถุแบบคงที่หรือเคลื่อนที่ช้า ตัวอย่างเช่น,หุ่นยนต์จัดการมักใช้การนำทางตามเลเซอร์เพื่อย้ายวัสดุระหว่างเวิร์กสเตชันที่แตกต่างกัน

ข้อดี-

• ความแม่นยำสูง: สแกนเนอร์เลเซอร์สามารถให้การวัดระยะทางที่แม่นยำส่งผลให้เกิดตำแหน่งและการประมาณการที่แม่นยำ
• การแมปเวลาจริง: หุ่นยนต์สามารถสร้างและอัปเดตแผนที่ของสภาพแวดล้อมในเวลาจริงช่วยให้สามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม
• การตรวจจับสิ่งกีดขวาง: เครื่องสแกนเลเซอร์สามารถตรวจจับอุปสรรคในเส้นทางของหุ่นยนต์ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงการชนและวางแผนเส้นทางอื่นได้

ข้อ จำกัด-

• เส้น - ของ - ความต้องการสายตา: เครื่องสแกนเลเซอร์ต้องการเส้นสายตาที่ชัดเจนไปยังวัตถุโดยรอบ อุปสรรคหรือการสะท้อนกลับสามารถรบกวนคานเลเซอร์และส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของการวัด
• ราคา: ระบบนำทางที่ใช้เลเซอร์อาจมีราคาค่อนข้างแพงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรุ่นที่มีความแม่นยำสูง

3. วิสัยทัศน์ - การนำทางตาม

ระบบนำทางที่ใช้วิสัยทัศน์ใช้กล้องเพื่อจับภาพสิ่งแวดล้อม โดยการวิเคราะห์ภาพเหล่านี้หุ่นยนต์สามารถดึงข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งการปฐมนิเทศและวัตถุโดยรอบ

แอปพลิเคชัน: การมองเห็น - การนำทางตามใช้ในการใช้งานอุตสาหกรรมที่หลากหลายรวมถึงการควบคุมคุณภาพการดำเนินการเลือก - และ - สถานที่และยานพาหนะนำทางอิสระ (AGVs)หุ่นยนต์ตรวจจับมักจะพึ่งพาการนำทางตามวิสัยทัศน์เพื่อระบุและตรวจสอบผลิตภัณฑ์

ข้อดี-

• ข้อมูลที่หลากหลาย: กล้องสามารถให้ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมรวมถึงรูปร่างสีและพื้นผิวของวัตถุ ข้อมูลนี้สามารถใช้สำหรับงานต่าง ๆ เช่นการจดจำวัตถุและการตรวจสอบ
• ไม่ใช่การล่วงล้ำ: การนำทางด้วยวิสัยทัศน์ไม่ใช่การล่วงละเมิดซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานเพิ่มเติมในสภาพแวดล้อม
• ความสามารถในการปรับตัว: ระบบที่ใช้การมองเห็นสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแสงและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันด้วยการสอบเทียบและการออกแบบอัลกอริทึมที่เหมาะสม

ข้อ จำกัด-

• ความไวของแสง: ประสิทธิภาพของระบบนำทางจากการมองเห็นอาจได้รับผลกระทบจากสภาพแสง แสงหรือแสงจ้าที่ไม่ดีสามารถทำให้กล้องถ่ายภาพใสได้ยาก
• ความซับซ้อนในการคำนวณ: การวิเคราะห์ภาพต้องใช้ทรัพยากรการคำนวณที่สำคัญซึ่งสามารถ จำกัด ประสิทธิภาพเวลาจริงของหุ่นยนต์

4. การนำทางแม่เหล็ก

ระบบนำทางแม่เหล็กใช้เซ็นเซอร์แม่เหล็กเพื่อตรวจจับเครื่องหมายแม่เหล็กหรือเทปที่ติดตั้งบนพื้น หุ่นยนต์ติดตามสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยเครื่องหมายเหล่านี้เพื่อนำทางผ่านสภาพแวดล้อม

แอปพลิเคชัน: การนำทางแม่เหล็กมักใช้ใน AGV สำหรับการจัดการวัสดุในโรงงานและคลังสินค้า เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่หุ่นยนต์จำเป็นต้องทำตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าด้วยความแม่นยำสูง

ข้อดี-

• ความแม่นยำสูง: การนำทางแม่เหล็กสามารถให้คำแนะนำที่ถูกต้องตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานที่สอดคล้องและเชื่อถือได้
• การติดตั้งอย่างง่าย: เครื่องหมายแม่เหล็กหรือเทปนั้นค่อนข้างง่ายต่อการติดตั้งและระบบไม่ต้องการโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน
• ภูมิคุ้มกันต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม: การนำทางแม่เหล็กได้รับผลกระทบน้อยกว่าจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเช่นฝุ่นสิ่งสกปรกและสภาพแสงเมื่อเทียบกับวิธีการนำทางอื่น ๆ

ข้อ จำกัด-

• ความยืดหยุ่นที่ จำกัด : เมื่อมีการติดตั้งเครื่องหมายแม่เหล็กหรือเทปแล้วมันก็ยากที่จะเปลี่ยนเส้นทางของหุ่นยนต์ สิ่งนี้ทำให้การนำทางแม่เหล็กไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการเปลี่ยนแปลงเส้นทางบ่อยครั้ง
• การบำรุงรักษา: เครื่องหมายแม่เหล็กหรือเทปจำเป็นต้องได้รับการดูแลเป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่เหมาะสม ความเสียหายหรือการเยื้องศูนย์ใด ๆ อาจส่งผลกระทบต่อการนำทางของหุ่นยนต์

5. GPS - การนำทางตาม

Global Positioning System (GPS) ใช้ดาวเทียมเพื่อกำหนดตำแหน่งของหุ่นยนต์บนพื้นผิวโลก โดยการรับสัญญาณจากหลายดาวเทียมหุ่นยนต์สามารถคำนวณละติจูดลองจิจูดและระดับความสูง

แอปพลิเคชัน: GPS - การนำทางที่ใช้ส่วนใหญ่ใช้ในหุ่นยนต์มือถือกลางแจ้งเช่นหุ่นยนต์เกษตรหุ่นยนต์ก่อสร้างและยานพาหนะอัตโนมัติ เหมาะสำหรับการนำทางขนาดใหญ่ในพื้นที่เปิดโล่ง

ข้อดี-

• ความครอบคลุมทั่วโลก: GPS ให้ความคุ้มครองระดับโลกช่วยให้หุ่นยนต์สามารถนำทางได้ทุกที่บนพื้นผิวโลก
• ไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างพื้นฐานในท้องถิ่น: GPS ไม่จำเป็นต้องมีการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานในท้องถิ่นซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่สะดวกสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง

ข้อ จำกัด-

• ความแม่นยำที่ จำกัด ในสภาพแวดล้อมในร่ม: สัญญาณ GPS นั้นอ่อนแอหรือไม่สามารถใช้งานได้ในอาคารซึ่ง จำกัด การใช้งานในอาคารอุตสาหกรรมและคลังสินค้า
• ความไวต่อการรบกวน: สัญญาณ GPS อาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นอาคารต้นไม้และสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสามารถลดความแม่นยำของการประมาณตำแหน่ง

บทสรุป

แต่ละวิธีการนำทางสำหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมมือถือมีข้อดีและข้อ จำกัด ของตนเองและวิธีการเลือกการนำทางขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน ในหลายกรณีการรวมกันของวิธีการนำทางที่แตกต่างกันหรือที่เรียกว่าฟิวชั่นเซ็นเซอร์ถูกใช้เพื่อให้ได้ความแม่นยำความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นที่สูงขึ้น

ในฐานะซัพพลายเออร์หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเราเข้าใจถึงความสำคัญของการจัดหาโซลูชั่นการนำทางที่เหมาะสมที่สุดสำหรับลูกค้าของเราสำหรับความต้องการของพวกเขา ไม่ว่าคุณกำลังมองหาไฟล์หุ่นยนต์จัดการสำหรับคลังสินค้าของคุณกหุ่นยนต์ตรวจจับสำหรับการควบคุมคุณภาพหรือหุ่นยนต์เชื่อมยานยนต์สำหรับสายการผลิตของคุณเราสามารถนำเสนอหุ่นยนต์ที่หลากหลายพร้อมความสามารถในการนำทางขั้นสูง

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมของเราและวิธีการนำทางของพวกเขาหรือหากคุณมีข้อกำหนดเฉพาะสำหรับใบสมัครของคุณโปรดติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษา เรามุ่งมั่นที่จะช่วยคุณค้นหาโซลูชั่นที่ดีที่สุดในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตของคุณและปรับปรุงประสิทธิภาพทางธุรกิจของคุณ

การอ้างอิง

• Siciliano, Bruno และ Oussama Khatib, eds หุ่นยนต์ Spupinger, 2008
• Craig, John J. บทนำสู่หุ่นยนต์: กลไกและการควบคุม Pearson, 2005
• Thrun, Sebastian, Wolfram Burgard และ Dieter Fox หุ่นยนต์ที่น่าจะเป็น MIT Press, 2005