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日立制作所公开自主移动型双臂机器人
http://cn.newmaker.com 8/28/2015 8:54:00 AM  日经BP社
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工业机器人展厅
大负载机器人, 直角坐标机器人, 机械手, ...
日立制作所开发出了在处理多品种商品的仓库中实施分拣装箱作业的自主移动型双臂机器人,并在集团旗下公司日立物流的阿迪达斯营业所公开。目标是2~3年后在旗下公司的工厂投入实际使用,在5年后投放市场。其背景在于,随着网络邮购市场的扩大及客户需求的多样化,多品种少量型仓库趋于增加。该机器人将负责以前由人来实施的分拣装箱作业,在庞大仓库内从摆着商品的货架中找出指定商品后,搬运装箱。

此次发表的机器人在带旋转台的自走式台车——无人搬运车(AGV)上配备两个伸缩式升降台,并在两个升降台上分别安装了一只精工爱普生制造的6轴工业用机械臂。升降台可使两只机械臂独立上下运动。两只机械臂前端各带有不同的末端执行器。右手装有一个加拿大ROBOTIQ制造的两指夹爪和一个日本碧铄科(PISCO )制造的吸附夹爪,左手装有德国施迈茨(SCHMALZ)制造的吸附夹爪。

两只手臂各具备一个商品识别用摄像头和一个距离图像传感器。可用左手吸住装有PET瓶的箱子从货架中拉出,然后立即用右手的两指夹爪抓住PET瓶的瓶盖部分取出,装入另一箱子,完成类似的一系列动作。另外,还可自然实施两手协调作业,比如在左手吸住鞋盒拉出时,用右手撑着鞋盒侧面,而原来靠一只机械臂无法支撑。据称能够操作最大为1kg重、30cm长的商品。

从已投入实际使用的自动分拣装箱系统来看,目前已有具备商品分拣机构及移动机构的单功能机器人,但这种机器人并不具备使分拣及移动操作统一联动的能力。其原因在于,在使台车、升降台及机械臂联动时,机械间交流的通信量和运算量变得庞大,导致动作迟缓。为了解决这一问题,此次的机器人将这一机械间的通信量降到了最低限度,并事先对机器人定义了做动作的适当时机等。因此,与日立制作所以往机器人相比,从行走停止状态到取出货箱的耗时由7秒缩短到了3秒。如果再将以前人工寻找货架所花费的时间考虑进来,那么此次的机器人就实现了与人工作业时相同的速度。

在台车到达保管目的商品的货架前1m处,利用机械臂上安装的摄像头来识别商品。机械臂识别商品的大体位置后,在台车预定停止位置使夹爪向商品前移动,并同时向升降台发出相应指令。台车在停止后会立即向机械臂反馈与预定位置的偏差情况,修正夹爪位置。另外,为了在两只机械臂间略有位置偏差时也可操作,事先输入了机械臂间的位置偏差容许范围,由此来减少轨迹规划所需要的通信量,并完成联动。

日立从1960年代开始致力于电弧焊等工业机器人的开发,2000年代开发出了人型机器人“EMIEW”,在机器人开发上拥有很长的历史。另外,在物流搬运系统方面,该公司于2009年推出了使用SLAM的物流搬运系统“Intelligent Carry”。2014年该公司又上市了抬起货架来搬运的无人搬运车“Racrew”,目前在日立物流的仓库使用了20台。

日立于2015年8月发表了在货架摆放发生变化、地板上无标记时也可准确移动的技术。该技术将事先导入无人搬动车的摆放图分成仓库墙壁及柱子等“不动区”和货架等“移动区”来管理。作业时可将距离传感器计测的柱子及货架的位置与该摆放图对照,在确认自车位置后,仅更新“移动区”的货架摆放信息,由此来实时掌握环境变化。此次发表的机器人也采用了这一技术,距离传感器使用了北阳电机制造的测距仪。

日立表示,为了使此次的机器人投入实际使用,今后将推进小型轻量化设计,并同时导入安全措施,以防止有人进入仓库时发生意外。“我们将使该机器人能够拣取衣服等形状会发生变化的商品,并同时满足可使多品种商品实现高效装箱的需求”(日立制作所研究开发部门基础研究中心研究员木村宣隆)。(记者:长场景子,《日经Robotics》)

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