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日立制作所公開自主移動型雙臂機器人

瀏覽:     發表時間:2015-08-31 13:36:12

 

日立制作所開發出了在處理多品種商品的倉庫中實施分揀裝箱作業的自主移動型雙臂機器人,并在集團旗下公司日立物流的阿迪達斯營業所公開。目標是2~3年后在旗下公司的工廠投入實際使用,在5年后投放市場。其背景在于,隨著網絡郵購市場的擴大及客戶需求的多樣化,多品種少量型倉庫趨于增加。該機器人將負責以前由人來實施的分揀裝箱作業,在龐大倉庫內從擺著商品的貨架中找出指定商品后,搬運裝箱。

此次發表的機器人在帶旋轉臺的自走式臺車——無人搬運車(AGV)上配備兩個伸縮式升降臺,并在兩個升降臺上分別安裝了一只精工愛普生制造的6軸工業用機械臂。升降臺可使兩只機械臂獨立上下運動。兩只機械臂前端各帶有不同的末端執行器。右手裝有一個加拿大ROBOTIQ制造的兩指夾爪和一個日本碧鑠科(PISCO )制造的吸附夾爪,左手裝有德國施邁茨(SCHMALZ)制造的吸附夾爪。

兩只手臂各具備一個商品識別用攝像頭和一個距離圖像傳感器??捎米笫治⊙b有PET瓶的箱子從貨架中拉出,然后立即用右手的兩指夾爪抓住PET瓶的瓶蓋部分取出,裝入另一箱子,完成類似的一系列動作。另外,還可自然實施兩手協調作業,比如在左手吸住鞋盒拉出時,用右手撐著鞋盒側面,而原來靠一只機械臂無法支撐。據稱能夠操作最大為1kg重、30cm長的商品。

從已投入實際使用的自動分揀裝箱系統來看,目前已有具備商品分揀機構及移動機構的單功能機器人,但這種機器人并不具備使分揀及移動操作統一聯動的能力。其原因在于,在使臺車、升降臺及機械臂聯動時,機械間交流的通信量和運算量變得龐大,導致動作遲緩。為了解決這一問題,此次的機器人將這一機械間的通信量降到了最低限度,并事先對機器人定義了做動作的適當時機等。因此,與日立制作所以往機器人相比,從行走停止狀態到取出貨箱的耗時由7秒縮短到了3秒。如果再將以前人工尋找貨架所花費的時間考慮進來,那么此次的機器人就實現了與人工作業時相同的速度。

在臺車到達保管目的商品的貨架前1m處,利用機械臂上安裝的攝像頭來識別商品。機械臂識別商品的大體位置后,在臺車預定停止位置使夾爪向商品前移動,并同時向升降臺發出相應指令。臺車在停止后會立即向機械臂反饋與預定位置的偏差情況,修正夾爪位置。另外,為了在兩只機械臂間略有位置偏差時也可操作,事先輸入了機械臂間的位置偏差容許范圍,由此來減少軌跡規劃所需要的通信量,并完成聯動。

日立從1960年代開始致力于電弧焊等工業機器人的開發,2000年代開發出了人型機器人“EMIEW”,在機器人開發上擁有很長的歷史。另外,在物流搬運系統方面,該公司于2009年推出了使用SLAM的物流搬運系統“Intelligent Carry”。2014年該公司又上市了抬起貨架來搬運的無人搬運車“Racrew”,目前在日立物流的倉庫使用了20臺。

日立于2015年8月發表了在貨架擺放發生變化、地板上無標記時也可準確移動的技術。該技術將事先導入無人搬動車的擺放圖分成倉庫墻壁及柱子等“不動區”和貨架等“移動區”來管理。作業時可將距離傳感器計測的柱子及貨架的位置與該擺放圖對照,在確認自車位置后,僅更新“移動區”的貨架擺放信息,由此來實時掌握環境變化。此次發表的機器人也采用了這一技術,距離傳感器使用了北陽電機制造的測距儀。

日立表示,為了使此次的機器人投入實際使用,今后將推進小型輕量化設計,并同時導入安全措施,以防止有人進入倉庫時發生意外?!拔覀儗⑹乖摍C器人能夠揀取衣服等形狀會發生變化的商品,并同時滿足可使多品種商品實現高效裝箱的需求”(日立制作所研究開發部門基礎研究中心研究員木村宣?。?。(記者:長場景子,《日經Robotics》)

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