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用于内部物料流通的自动驾驶系统

用于自主车辆的科尔摩根48V绕组AKM系列直流伺服电机
Kollmorgen Opteq Packman 200 DE

Packman 200在货架间自主行驶

没有比这更响亮的名字了。凭借Packman 200,Opteq Robotics公司针对材料流动开发出了一个自动驾驶解决方案,该方案能快速、直接地穿过通道到达目的地,就和20世纪80年代那款受欢迎的街机游戏(吃豆人)一样。在那款经典的日本街机游戏中,转错弯意味着游戏结束,黄色主角会被残暴的幽灵吞噬。而对于这家荷兰公司的新解决方案而言,走弯路也意味着损失,即快速物料流通中的时间损失。Packman 200配备了科尔摩根 AKM同步伺服电机作为驱动器,该电机以专门针对48V精调的新版本为基础。

该移动机器人系统通过WiFi与车队管理系统连接,而该系统反过来又与更高层级的ERP系统进行通信,并从那里接收行驶任务,以确保Packman 200不会迷失方向。该网络通过基于工业4.0概念的精密互联确保ANT(自动导航工具)将工作任务发送给最适合的Packman。取决于距工作目的地的距离、相关电池的容量以及相关型号的最适当Packman可在第一时间运送所需重量的货物。Probotics的总经理Henk Kiela说:“由于需要运送的重量类别不同,我们的自动驾驶系统采用了模块化的结构。”当前型号可运送最高达150kg的载荷,其自身整机重量为40kg,并可连续工作超过6个小时,然后移动助手需要返回充电站。  

     

AIV2重40kg的AIV能够运送重达150kg的有效载荷

     

 生产人工岛的灵活连接

这家来自荷兰小镇Haps(奈梅亨南部)的公司相信这些机器将更多地被应用于生产公司和诊所,而不是大型物流中心。Packman 200的目标是使这些应用环境中的运输路径自动化,而这些路径在以前由雇员采用耗时的流程进行管理。Henk Kiela举例谈到了为连接没有固定路径的生产人工岛而提供的不同配置方案。公司所有者(目前也正在担任位于埃因霍温的方提斯应用科技大学的机电一体化和机器人学教授)强调:“我们解决方案的特点是我们不需要为路径采用磁性区段。相反,得益于编程的自由度,我们可以采用灵活的路径。而这一点使我们的解决方案可以非常简单地融入到可改造的产品设施当中,并在成本方面拥有极大的吸引力。

这些移动车辆的链接未采用经典的自动化金字塔,因此可提高材料流通的效率,而这正是工业4.0的有力体现。自主式智能车辆(AIV)的另一个特别有吸引力的特点是结构简单,组件数量少。车辆内部基本上只有一个用于确定距离的激光传感器、一个电池组、一个用于执行运动控制的强大控制器,以及两个充当轮驱动器的科尔摩根AKM系列低电压DC伺服电机(框架尺寸为3)。

具有储备功能的48V驱动器

Optec  Optec采用科尔摩根AKM系列的同步伺服电机作为车轮的驱动器      

 配备400V绕组的AKM-31的常规额定功率为1.3 kW。在调整至48V后,这种直接安装行星齿轮的紧凑型设备可提供300W功率。作为全集成自动化系统的供应商,SigmaControl同时采用了Sigmatek的S-Dias系列和科尔摩根电机。荷兰SIGMATEK的独家经销商SigmaControl的客户经理Frank ten Velde表示:“这样可以使我们完美地匹配这两种组件、采用不同轮速实施控制运动,以及执行过程和运动控制。”DC 061轴模块可提供300W的实际额定功率,设计用于在48V DC 下以高达6A的连续电流控制同步伺服电机。因为该模块能在短时间内提供15A的峰值电流,所以可以轻易地控制移动运输机器人启动时所需的起步转矩。Frank ten Velde further解释道:“这让我们能够避免长期以来的驱动技术裕度过大问题,从而节省空间并拓展覆盖范围,因为 电池不再需要提供那么多电能。”20多年来,该公司和Dynamic Drives一直是科尔摩根在比利时和荷兰的认证合作伙伴。

     
     

 

范围宽泛的设计也为Packman的改进版本提供了更大的空间。ten Velde解释道:“我们正在减少提供版本的类型。得益于此,我们的客户可降低购买和后续供应补给品的成本。”在这种情况中,功率储备能为系统集成商提供实实在在的效益。 “从价格来看,四个放大器和六个放大器的控制器几乎没有差异。但该解决方案的空间得到了显著增加。”这一点的其中一个优势是,可以联合使用48VAKM伺服电机和需要高度动态定位的SIGMATEK运动控制系统,达到应用目的。这些应用类型常见于包装技术(例如标签包装技术)领域。

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 易于调整的驱动和控制技术

 除了该驱动技术的功能性和功率以外,Packman 200之父Henk Kiela也十分欣赏科尔摩根和SIGMATEK的该驱动和控制解决方案的配置和编程简易性。“这为我们提供了选项,让我们能够很容易地使Packman 200适应不同的地面条件。例如,如果地面粗糙,我可以对驱动技术进行优化,使其能够完美地适应充气轮胎。 

由于该荷兰创新中心的核心知识和专业技术已被广泛应用于系统的开发和整合过程,这名机电一体化教授和他的开发团队选择让“能够提供符合我们在项目之初的设想且切实可行的技术”的合作伙伴来负责实施。仅耗时3个月的Packman 200样机实施期是科尔摩根和SigmaControl之间成功合作的最好证明。“我知道如何将驱动器组合在一起,但这会耗费大量的时间。通过购买具有现成标准功能的全互联解决方案,并专注于进行我们自己的机器人系统的面向对象编程,我们可以节省宝贵的时间。” 

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       内部材料流通的自动驾驶系统领域先驱:来自Probotics的Henk Kiela(左)和Peter Janssem

 为真正重要的任务提供更多空间

这位机电和机器人领域教授相信Packman 200等系统能够使内部货物流通的配置变得更加高效。“我们希望能够实现至少15%的节约。”基于这一潜力,他认为移动机器人将在未来十年内获得更广泛的应用。他表示,他的目的不是减少雇员数量,而是使职员们能够从低效的内部运输任务中解放出来。对他而言,这也包括诊所中的工作任务以及生产工业中的潜在应用。其中的核心问题是,为什么护士们要将原本就极其宝贵的时间耗费在运送医院废料、被褥和饮料上?效率的提高将能使她们能够有更多的时间与患者在一起。

关于科尔摩根

科尔摩根 (Kollmorgen) 是全球领先的运动控制系统和配件供应商。依托超过七十年的运动控制设计和研发领域的专业经验,为全球 OEM 设备制造商提供突破性的解决方案,实现无以伦比的性能、可靠性和便捷性。

凭借世界一流的运动控制技术,业内领先的品质、以及集成和定制产品的专业能力,科尔摩根助力印刷、包装、医疗、机床和机器人等行业的OEM设备制造商设计出更好的机器,获得竞争优势。

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