Jungheinrich - Mobiele robots voor de intralogistiek van de toekomst
AMR met perspectief: Beter zien, beter handelen
Hoe Jungheinrich mobiele robotica versnelt met het O3R 3D-cameraplatform van ifm
Jungheinrich is al meer dan 70 jaar een toonaangevende leverancier van intralogistieke oplossingen. Naast de gevestigde handmatige intralogistiek richt Jungheinrich zich resoluut op automatisering. Het bedrijf bundelt zijn robotexpertise en stelt interactie met klanten centraal in zijn showroom "Home of Mobile Robots" in Eching bij München.
"Klanten moeten mobiele robots ervaren en ermee in contact komen. Deze hands-on mentaliteit is erg belangrijk - voor ons, voor onze klanten en in het algemeen voor de toekomstige ontwikkeling van geautomatiseerde intralogistiek," benadrukt Manuela Schmidbauer, Portfolio Manager Mobile Robots bij Jungheinrich.
Meer autonomie in bestaande omgevingen
De eisen binnen de intralogistiek zijn aanzienlijk veranderd. Klanten uit de productie, detailhandel en logistiek zijn op zoek naar oplossingen die het tekort aan geschoolde arbeidskrachten en de kostendruk tegengaan zonder de processen ingewikkelder te maken. Autonome mobiele robots (AMR) moeten worden geïntegreerd in de brownfield, d.w.z. in bestaande structuren, en daarom meestal in gemengde situaties.
"De focus ligt daarom op een hoge mate van autonomie en intuïtieve interactie met de voertuigen," legt Manuela Schmidbauer uit. AMR's bewegen zij aan zij met bestuurders van handmatige voertuigen, transportbandtechnologie en voetgangers. Dit resulteert in veeleisende taken op het gebied van perceptie, veiligheid en reactievermogen. "De functies van onze voertuigen moeten gelijke tred kunnen houden met de expertise en het reactievermogen van onze menselijke collega's," zegt Schmidbauer.
Agile ontwikkeling vereist agile partners
Om snel te kunnen inspelen op deze markteisen ontwikkelt Jungheinrich dicht bij de klant, wendbaar en met kortere ontwikkelingscycli dan voorheen. "Hiervoor zijn partners nodig die deze dynamiek ondersteunen," vervolgt Schmidbauer. "Met ifm als automatiseringsspecialist hebben we een partner gevonden die de juiste sensor- en besturingsoplossingen heeft voor onze mobiele robots."
Meer vooruitzien dankzij het O3R-platform
Met de EAE 212a presenteert Jungheinrich de nieuwste AMR-generatie, die nog meer autonomie mogelijk maakt en tegelijkertijd de integratie van de trucks in de bestaande processen van de klant aanzienlijk vereenvoudigt. Een belangrijk onderdeel van de AMR is het O3R-platform van ifm. Deze bestaat uit een centrale videoverwerkingseenheid (VPU) waarop tot zes 2D/3D camerakoppenzijn aan te sluiten. De VPU verwerkt de beeldgegevens synchroon en maakt in combinatie met de door Jungheinrich ontwikkelde algoritmen een betrouwbare herkenning van ladingdragers en objecten mogelijk.
Krachtige dubbel uitgevoerde besturing
In de EAE 212a vertrouwt Jungheinrich op de ecomatController CR710S van ifm met in totaal 37 in- en uitgangen. Dit is niet alleen extreem robuust tegen trillingen, hitte en kou, maar ook krachtig. Een 32-bits microcontroller zorgt voor korte cyclustijden. In combinatie met het grote programmageheugen verwerkt het ook complexe algoritmen op betrouwbare en efficiënte wijze. Nog een pluspunt: De ecomatControllers zijn twee onafhankelijke PLC's in één apparaat: Eén besturingseenheid voert de standaardtaken uit, terwijl de andere besturingseenheid veiligheid gerelateerde taken uitvoert en TÜV-gecertificeerd is tot SIL 2 of PL d.
Afbeelding 1: Praktisch scenario: AMR's moeten ook betrouwbaar werken in gemengd situaties met handmatig bediende voertuigen.
Afbeelding 2: Twee camerakoppen in de rijrichting leggen de actie voor de AMR over een groot gebied vast.
Afbeelding 3: De AMR van Jungheinrich herkent pallets uiterst betrouwbaar dankzij de O3R camerakop (midden in beeld).
Robuuste PMD-puntenwolk voor palletdetectie en obstakeldetectie
"We gebruiken de O3R voor twee centrale functies, palletdetectie en obstakeldetectie in het rijpad," zegt Sebastian Gangl-Spethmann, Senior Development Engineer bij Jungheinrich. Twee camera's zijn in de rijrichting gemonteerd, terwijl een andere camera aan de achterkant het laadgebied in de gaten houdt. In beide gevallen profiteert de AMR van de puntenwolk die de camerakoppen zeer nauwkeurig maken dankzij PMD-technologie: "We herkennen pallets extreem robuust - zelfs als ze verplaatst of gedraaid zijn. De AMR kan ze op betrouwbare wijze besturen en oppakken." Deze robuustheid verhoogt de procesflexibiliteit in het magazijn en vermindert de afhankelijkheid van perfect gestandaardiseerde opslagposities.
3D puntenwolk en 2D beeld: Dankzij het O3R-platform is er uitgebreide visuele informatie beschikbaar voor het ophalen van ladingen.
Betere omgevingsdetectie dan veiligheidsscanners
Dankzij de twee frontcamera's voor obstakeldetectie werkt de EAE 212a met voorspellende navigatie in plaats van reactieve stop-and-go. "De verplichte veiligheidslaserscanners herkennen mensen betrouwbaar, maar hebben het nadeel dat ze alleen in één vlak en dicht bij de grond werken," legt Gangl-Spethmann uit. "De 3D-camera's houden een veel groter gebied voor het voertuig in de gaten. Hierdoor kunnen we mensen in een eerder stadium herkennen. De 3D-camera's detecteren ook tijdig verhoogde objecten die in het spoor uitsteken, zoals vorken of kraanhaken, zodat ze kunnen worden ontweken en de reis kan worden voortgezet zonder te stoppen. Dit verhoogt de doorstroomsnelheid en verkort de procestijden."
Meer robuuste informatie dan 3D lidar systemen
Vergeleken met 3D lidar-systemen bieden de gebruikte 3D-camera's ook betrouwbare objectdetectie, zelfs op reflecterende oppervlakken. De extra 2D-stream maakt een nauwkeurigere segmentatie en visualisatie van het vastgelegde landschap mogelijk. "Over het geheel genomen geeft dit ons meer informatie om robuuste detectie van objecten te realiseren," vat Gangl-Spethmann samen. Deze uitgebreidere database maakt een betrouwbaardere detectie en verwerking van objecten in een grote verscheidenheid aan omgevingen mogelijk - een doorslaggevende factor voor flexibel gebruik in de praktijk.
Robuuste waarneming, vlot verkeer, snelle integratie
Een belangrijk ontwikkelingsdoel was het vereenvoudigen van de inbedrijfstelling van de AMR bij de klant. Dankzij de geavanceerde interfaces en tools van het O3R-platform is het systeem snel klaar voor gebruik, inclusief extrinsieke kalibratie en basisconfiguratie. Voor operators betekent dit minder downtime tijdens de uitrol, minder technische inspanning en berekenbare schaalbaarheid.
O3R: Capaciteit voor toekomstige AMR-evoluties
Het O3R-platform zelf is ontworpen om mee te groeien met de vereisen: Extra gezichtsvelden, extra camera's of nieuwe functiemodules kunnen stap voor stap worden toegevoegd zonder dat het hele systeem opnieuw moet worden ontworpen. Voor Jungheinrich draagt deze technische basis bij aan het centrale doel om de interactie tussen mens en machine veilig en intuïtief te maken. "De eisen van onze klanten zullen blijven veranderen door toenemende automatisering en autonomisering," zegt Manuela Schmidbauer. Jungheinrich anticipeert op deze verandering met de EAE 212a - en ifm's sensortechnologie biedt de noodzakelijke diepte van milieu-inzicht dat cruciaal is in de brownfield.
Op partnerschap gebaseerde samenwerking als succesfactor
De nauwe samenwerking tussen Jungheinrich en ifm electronic was een belangrijke factor in het succes van het project. "De samenwerking met ifm is erg goed," prijst Gangl-Spethmann. "We hebben snel contact met de ontwikkelaars over belangrijke onderwerpen en kunnen daardoor ook snel diepgaande technische problemen oplossen." Deze directe lijn tussen de ontwikkelingsteams van beide bedrijven maakt korte besluitvormingstrajecten en snelle oplossingen mogelijk - een beslissend voordeel in een dynamische marktomgeving die wordt gekenmerkt door snelle technologische ontwikkelingen.
