www.magyar-mernoki.com
11
'22
Written on Modified on
FAULHABER GROUP
Autonóm navigáció milliméteres pontossággal
A Tárgyak Internete (IoT) és az Ipar 4.0 korában egyre fontosabb szerepet játszik az intralogisztika. Az áruk és anyagok pontos mozgatása a hatékony termelés kulcstényezőjévé válik. Az Evocortex mobil szállítórendszerei nem hagyományos eszközökkel látják el ezt a feladatot. Kreatív műszaki koncepciójuk megvalósítása szempontjából is meghatározó a használt FAULHABER motorok teljesítménysűrűsége.
Előnyben az AMR-ek
Az anyagszállítást – pl. az ellátási pontok és a termelési rendszerek között – egyre inkább testre szabottan, ugyanakkor a lehető legautomatizáltabban kell végrehajtani. A mobil robotplatformok – amiket az iparban autonóm mobil robotok (AMR) néven ismernek – egyre inkább előtérbe kerülnek a raktárakban és a gyártócsarnokokban.
Erre a piacra fókuszál a nürnbergi székhelyű Evocortex startup, amit 2016-ban alapítottak tapasztalt robotszakértők részvételével. A szomszédos Nuremberg Tech (Technische Hochschule Nürnberg) iskolával és más oktatási és kutatási intézményekkel szoros kapcsolatban álló cég egy teljesen új AMR koncepcióval lépett piacra. Termékeivel a cég kreatív és innovatív megoldásokat kínál a modern logisztika követelményeire.
„Egy hagyományos AMR gyakran az útvonalak térbeli adaptációját vagy akár a folyamatok technikai módosításait igényli – magyarázta Hubert Bauer ügyvezető igazgató. – Optikai jelölésekre például azért van szükség, hogy a járművek tájékozódni tudjanak, az utaknak, kereszteződéseknek a megadott méretűek és ívsugarúaknak kell lenniük. Mi viszont olyan szállítórobotokat szerettünk volna készíteni, amelyek a megrendelő igényeihez alkalmazkodnak és nem fordítva.”
A csarnok padlójának „ujjlenyomata” jelzi a pontos pozíciót
Az Evocortex autonóm mobil robotjai (AMR) egyáltalán nem igényelnek előre telepített irányítórendszert a pozíció meghatározásához és a helyes útvonal megtalálásához. Egyszerűen a csarnok padlójának egyenetlenségeit felhasználva tájékozódnak. Az ilyen egyenetlenségek még a tipikus sima betonpadlókon is megtalálhatók, és a robot nagyfelbontású kamerája regisztrálja azokat. A kamera a jármű alján található, 10 × 10 centiméteres területet rögzít, és a képadatok alapján készít egy, a csarnokpadló ujjlenyomatának megfelelő képanyagot. A zseniális rendszer mögött az Evocortex saját fejlesztésű lokalizációs modulja (ELM) áll.
A kezdeti betanítási folyamat során a robot rácsmintában mozog a csarnok padlóján. Összetett algoritmusok segítségével az egyes pontok mintájából rendkívül pontos térképet állít elő. A jövőben ezt is öntanuló mesterséges intelligencia segítségével végzik majd. A vezérlő ezenkívül érzékeli a jármű saját mozgását is. Az adatok összevonásával – egy négyzetkilométer elméleti területen – milliméteres pontossággal képes pozícionálni. Ehhez mindössze három beazonosított pontra van szükség. Még ha a padló 50%-át fűrészpor borítja is, az ELM zavartalanul működik és robusztus, precíz és pontos navigációt biztosít. A padlón lévő karcok a térképen is megjelennek, de ezek olyan adatok, amelyek egy bizonyos idő után eltűnnek onnan.
Az AMR-ek opcionálisan felszerelhetők további LIDAR érzékelőkkel egy vagy két fronton. Ezek menetirányban pásztázzák a helyiséget, és észlelik az akadályokat – beleértve azokat is, amelyek mozognak, például az utat keresztező embereket. Az alkalmazottak biztonsága érdekében a jármű azonnal leáll.
Korlátlan mobilitás Mecanum kerekekkel
Egy normál kerék csak a tengelyével azonos irányba képes mozogni. Az ilyen kerekekkel rendelkező jármű pontos pozicionálásához ugyanúgy kell manőverezni, mint az autó parkolásakor. Ennek elkerülése érdekében az Evocortex fejlesztői a Mecanum kereket választották, melynek peremére zárt futófelület helyett hordó alakú görgők kerülnek. Ezeket a kerék tengelyéhez képest 45 fokos szögben rögzítik és el tudnak fordulni saját ferde hatásvonalú golyóscsapágyuk körül. A görgők alakját, méretét és távolságát úgy választották meg, hogy a keréknek folyamatos gördülési felülete legyen.
Amikor a Mecanum kerék forog, két erőkomponens lép fel: a teljes kerék forgásirányában, valamint a kerék forgásirányára merőlegesen. A kialakuló mozgási irány tehát a kettő között van: a Mecanum kerék a tengelyirányhoz képest 45 fokos szögben „akar” elmozdulni. A görgők mobilitása miatt viszont nincs iránystabilitása. Ha további erők lépnek fel, akkor a saját mozgási iránya bármely irányba eltéríthető.
A négy Mecanum kerékkel felszerelt járműben a 45 fokos szögek mindegyikét 90 fokos eltolással rendezték el, így minden kerék más-más irányba próbál mozogni. Az egyes kerekek forgásirányának és sebességének változtatásával a jármű álló helyzetből tetszőleges irányba kormányozható vagy helyben forgatható. Vízszintes síkon így olyan szabadon mozoghat, akár egy lebegő autó. A Mecanum kerekek ezáltal lehetővé teszik a robot ügyes, minden irányban történő mozgását.
Méretezhetőség milliméteres lépésekben
Az Evocortex AMR-je a rugalmasság egy újabb dimenzióját kínálja: gyakorlatilag korlátlan méretválasztékot tesz lehetővé. „Igény esetén milliméteres lépésekben igazíthatjuk hozzá robotunkat ügyfeleink igényeihez – hangsúlyozta Hubert Bauer. – Minden 400 × 480 és 800 × 1 200 milliméter közötti külső méret megvalósítható.” Az EvoRobot R&D és EvoRobot Industrial termékcsaláddal ezek megközelítőleg a teherhordó platform külső méreteinek is megfelelnek. Minden technológia – az érzékelő, a vezérlő, az emelőegység és a kerékhajtások – a platform alatt helyezkedik el.
A kerékhajtás modul a méretezhetőség döntő eleme. Közvetlenül a kerék felett helyezkedik el, és a kerékkel együtt szabványos, független funkcióegységet alkot. Ennek eredményeként a kerekek egymástól tetszőleges távolságra szerelhetők fel. Ennek az elrendezésnek a döntő előfeltétele egy erős, nagyon kis méretű motor.
„Nagyon alaposan megvizsgáltuk, hogy a piacon mely motorok alkalmasak ehhez az alkalmazáshoz – emlékezett vissza Hubert Bauer a fejlesztési szakaszra. – Csak a FAULHABER-nél találtuk meg a szükséges teljesítménysűrűséget. A versenytárs motorokbannem maradt hely a szükséges nyomatékhoz.”
Hatalmas teljesítmény, minimális méret
Az EvoRobot kerékmoduljait 3257…CR vagy 3272…CR sorozatú DC-motorokkal szerelték fel, mindegyiket külön IEF3 útadóval és 38/2 S áttétellel. A gyors megállás érdekében, valamint annak biztosítására, hogy a kerekek a helyükön maradjanak a megállás után, a kerékmotorok féket is tartalmaznak. „A mikromotorok hatalmas erejének köszönhetően az EvoRobot akár 200 kilogrammot is képes szállítani. Hamarosan nagyobb rakományok is mozgathatók lesznek – magyarázta Hubert Bauer. – A szállítás akár öt fokos lejtésű rámpán is megvalósítható másodpercenként egy méteres sebességgel.”
Az EvoCarrier termékcsaládot kis teherhordók szállítására tervezték. Ennek az AMR-nek a belső működésében az alkatrészek még kompaktabbak, mint az EvoRobot esetében. A hasmagassága kevesebb, mint 100 mm, ennekeredményeként rendkívül alacsony nyílásokba is be tud jutni. Két vagy
négy EvoCarrier együtt is tud palettákat vagy egy teljes polcegységet szállítani. A fejlesztők egy úgynevezett „lapos rotoros motort” választottak meghajtásnak – a 4221… BXT sorozat szénkefe nélküli motorját, amelynek hossza mindössze 21 milliméter. Ez lehetővé teszi, hogy az EvoCarrier padlógörgőkkel megrakott kis teherhordót (KLT) szállítson, ami össztömege akár 120 kilogramm is lehet. Az ügyvezető igazgató szerint hosszú távon az EvoRobot esetében is át kell állni a kefe nélkülire motorokra és a modulokat tovább kell szabványosítani.
Az AMR-ek működésében a teljesítmény és a méret aránya mellett mindenekelőtt a karbantartásmentesség, valamint a folyamatos üzemelés megbízhatósága játszik fontos szerepet. „Az élettartamra vonatkozó követelményeinket több mint kielégítik a FAULHABER motorok – mondta Hubert Bauer. – Emellett előnyt jelent, hogy a hajtások minden elterjedt ipari vezérléssel kompatibilisek. A FAULHABER szakemberei a sorozatgyártáshoz szükséges optimális paraméterbeállítások megtalálásában is nagy segítséget nyújtottak.”
Ma a „termelés” a „komplexitás” szó egyik szinonimája.A termékeket egyre inkább egyedi vevői specifikációk szerint gyártják le;az IoT integrációval akár teljesen automatizált termelés valósítható meg egyetlen darabos gyártásban is.Az ilyen nagy változékonyság szorosan összekapcsolt folyamatokat igényel, amelyek ugyanakkor nagyon rugalmasak is.A megfelelő alkatrészeknek– szinte végtelen számú variációban – a megfelelő időben kell rendelkezésre állniuk az egyes gyártóállomásokon. Előnyben az AMR-ek Az anyagszállítást – pl.az ellátási pontok és a termelési rendszerek között – egyre inkább testre szabottan, ugyanakkor a lehető legautomatizáltabban kell végrehajtani.A mobil robotplatformok – amiket az iparban autonóm mobil robotok (AMR) néven ismernek – egyre inkább előtérbe kerülnek a raktárakban és a gyártócsarnokokban. Erre a piacra fókuszál a nürnbergi székhelyű Evocortex startup, amit 2016-ban alapítottak tapasztalt robotszakértők részvételével.A szomszédos Nuremberg Tech (Technische Hochschule Nürnberg) iskolával és más oktatási és kutatási intézményekkel szoros kapcsolatban álló cég egy teljesen új AMR koncepcióval lépett piacra.Termékeivel a cég kreatív és innovatív megoldásokat kínál a modern logisztika követelményeire. „Egy hagyományos AMR gyakran az útvonalak térbeli adaptációját vagy akár a folyamatok technikai módosításait igényli – magyarázta Hubert Bauer ügyvezető igazgató.– Optikai jelölésekre például azért van szükség, hogy a járművek tájékozódni tudjanak, az utaknak, kereszteződéseknek a megadott méretűek és ívsugarúaknak kell lenniük.Mi viszont olyan szállítórobotokat szerettünk volna készíteni, amelyek a megrendelő igényeihez alkalmazkodnak és nem fordítva.” A csarnok padlójának „ujjlenyomata” jelzi a pontos pozíciót Az Evocortex autonóm mobil robotjai (AMR) egyáltalán nem igényelnek előre telepített irányítórendszert a pozíció meghatározásához és a helyes útvonal megtalálásához.Egyszerűen a csarnok padlójának egyenetlenségeit felhasználva tájékozódnak.Az ilyen egyenetlenségek még a tipikus sima betonpadlókon is megtalálhatók, és a robot nagyfelbontású kamerája regisztrálja azokat.A kamera a jármű alján található, 10 × 10 centiméteres területet rögzít, és a képadatok alapján készít egy, a csarnokpadló ujjlenyomatának megfelelő képanyagot.A zseniális rendszer mögött az Evocortex saját fejlesztésű lokalizációs modulja (ELM) áll. A kezdeti betanítási folyamat során a robot rácsmintában mozog a csarnok padlóján.Összetett algoritmusok segítségével az egyes pontok mintájából rendkívül pontos térképet állít elő.A jövőben ezt is öntanuló mesterséges intelligencia segítségével végzik majd.A vezérlő ezenkívül érzékeli a jármű saját mozgását is.Az adatok összevonásával – egy négyzetkilométer elméleti területen – milliméteres pontossággal képes pozícionálni.Ehhez mindössze három beazonosított pontra van szükség.Még ha a padló 50%-át fűrészpor borítja is, az ELM zavartalanul működik és robusztus, precíz és pontos navigációt biztosít.A padlón lévő karcok a térképen is megjelennek, de ezek olyan adatok, amelyek egy bizonyos idő után eltűnnek onnan. Az AMR-ek opcionálisan felszerelhetők további LIDAR érzékelőkkel egy vagy két fronton.Ezek menetirányban pásztázzák a helyiséget, és észlelik az akadályokat – beleértve azokat is, amelyek mozognak, például az utat keresztező embereket.Az alkalmazottak biztonsága érdekében a jármű azonnal leáll. Korlátlan mobilitás Mecanum kerekekkel Egy normál kerék csak a tengelyével azonos irányba képes mozogni.Az ilyen kerekekkel rendelkező jármű pontos pozicionálásához ugyanúgy kell manőverezni, mint az autó parkolásakor.Ennek elkerülése érdekében az Evocortex fejlesztői a Mecanum kereket választották, melynek peremére zárt futófelület helyett hordó alakú görgők kerülnek.Ezeket a kerék tengelyéhez képest 45 fokos szögben rögzítik és el tudnak fordulni saját ferde hatásvonalú golyóscsapágyuk körül.A görgők alakját, méretét és távolságát úgy választották meg, hogy a keréknek folyamatos gördülési felülete legyen. Amikor a Mecanum kerék forog, két erőkomponens lép fel: a teljes kerék forgásirányában, valamint a kerék forgásirányára merőlegesen.A kialakuló mozgási irány tehát a kettő között van: a Mecanum kerék a tengelyirányhoz képest 45 fokos szögben „akar” elmozdulni.A görgők mobilitása miatt viszont nincs iránystabilitása.Ha további erők lépnek fel, akkor a saját mozgási iránya bármely irányba eltéríthető. A négy Mecanum kerékkel felszerelt járműben a 45 fokos szögek mindegyikét 90 fokos eltolással rendezték el, így minden kerék más-más irányba próbál mozogni.Az egyes kerekek forgásirányának és sebességének változtatásával a jármű álló helyzetből tetszőleges irányba kormányozható vagy helyben forgatható.Vízszintes síkon így olyan szabadon mozoghat, akár egy lebegő autó.A Mecanum kerekek ezáltal lehetővé teszik a robot ügyes, minden irányban történő mozgását. Méretezhetőség milliméteres lépésekben Az Evocortex AMR-je a rugalmasság egy újabb dimenzióját kínálja: gyakorlatilag korlátlan méretválasztékot tesz lehetővé.„Igény esetén milliméteres lépésekben igazíthatjuk hozzá robotunkat ügyfeleink igényeihez – hangsúlyozta Hubert Bauer.– Minden 400 × 480 és 800 × 1 200 milliméter közötti külső méret megvalósítható.”Az EvoRobot R&D és EvoRobot Industrial termékcsaláddal ezek megközelítőleg a teherhordó platform külső méreteinek is megfelelnek.Minden technológia – az érzékelő, a vezérlő, az emelőegység és a kerékhajtások – a platform alatt helyezkedik el. A kerékhajtás modul a méretezhetőség döntő eleme.Közvetlenül a kerék felett helyezkedik el, és a kerékkel együtt szabványos, független funkcióegységet alkot.Ennek eredményeként a kerekek egymástól tetszőleges távolságra szerelhetők fel.Ennek az elrendezésnek a döntő előfeltétele egy erős, nagyon kis méretű motor. „Nagyon alaposan megvizsgáltuk, hogy a piacon mely motorok alkalmasak ehhez az alkalmazáshoz – emlékezett vissza Hubert Bauer a fejlesztési szakaszra.– Csak a FAULHABER-nél találtuk meg a szükséges teljesítménysűrűséget.A versenytárs motorokban nem maradt hely a szükséges nyomatékhoz.” Hatalmas teljesítmény, minimális méret Az EvoRobot kerékmoduljait 3257…CR vagy 3272…CR sorozatú DC-motorokkal szerelték fel, mindegyiket külön IEF3 útadóval és 38/2 S áttétellel.A gyors megállás érdekében, valamint annak biztosítására, hogy a kerekek a helyükön maradjanak a megállás után, a kerékmotorok féket is tartalmaznak.„A mikromotorok hatalmas erejének köszönhetően az EvoRobot akár 200 kilogrammot is képes szállítani.Hamarosan nagyobb rakományok is mozgathatók lesznek – magyarázta Hubert Bauer.– A szállítás akár öt fokos lejtésű rámpán is megvalósítható másodpercenként egy méteres sebességgel.” Az EvoCarrier termékcsaládot kis teherhordók szállítására tervezték.Ennek az AMR-nek a belső működésében az alkatrészek még kompaktabbak, mint az EvoRobot esetében.A hasmagassága kevesebb, mint 100 mm, ennek eredményeként rendkívül alacsony nyílásokba is be tud jutni.Két vagy négy EvoCarrier együtt is tud palettákat vagy egy teljes polcegységet szállítani.A fejlesztők egy úgynevezett „lapos rotoros motort” választottak meghajtásnak – a 4221… BXT sorozat szénkefe nélküli motorját, amelynek hossza mindössze 21 milliméter.Ez lehetővé teszi, hogy az EvoCarrier padlógörgőkkel megrakott kis teherhordót (KLT) szállítson, ami össztömege akár 120 kilogramm is lehet.Az ügyvezető igazgató szerint hosszú távon az EvoRobot esetében is át kell állni a kefe nélkülire motorokra és a modulokat tovább kell szabványosítani. Az AMR-ek működésében a teljesítmény és a méret aránya mellett mindenekelőtt a karbantartásmentesség, valamint a folyamatos üzemelés megbízhatósága játszik fontos szerepet.„Az élettartamra vonatkozó követelményeinket több mint kielégítik a FAULHABER motorok – mondta Hubert Bauer.– Emellett előnyt jelent, hogy a hajtások minden elterjedt ipari vezérléssel kompatibilisek.
Today, “production” is synonymous with the word “complexity”. Products are increasingly being manufactured to unique customer specifications; with IoT integration, even fully automated production can be achieved in single piece production. Such high variability requires tightly coupled processes that are also very flexible. The right parts - in an almost infinite number of variations - must be available at the right time at each production station.
AMRs are preferred
The transport of materials - e.g. between supply points and production systems - increasingly tailor-made but as automated as possible. Mobile robot platforms - known in the industry as autonomous mobile robots (AMR) - are gaining prominence in warehouses and manufacturing halls.
The Nuremberg-based Evocortex startup, which was founded in 2016 with the participation of experienced robot experts, focuses on this market. The company, which has close links with the neighboring Nuremberg Tech (Technische Hochschule Nürnberg) and other educational and research institutions, has launched a completely new AMR concept. With its products, the company offers creative and innovative solutions to the requirements of modern logistics.
“A traditional AMR often requires spatial adaptation of routes or even technical modifications to processes,” explained Hubert Bauer, CEO. - Optical markings are required, for example, to enable vehicles to orient themselves, and roads and intersections must have the specified dimensions and radii of curvature. However, we wanted to make transport robots that adapt to the customer's needs and not the other way around. ”
The “fingerprint” on the floor of the hall indicates the exact position
Evocortex's autonomous mobile robots (AMR) do not require a pre-installed guidance system at all to determine your position and find the right route. They simply find out using the unevenness of the hall floor. Such irregularities are found even on typical smooth concrete floors and are recorded by the robot’s high-resolution camera. The camera captures an area of 10 × 10 cm at the bottom of the vehicle and uses the image data to capture a fingerprint image of the hall floor. Behind the ingenious system is Evocortex's proprietary localization module (ELM).
During the initial training process, the robot moves in a grid pattern on the floor of the hall. Using sophisticated algorithms, it produces an extremely accurate map of a sample of each point. In the future, this will also be done using self-learning artificial intelligence. The controller also detects the vehicle's own movement. By combining the data, it is able to position it with millimeter accuracy over a square kilometer of theoretical area. All it takes is three identified points. Even if 50% of the floor is covered with sawdust, the ELM works smoothly and provides robust, precise and accurate navigation. Scratches on the floor also appear on the map, but these are data that disappear from there after a certain amount of time.
AMRs can be optionally equipped with additional LIDAR sensors on one or two fronts. They scan the room in the direction of travel and detect obstacles - including those that move, such as people crossing the road. For the safety of employees, the vehicle will stop immediately.
Unlimited mobility with Mecanum wheels
A normal wheel can only move in the same direction as its axle. To accurately position a vehicle with such wheels, it must be maneuvered in the same way as when parking the car. To avoid this, the developers of Evocortex have chosen the Mecanum wheel, which has barrel-shaped castors instead of a closed tread. They are fixed at an angle of 45 degrees to the wheel axle and can rotate around their own angular contact ball bearing. The shape, size and distance of the rollers were chosen so that the wheel had a continuous rolling surface.
When the Mecanum wheel rotates, two force components occur: in the direction of rotation of the entire wheel and perpendicular to the direction of rotation of the wheel. The resulting direction of movement is therefore between the two: the Mecanum wheel “wants” to move at a 45-degree angle to the axial direction. However, due to the mobility of the rollers, it has no directional stability. If additional forces occur, your own direction of movement can be deflected in any direction.
In a vehicle equipped with four Mecanum wheels, the 45-degree angles are each arranged at a 90-degree offset, so each wheel tries to move in a different direction. By changing the direction and speed of rotation of each wheel, the vehicle can be steered in any direction from a stationary position or rotated in place. This allows you to move as freely on a horizontal plane as a floating car. The Mecanum wheels thus allow the robot to move deftly in all directions.
Scalability in millimeter increments
Evocortex’s AMR offers another dimension of flexibility: it allows for a virtually unlimited range of sizes. “If required, we can adapt our robot to the needs of our customers in millimeter increments,” stressed Hubert Bauer. - All external dimensions between 400 × 480 and 800 × 1 200 millimeters are possible. ' With the EvoRobot R&D and EvoRobot Industrial product families, these also correspond approximately to the external dimensions of the load-bearing platform. All technology - sensor, controller, lift unit and wheel drives - are located under the platform.
The wheel drive module is a crucial part of scalability. It is located directly above the wheel and together with the wheel forms a standard, independent function unit. As a result, the wheels can be mounted at any distance from each other. The decisive prerequisite for this arrangement is a strong, very small engine.
“We looked very carefully at which engines on the market were suitable for this application,” Hubert Bauer recalled during the development phase. - We only found the required power density for FAULHABER. In competitor engines
there is no room left for the required torque. "
Huge performance, minimum size
The EvoRobot wheel modules are equipped with 3257… CR or 3272… CR series DC motors, each with a separate IEF3 encoder and 38/2 S gear ratio. To stop quickly and to ensure that the wheels stay in place after stopping, the wheel motors also include a brake. “Thanks to the tremendous power of micromotors, the EvoRobot can carry up to 200 kilograms. Larger loads will soon be available, Hubert Bauer explained. "Transport can be carried out on ramps with a slope of up to five degrees at a speed of one meter per second."
The EvoCarrier product line is designed to transport small trucks. In the internal operation of this AMR, the components are even more compact than in the case of the EvoRobot. Its ground clearance is less than 100 mm, resulting in extremely low openings. Two or four EvoCarriers can deliver pallets or an entire shelf unit together. The developers have chosen a so-called “flat rotor motor” as the drive - the brushless motor of the 4221… BXT series, which is only 21 millimeters long. This allows the EvoCarrier to carry a small load carrier (KLT) loaded with floor rollers, with a total weight of up to 120 kilograms. According to the CEO, in the long run, the EvoRobot will also need to switch to brushless motors and further standardize the modules.
In addition to the ratio of performance to size, maintenance-free and reliable operation play an important role in the operation of AMRs. “FAULHABER engines more than meet our service life requirements,” said Hubert Bauer. - It is also an advantage that the drives are compatible with all common industrial controls.
AMRs are preferred
The transport of materials - e.g. between supply points and production systems - increasingly tailor-made but as automated as possible. Mobile robot platforms - known in the industry as autonomous mobile robots (AMR) - are gaining prominence in warehouses and manufacturing halls.
The Nuremberg-based Evocortex startup, which was founded in 2016 with the participation of experienced robot experts, focuses on this market. The company, which has close links with the neighboring Nuremberg Tech (Technische Hochschule Nürnberg) and other educational and research institutions, has launched a completely new AMR concept. With its products, the company offers creative and innovative solutions to the requirements of modern logistics.
“A traditional AMR often requires spatial adaptation of routes or even technical modifications to processes,” explained Hubert Bauer, CEO. - Optical markings are required, for example, to enable vehicles to orient themselves, and roads and intersections must have the specified dimensions and radii of curvature. However, we wanted to make transport robots that adapt to the customer's needs and not the other way around. ”
The “fingerprint” on the floor of the hall indicates the exact position
Evocortex's autonomous mobile robots (AMR) do not require a pre-installed guidance system at all to determine your position and find the right route. They simply find out using the unevenness of the hall floor. Such irregularities are found even on typical smooth concrete floors and are recorded by the robot’s high-resolution camera. The camera captures an area of 10 × 10 cm at the bottom of the vehicle and uses the image data to capture a fingerprint image of the hall floor. Behind the ingenious system is Evocortex's proprietary localization module (ELM).
During the initial training process, the robot moves in a grid pattern on the floor of the hall. Using sophisticated algorithms, it produces an extremely accurate map of a sample of each point. In the future, this will also be done using self-learning artificial intelligence. The controller also detects the vehicle's own movement. By combining the data, it is able to position it with millimeter accuracy over a square kilometer of theoretical area. All it takes is three identified points. Even if 50% of the floor is covered with sawdust, the ELM works smoothly and provides robust, precise and accurate navigation. Scratches on the floor also appear on the map, but these are data that disappear from there after a certain amount of time.
AMRs can be optionally equipped with additional LIDAR sensors on one or two fronts. They scan the room in the direction of travel and detect obstacles - including those that move, such as people crossing the road. For the safety of employees, the vehicle will stop immediately.
Unlimited mobility with Mecanum wheels
A normal wheel can only move in the same direction as its axle. To accurately position a vehicle with such wheels, it must be maneuvered in the same way as when parking the car. To avoid this, the developers of Evocortex have chosen the Mecanum wheel, which has barrel-shaped castors instead of a closed tread. They are fixed at an angle of 45 degrees to the wheel axle and can rotate around their own angular contact ball bearing. The shape, size and distance of the rollers were chosen so that the wheel had a continuous rolling surface.
When the Mecanum wheel rotates, two force components occur: in the direction of rotation of the entire wheel and perpendicular to the direction of rotation of the wheel. The resulting direction of movement is therefore between the two: the Mecanum wheel “wants” to move at a 45-degree angle to the axial direction. However, due to the mobility of the rollers, it has no directional stability. If additional forces occur, your own direction of movement can be deflected in any direction.
In a vehicle equipped with four Mecanum wheels, the 45-degree angles are each arranged at a 90-degree offset, so each wheel tries to move in a different direction. By changing the direction and speed of rotation of each wheel, the vehicle can be steered in any direction from a stationary position or rotated in place. This allows you to move as freely on a horizontal plane as a floating car. The Mecanum wheels thus allow the robot to move deftly in all directions.
Scalability in millimeter increments
Evocortex’s AMR offers another dimension of flexibility: it allows for a virtually unlimited range of sizes. “If required, we can adapt our robot to the needs of our customers in millimeter increments,” stressed Hubert Bauer. - All external dimensions between 400 × 480 and 800 × 1 200 millimeters are possible. ' With the EvoRobot R&D and EvoRobot Industrial product families, these also correspond approximately to the external dimensions of the load-bearing platform. All technology - sensor, controller, lift unit and wheel drives - are located under the platform.
The wheel drive module is a crucial part of scalability. It is located directly above the wheel and together with the wheel forms a standard, independent function unit. As a result, the wheels can be mounted at any distance from each other. The decisive prerequisite for this arrangement is a strong, very small engine.
“We looked very carefully at which engines on the market were suitable for this application,” Hubert Bauer recalled during the development phase. - We only found the required power density for FAULHABER. In competitor engines
there is no room left for the required torque. "
Huge performance, minimum size
The EvoRobot wheel modules are equipped with 3257… CR or 3272… CR series DC motors, each with a separate IEF3 encoder and 38/2 S gear ratio. To stop quickly and to ensure that the wheels stay in place after stopping, the wheel motors also include a brake. “Thanks to the tremendous power of micromotors, the EvoRobot can carry up to 200 kilograms. Larger loads will soon be available, Hubert Bauer explained. "Transport can be carried out on ramps with a slope of up to five degrees at a speed of one meter per second."
The EvoCarrier product line is designed to transport small trucks. In the internal operation of this AMR, the components are even more compact than in the case of the EvoRobot. Its ground clearance is less than 100 mm, resulting in extremely low openings. Two or four EvoCarriers can deliver pallets or an entire shelf unit together. The developers have chosen a so-called “flat rotor motor” as the drive - the brushless motor of the 4221… BXT series, which is only 21 millimeters long. This allows the EvoCarrier to carry a small load carrier (KLT) loaded with floor rollers, with a total weight of up to 120 kilograms. According to the CEO, in the long run, the EvoRobot will also need to switch to brushless motors and further standardize the modules.
In addition to the ratio of performance to size, maintenance-free and reliable operation play an important role in the operation of AMRs. “FAULHABER engines more than meet our service life requirements,” said Hubert Bauer. - It is also an advantage that the drives are compatible with all common industrial controls.
További információkért kérem forduljon …
