鳴志:以技術(shù)創(chuàng)新成為移動機器人(AGV/AMR)應(yīng)用首選
文: 上海安浦鳴志自動化設(shè)備有限公司2021年第四期
自 1953 年第一臺 AGV 誕生以來,經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,伴隨著制造業(yè)不斷升級革新,移動機器人(AGV/AMR) 以其獨有的技術(shù)優(yōu)勢在工業(yè)制造領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。根據(jù)《2020-2021 中國工業(yè)應(yīng)用移動機器人(AGV/AMR)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》顯示 2020 年度,中國市場新增工業(yè)應(yīng)用移動機器人 41000 臺,較 2019 年增長 22.75%,市場銷售額達到 76.8 億元,同比增長 24.4%。
2012 年亞馬遜和 Kiva 的成功組合使 AGV 大規(guī)模集群化部署對物流整體效率的改善得到行業(yè)的普遍認可。從系統(tǒng)組成看由總控、車載控制器、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成的控制體系作為系統(tǒng)的“大腦”發(fā)揮著統(tǒng)籌規(guī)劃的作用。得益于激光雷達的興起,現(xiàn)代 AGV 的導(dǎo)航已經(jīng)從傳統(tǒng)的磁條、二維碼導(dǎo)航逐步升 級 為 SLAM (simultaneous localization and mapping) 導(dǎo)航,使車輛擺脫固定路徑的約束,可以實現(xiàn)自動避障,實時更新地圖,運行更靈活多變。而以鋰電池和低壓伺服電機為代表的動力模塊和驅(qū)動模塊為主的車輛驅(qū)動單元作為系統(tǒng)的“大腿”保障整個系統(tǒng)的高效執(zhí)行。
在過去五年中,中國 AGV 產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從最初的嚴重依賴進口轉(zhuǎn)變?yōu)閾碛泻诵募夹g(shù)研發(fā)、多場景深度集成的高科技產(chǎn)業(yè),中國市場也已經(jīng)成為世界最大的 AGV 機器人使用市場之一。以鳴志(MOONS’)為代表的國內(nèi)低壓伺服電機廠商憑借獨有的技術(shù),多樣化的產(chǎn)品以及完善的生產(chǎn)能力成為 AGV/ AMR 驅(qū)動單元的首選品牌。鳴志是中國移動機器人(AGV) 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟核心成員,國際知名運動控制廠商,公司擁有電機制造和控制的核心技術(shù),在移動機器人應(yīng)用方面具有豐富的經(jīng)驗,和全球多家 AGV/AMR 設(shè)備制造廠商及物流行業(yè)最終用戶有廣泛而深入的技術(shù)合作,其電機及驅(qū)動產(chǎn)品受到海內(nèi)外用戶的一致認可。
經(jīng)過多年的市場調(diào)研及技術(shù)積累,鳴志認為從提升整體倉儲效率考慮,AGV 本體正在向緊湊型、小型化發(fā)展,傳統(tǒng)的低壓伺服產(chǎn)品如不進行徹底的技術(shù)革新將制約 AGV 廠商在技術(shù)層面的突破創(chuàng)新。2017 年針對 AGV/AMR 行業(yè)的發(fā)展需求,開發(fā)了 MDX 系列集成式低壓伺服電機產(chǎn)品線,開創(chuàng)了國內(nèi)低壓伺服電機一體化設(shè)計的先河。
一體化設(shè)計使電機和驅(qū)動器集成為一個整體,省去了傳統(tǒng)電機和驅(qū)動器之間動力和信號反饋的線束。不但接線工作量下降 50%,而且使車輛內(nèi)部空間更充裕。MDX 一經(jīng)推出就受到了 AGV 廠家的熱烈歡迎,不論是負責(zé)產(chǎn)品研發(fā)的設(shè)計人員還是負責(zé)現(xiàn)場安裝調(diào)試的應(yīng)用工程師無不拍手稱贊鳴志 MDX 這種人性化設(shè)計。MDX 使用便捷,支持多種工業(yè)通訊協(xié)議, 除了傳統(tǒng)的 RS232/485 協(xié)議, 還支持 CANopen, Modbus/TCP, Ethernet/IP 等工業(yè)以太網(wǎng)通訊,使用數(shù)字信號取代了嘈雜的模擬信號,抗干擾性好,系統(tǒng)擴展性能更佳。2018,2019 年 MDX 連續(xù)獲得 MM《現(xiàn)代制造》和中國傳動網(wǎng)頒布的年度創(chuàng)新產(chǎn)品大獎。
根據(jù)《中國電子商務(wù)發(fā)展報告 2019-2020》指出,2019年中國電子商務(wù)交易總額 34.81 萬億元人民幣,同比增長6.7%,快遞 / 電商領(lǐng)域?qū)?AGV 的需求依舊保持強勁。同年國內(nèi) AGV/AMR 市場規(guī)模達到 61.75 億元,同比增長 45.2%。同時由于資本的不斷介入,在催生很多優(yōu)秀企業(yè)的同時,亦導(dǎo)致了行業(yè)參差不齊、魚龍混雜的局面。如何擺脫同質(zhì)化競爭,保持行業(yè)健康發(fā)展呢?在挑戰(zhàn)與機遇并存的情況下,叉車 AGV 行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展成為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的原動力,不少傳統(tǒng)叉車企業(yè)開始布局轉(zhuǎn)型。截止 2019 年末業(yè)內(nèi)已有超 10 家傳統(tǒng)叉車企業(yè)進軍叉車 AGV 市場。
2019 年 3 月鳴志集團對外宣稱完成對瑞士 Technosoft Motion 公司的收購。Technosoft 不僅是鳴志全球化“Smart Micro Motion”戰(zhàn)略實施的重要組成部分,旗下高功率密度智能型伺服驅(qū)動產(chǎn)品線 --iPOS 更是以瑞士制造、精益求精的品質(zhì)征服了無數(shù)海內(nèi)外制造業(yè)用戶。
iPOS 智能型伺服驅(qū)動產(chǎn)品具有顯著優(yōu)勢:
1. 大功率,小體積——由于 AGV 不像固定安裝的工廠流水線那樣配備專用電控柜,即使如無人叉車這種 AGV 家族中的“大塊頭”亦需要對內(nèi)部空間多層優(yōu)化。因此大功率、小體積的驅(qū)動單元成為無人叉車的重要選擇因素。iPOS 系列產(chǎn)品可以提供最大連續(xù) 100A,峰值 120A 的輸出電流,額定功率達到 8000W,峰值功率 9600W。產(chǎn)品體積卻只是常人的手掌大小,不到傳統(tǒng)伺服驅(qū)動器的十分之一。
2. All in One——內(nèi)置強大的運動控制器和圖形化可編程軟件 EasyMotion Studio。幾乎任何一種運行模式都可以動態(tài)的切換到另外一種模式。這一特性特別適用于位置 / 速度的控制應(yīng)用,其中目標參考由內(nèi)部軌跡發(fā)生器使用位置 / 速度軌跡規(guī)劃模式、位置 / 速度輪廓模式、電子齒輪、電子凸輪和停止模式提供。這使得車輛在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)變控制更為靈活簡便。
3. 運行平穩(wěn)、減少延遲——iPOS 系列支持 EtherCAT, CANopen,Ethernet,TMLCAN 等多種工業(yè)總線通訊協(xié)議, 實現(xiàn)高響應(yīng)、低延時的特性。支持 PVT、S 曲線、電子凸輪、3 階插補等運算功能,即使在車輛啟停、加減速階段也能減少抖動,保證車輛平穩(wěn)運行。
大多數(shù) AGV/AMR 的驅(qū)動輪都是由獨立的電機驅(qū)動,雖然這種設(shè)計在理論上使車輛的控制更靈活,但是實際運行中各驅(qū)動輪之間會產(chǎn)生細微的時間差,我們稱之為同步誤差。同步誤差會使車輛在行駛中偏離規(guī)劃好的路徑,為了緩解這種客觀存在的微小誤差對車輛理想行駛路徑的干擾,車載控制器需要實時采集各電機反饋數(shù)據(jù)進行糾偏。如何盡可能的減小同步誤差,走出完美的理想路線,這是每一位技術(shù)工程師畢生的追求。
2020 年 11 月 CeMAT(亞洲國際物流技術(shù)與運輸系統(tǒng)展覽會)展上鳴志隆重發(fā)布了 MBDV 型二合一低壓伺服驅(qū)動產(chǎn)品。MBDV 采用緊湊型設(shè)計,體積縮小 36.8%,支持 20- 60V 寬電壓輸入,兼容全信號 A/B/Z & Hall 型和通訊型兩種編碼器伺服電機,可以適配 100W~750W 低壓伺服電機。MBDV 是根據(jù)未來 5 年 AGV/AMR 發(fā)展需求而設(shè)計,相對于現(xiàn)有方案具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。
從對比中可以看出,MBDV 相對傳統(tǒng)方案做了系統(tǒng)級的優(yōu)化,同步性能遠遠領(lǐng)先于目前市場上的通用型方案,使AGV/AMR 少走“彎”路,車輛安全性和穩(wěn)定性均達到了新高度, 有效提升現(xiàn)場綜合作業(yè)效率,提升國內(nèi) AGV 制造商的綜合競爭力。
鳴志作為國內(nèi)控制電機領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè),堅持以用戶需求為中心,行業(yè)健康發(fā)展為前提,持續(xù)投入技術(shù)創(chuàng)新,以優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)實現(xiàn)我們和合作伙伴的共同價值。
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