Jungheinrich – Robôs móveis que moldam o futuro da intralogística
AMRs com visão: ver mais, agir de forma autónoma
Como a Jungheinrich está a impulsionar a robótica móvel com a plataforma de câmaras 3D O3R da ifm
A Jungheinrich é líder no fornecimento de soluções de intralogística há mais de 70 anos. A par do seu consolidado portfólio de soluções manuais de intralogística, a Jungheinrich está a apostar fortemente na automação. A empresa está a consolidar a sua experiência em robótica e utiliza o showroom «Home of Mobile Robots», nas suas instalações em Eching, perto de Munique, como um espaço dedicado à interação prática com os clientes.
«Os clientes precisam de experimentar os robôs móveis e interagir diretamente com eles.» «Esta abordagem prática é essencial — para nós, para os nossos clientes e para o desenvolvimento futuro da intralogística automatizada», salienta Manuela Schmidbauer, gestora de portfólio de robôs móveis na Jungheinrich.
Maior autonomia em ambientes de reestruturação
Os requisitos de intralogística mudaram consideravelmente. Os clientes dos setores da indústria transformadora, do retalho e da logística procuram soluções que resolvam a escassez de mão de obra e a pressão sobre os custos, sem aumentar a complexidade dos seus processos. Os robôs móveis autónomos (AMRs) devem ser integrados em ambientes de instalações já existentes – instalações onde a operação mista é a norma. «Um elevado grau de autonomia e uma interação intuitiva com os veículos são requisitos fundamentais», explica Manuela Schmidbauer. Os AMRs funcionam lado a lado com os operadores de veículos manuais, sistemas de transporte e peões. Isto implica requisitos exigentes em termos de perceção, segurança e capacidade de resposta. «Os nossos veículos têm de acompanhar as competências e a capacidade de reação dos operadores humanos», afirma Schmidbauer.
O desenvolvimento ágil requer parceiros ágeis
Para responder rapidamente a estas exigências do mercado, a Jungheinrich desenvolve as suas soluções em estreita colaboração com os clientes, recorrendo a métodos ágeis e a ciclos de desenvolvimento mais curtos do que no passado. «Isto requer parceiros capazes de acompanhar este ritmo», continua Schmidbauer. “Com a ifm, especialista em automação, encontrámos um parceiro que fornece soluções adequadas de sensores e controlo para os nossos robôs móveis.”
Maior perceção graças à plataforma O3R
Com o EAE 212a, a Jungheinrich apresenta a sua mais recente geração de AMRs, concebida para proporcionar uma autonomia ainda maior, simplificando significativamente a integração destes veículos nos processos existentes dos clientes. Um elemento central deste AMR é a plataforma O3R da ifm. O sistema O3R é composto por uma Unidade Central de Processamento de Vídeo (Video Processing Unit - VPU) capaz de ligar até seis câmaras 2D/3D. A VPU processa os dados da imagem de forma síncrona e, em conjunto com algoritmos desenvolvidos pela Jungheinrich, permite a deteção fiável de suportes de carga e outros objetos.
Unidade de controle dupla potente
No modelo EAE 212a, a Jungheinrich utiliza o ecomatController CR710S da ifm, que dispõe de um total de 37 entradas e saídas. O controlador não só é extremamente resistente à vibração, ao calor e ao frio, como também oferece um elevado desempenho. Um microcontrolador de 32 bits garante tempos de ciclo curtos. Graças à sua ampla memória de programa, executa de forma fiável e eficiente os algoritmos mais complexos. Outra vantagem é que o ecomatController combina dois PLCs independentes num único dispositivo: Um destina-se a tarefas de controlo padrão, enquanto o outro é dedicado a aplicações de segurança e possui certificação TÜV até ao nível SIL 2 ou PL d.
Imagem 1: Exemplo prático: Os AMR também devem funcionar de forma fiável em operações mistas com veículos operados manualmente.
Imagem 2: Duas câmaras voltadas para a direção de deslocação captam uma visão ampla da área à frente do AMR.
Imagem 3: O AMR da Jungheinrich reconhece as paletes com extrema fiabilidade graças à cabeça de câmara O3R (ao centro da imagem).
Nuvem de pontos PMD robusta para deteção de paletes e deteção de obstáculos
«Utilizamos o O3R para duas funções principais: «detecção de paletes e detecção de obstáculos ao longo do percurso», explica Sebastian Gangl-Spethmann, engenheiro sénior de desenvolvimento da Jungheinrich. Estão instaladas duas câmaras na direção de marcha, enquanto uma câmara adicional monitoriza a área de carga na parte traseira. Em ambos os casos, o AMR beneficia da nuvem de pontos gerada com elevada precisão pelas cabeças das câmaras utilizando tecnologia PMD: «Detetamos com fiabilidade as paletes, mesmo quando estão desalinhadas ou rodadas. O AMR consegue aproximar-se e recolhê-los de forma consistente.» Esta robustez aumenta a flexibilidade nos processos de armazém, permitindo que as paletes sejam manipuladas de forma fiável, mesmo quando não estão posicionadas com precisão milimétrica.
Nuvem de pontos 3D e imagem 2D: Graças à plataforma O3R, estão disponíveis informações visuais completas para a aprovação da carga.
Melhor perceção do ambiente em comparação com os scanners de segurança
Graças às duas câmaras frontais utilizadas para a deteção de obstáculos, o EAE 212a funciona com navegação preditiva, em vez de um comportamento reativo de parar e arrancar. «Os scanners a laser de segurança necessários detetam pessoas de forma fiável, mas têm a limitação de funcionar apenas num único plano e perto do solo», explica Gangl-Spethmann. «As câmaras 3D monitorizam uma área muito maior à frente do veículo. Isto permite-nos identificar as pessoas numa fase mais precoce. Além disso, as câmaras 3D também detetam objetos elevados que se projetam para a trajetória de circulação, tais como garfos ou ganchos de grua, a tempo de os evitar e continuar a conduzir sem parar. Isto aumenta o rendimento e reduz os tempos de processamento.»
Informações mais fiáveis do que os sistemas LiDAR 3D
Em comparação com os sistemas LiDAR 3D, as câmaras 3D utilizadas também proporcionam uma deteção fiável de objetos em superfícies refletoras. O fluxo 2D adicional permite uma segmentação e visualização mais precisas da cena capturada. «Em suma, isto dá-nos mais informações para conseguirmos uma deteção de objetos fiável», resume Gangl-Spethmann. Esta base de dados mais abrangente permite uma deteção e um manuseamento mais fiáveis de objetos numa vasta gama de ambientes – um fator decisivo para uma utilização flexível em aplicações do mundo real.
Detecção robusta, fluxo de tráfego fluido, integração rápida
Um dos principais objetivos do desenvolvimento foi simplificar a colocação em funcionamento do AMR nas instalações do cliente. Graças às interfaces e ferramentas fornecidas com a plataforma O3R, o sistema fica pronto a funcionar rapidamente – incluindo a calibração extrínseca e a configuração básica. Para os operadores, isto significa menos tempo de inatividade durante a implementação, menor esforço de engenharia e escalabilidade previsível.
O3R: capacidade para a evolução futura da AMR
A própria plataforma O3R foi concebida para acompanhar a evolução das necessidades: é possível adicionar gradualmente novos campos de visão, câmaras adicionais ou novos módulos funcionais, sem necessidade de repensar a arquitetura geral do sistema. Para a Jungheinrich, esta base técnica sustenta um objetivo fundamental: conceber a interação homem-máquina de forma a que seja segura e intuitiva. «As necessidades dos nossos clientes continuarão a evoluir à medida que a automação e a autonomia forem aumentando», afirma Manuela Schmidbauer. Com o EAE 212a, a Jungheinrich antecipa esta mudança – e a tecnologia de sensores da ifm proporciona a compreensão aprofundada do ambiente necessária, que é crucial em ambientes industriais já existentes.
Partnership as a key success factor
A estreita colaboração entre a Jungheinrich e a ifm electronic foi um fator determinante para o sucesso do projeto. «A colaboração com a ifm é excelente», afirma Gangl-Spethmann. «No que diz respeito a assuntos importantes, conseguimos contactar rapidamente os programadores, o que nos permite resolver sem demora até mesmo questões tecnicamente complexas.» Esta ligação direta entre as equipas de desenvolvimento de ambas as empresas permite processos de tomada de decisão ágeis e soluções rápidas – uma vantagem decisiva num ambiente de mercado dinâmico, marcado por rápidas mudanças tecnológicas.
