Jungheinrich - Mobile robotter former fremtidens intralogistik
AMR'er med vision: se mere, agere autonomt
Hvordan Jungheinrich fremskynder mobil robotteknologi med ifm's O3R 3D kamera platform
Jungheinrich har været en førende leverandør af intralogistiske løsninger i mere end 70 år. Ved siden af sin etablerede manuelle intralogistikportefølje satser Jungheinrich stærkt på automatisering. Virksomheden konsoliderer sin ekspertise inden for robotteknologi og bruger showroomet "Home of Mobile Robots" i Eching nær München som et dedikeret sted til praktisk kundeinteraktion.
"Kunderne har brug for at opleve mobile robotter og engagere sig direkte med dem. Denne praktiske tilgang er afgørende - for os, for vores kunder og for den fremtidige udvikling af automatiseret intralogistik," understreger Manuela Schmidbauer, Portfolio Manager Mobile Robots hos Jungheinrich.
Større selvstændighed i brownfield-miljøer
Kravene til intralogistik har ændret sig betydeligt. Kunder inden for produktion, detailhandel og logistik er på udkig efter løsninger, der kan afhjælpe mangel på arbejdskraft og omkostningspres uden at gøre deres processer mere komplekse. Autonome mobile robotter (AMR'er) skal integreres i brownfield-miljøer - eksisterende faciliteter, hvor blandet betjening er normen. "En høj grad af autonomi og intuitiv interaktion med køretøjerne er centrale krav," forklarer Manuela Schmidbauer. AMR'er opererer side om side med operatører af manuelle køretøjer, transportsystemer og fodgængere. Det stiller store krav til oplevelsen, sikkerheden og reaktionsevnen. "Vores køretøjer skal holde trit med de operatørernes evner og reaktionsevne," siger Schmidbauer.
Agil udvikling kræver agile partnere
For at kunne reagere hurtigt på disse markedskrav udvikler Jungheinrich sine løsninger i tæt samarbejde med kunderne ved hjælp af agile metoder og kortere udviklingscyklusser end tidligere. "Det kræver partnere, der kan holde trit med denne dynamik," fortsætter Schmidbauer. "Med ifm som automationsspecialist har vi fundet en partner, der leverer matchende sensor- og styringsløsninger til vores mobile robotter."
Større synlighed takket være O3R-platformen
Med EAE 212a introducerer Jungheinrich sin seneste generation af AMR'er, der er designet til at muliggøre endnu større autonomi, samtidig med at integrationen af disse køretøjer i kundernes eksisterende processer forenkles mærkbart. Et centralt element i denne AMR er O3R-platformen fra ifm. O3R-systemet består af en central videobehandlingsenhed (VPU), der kan tilslutte op til seks 2D/3D-kameraer. VPU'en behandler billeddataene synkront og muliggør sammen med algoritmer udviklet af Jungheinrich en pålidelig registrering af lastbærere og andre objekter.
Kraftfuld dobbelt kontrolenhed
I EAE 212a er Jungheinrich afhængig af ifms ecomatController CR710S med i alt 37 ind- og udgange. Controlleren er ikke kun meget robust over for vibrationer, varme og kulde, men tilbyder også høj ydeevne. En 32-bit mikrocontroller sikrer korte cyklustider. I kombination med de store proalgoritmer. En anden fordel er, at ecomatController kombinerer to uafhængige PLC'er i en enkelt enhed: Den ene håndterer standardstyringsopgaver, mens den anden er dedikeret til sikkerhedsapplikationer og er TÜV-certificeret op til SIL 2 eller PL d.
Billede 1: Praktisk scenarie: AMR'er skal også fungere pålideligt i drift blandt manuelt betjente køretøjer.
Billede 2: To kameraer, der vender mod kørselsretningen, optager et bredt billede af området foran AMR'en.
Billede 3: Jungheinrich AMR genkender paller ekstremt pålideligt takket være O3R-kamerahovedet (midt i billedet).
Robust PMD-punktsky til detektering af paller og forhindringer
"Vi bruger O3R til to kernefunktioner: palledetektering og forhindringsdetektering langs kørselsvejen", forklarer Sebastian Gangl-Spethmann, Senior Development Engineer hos Jungheinrich. To kameraer er monteret i kørselsretningen, mens et ekstra kamera overvåger lastområdet bagpå. I begge tilfælde drager AMR fordel af den punktsky, der genereres med høj præcision af kameraerne ved hjælp af PMD-teknologi: "Vi registrerer pålideligt paller, selv når de er forskudt eller drejet. AMR'en kan nærme sig og samle dem op konsekvent." Denne robusthed øger fleksibiliteten i lagerprocesserne ved at gøre det muligt at håndtere paller pålideligt, selv når de ikke er placeret med millimeters nøjagtighed.
3D-punktsky og 2D-billede: Takket være O3R-platformen er der omfattende visuel information til rådighed for lastaccept.
Forbedret miljøopfattelse sammenlignet med sikkerhedsscannere
Takket være de to fremadrettede kameraer, der bruges til at registrere forhindringer, betjener EAE 212a sig af prædiktiv navigation i stedet for reaktiv stop-and-go-adfærd. "De nødvendige sikkerhedslaserscannere registrerer mennesker pålideligt, men de har den begrænsning, at de kun betjener sig af et enkelt plan og tæt på jorden," forklarer Gangl-Spethmann. "3D-kameraerne overvåger et meget større område foran køretøjet. Det giver os mulighed for at opdage folk på et tidligere tidspunkt. Derudover registrerer 3D-kameraerne også forhøjede genstande, der stikker ud i kørebanen, såsom gafler eller krankroge, i tide til at undgå dem og fortsætte kørslen uden at stoppe. Det øger gennemstrømningen og reducerer procestiden."
Mere robust information end 3D LiDAR-systemer
Sammenlignet med 3D LiDAR-systemer giver de anvendte 3D-kameraer også pålidelig objektregistrering på reflekterende overflader. Den ekstra 2D-strøm muliggør en mere præcis segmentering og visualisering af den optagne scene. "Alt i alt giver det os mere information til at opnå en robust objektdetektering", opsummerer Gangl-Spethmann. Dette bredere datagrundlag giver mulighed for mere pålidelig registrering og håndtering af objekter i en lang række miljøer - en afgørende faktor for fleksibel brug i applikationer i den virkelige verden.
Robust opfattelse, jævn trafikstrøm, hurtig integration
Et vigtigt udviklingsmål var at forenkle idriftsættelsen af AMR'en hos kunden. Takket være de interfaces og værktøjer, der følger med O3R-platformen, er systemet hurtigt klar til betjening - inklusiv ekstern kalibrering og grundlæggende konfiguration. For betjeningen betyder det kortere nedetid under udrulningen, reduceret teknisk indsats og forudsigelig skalerbarhed.
O3R: kapacitet til fremtidig AMR-udvikling
Selve O3R-platformen er designet til at vokse med skiftende krav: Yderligere synsfelter, ekstra kameraer eller nye moduler med funktioner kan tilføjes trin for trin, uden at det er nødvendigt at gentænke systemets overordnede arkitektur. For Jungheinrich understøtter dette tekniske fundament et vigtigt mål: at designe interaktionen mellem menneske og maskine, så den er sikker og intuitiv. "Vores kunders krav vil fortsat udvikle sig i takt med, at automatisering og autonomi øges," siger Manuela Schmidbauer. Med EAE 212a foregriber Jungheinrich denne ændring - og ifm's sensorer giver den nødvendige dybde i miljøforståelsen, som er afgørende i brownf ield-miljøer.
Partnerskab som en vigtig succesfaktor
Det tætte samarbejde mellem Jungheinrich og ifm electronic var en afgørende faktor for projektets succes. "Samarbejdet med ifm er rigtig godt," siger Gangl-Spethmann. "Ved vigtige emner kan vi hurtigt komme i kontakt med udviklerne, hvilket giver os mulighed for at løse selv teknisk komplekse spørgsmål uden forsinkelse." Denne direkte linje mellem de to virksomheders udviklingsteams muliggør korte beslutningsveje og hurtige løsninger - en afgørende fordel i et dynamisk markedsmiljø, der er præget af hurtige teknologiske forandringer.