CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Chương 5: Thiết kế, chế tạo robot. Chương 6: Kết quả thực nghiệm – đánh giá. Chương 7: Kết luận và hướng phát triển. 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu chung về robot AMRs Robot AMR (Autonomous Mobile Robot) là thế hệ robot tự hành dùng để vận chuyển các hàng hóa từ điểm này di chuyển đến các điểm khác nhau trong nhà kho, nhà xưởng.
Robot AMR là sản phẩm được nâng cấp từ xe AGV, nhưng robot AMR có những công nghệ tiên tiến mới giúp chúng hoạt động nhanh hơn, thông minh hơn và hiệu quả hơn so với AGV. Robot AMR đã và đang dần thay đổi cách thức sản xuất và kho hoạt động, nó là thành phần trọng yếu của các ngành công nghiệp liên quan đến vận chuyển giá rẻ và vận hành 24/7 để giúp các nhà sản xuất, các kho, bãi đưa được sản phẩm cho khách hàng.1: Xe tự hành AMR-KIVA sử dụng trong kho Amazon. Các sàn thương mai trực tuyến như sàn thương mại điện tử Amazon sẽ gặp phải những khó khăn với việc bắt kịp được nhu cầu thị hiếu của khách hàng nếu họ không sử dụng những thiết bị robot này. Chúng giúp xóa bỏ các công việc gặp khuôn từ công nhân, cho phép họ làm việc tại các trạm thuận lợi hơn cho sức khỏe từ đó gia tăng năng suất lao động.
Robot sản xuất truyền thống được cố định tại chỗ hoặc hoạt động trên một đường line cố định, nó không thể tự đưa ra quyết định một cách độc lập về cách thực hiện các yêu cầu mà nó được giao để thực hiện. Một Robot tự trị có thể tự đưa ra quyết định dựa vào một tập hợp các tham số mà nó lấy từ môi trường của nó. Khi sử dụng công nghệ tự trị kết hợp với nền tảng Robot di động, robot có thể hoàn thành số lượng nhiệm vụ cao hơn so với các công nghệ trước đây. Học máy và nhận thức về môi trường mở ra khả năng của robot thông minh để thực hiện các yêu cầu nhiệm vụ trước đây không thể hoàn thành được với robot thông thường.
5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Robot di động tự trị là thành phần không thể thiếu với sự phát triển của mọi hoạt động hàng ngày, các khía cạnh đời sống nói chung, và những hiệu suất cao nó đem lại cho ngành sản xuất. Robot AMR Đã thay đổi cách vận hành trong các nhà sản xuất và nhà xưởng, kho bãi, chúng là một thế hệ cao cấp của phiên bản xe AGV, có nhiều khả năng đáng ngạc nhiên hơn so với thiết bị tiền nhiệm của chúng. Cả hai trong số họ có thể di chuyển vật liệu từ điểm xuất phát đến vị trí mục tiêu và mang tải trọng rất cao, tải trọng lên đến 1500kg. Tuy nhiên, khi AGV xuất hiện không khác gì một đoàn tàu hỏa, mà chỉ hoạt động hiệu quả trên đường ray xe lửa được xác định trước.
Do đó, AMR có khả năng di chuyển tự do và lập kế hoạch đường đi theo thời gian thực cho phép nó cộng tác trong các nhiệm vụ xử lý vật liệu với con người và do đó khiến nó vượt mặt AGV. Ngoài những khác biệt cơ bản đó, điều gì nổi bật khi nói đến AMR là tránh chướng ngại vật. Chúng có thể tự động phát hiện chướng ngại vật và di chuyển xung quanh nó để hoàn thành nhiệm vụ được chỉ định bằng cách khoanh vùng trong bản đồ do chính nó tạo ra khi làm việc. Khả năng công nghệ cao này là nhờ nhóm linh kiện được trang bị bên trong AMR bao gồm camera độ sâu 3D và cảm biến Lidar để bảo đảm tính an toàn đối những vật thể xung quanh nó.
Các cảm biến này hoạt động cùng nhau để tạo điều kiện thuận lợi cho tầm nhìn và nhận dạng thông minh cả hai đối tượng tỉnh và động trong tầm nhìn của robot. Hơn nữa, AMR được cho là an toàn hơn AGV, khi chúng được huấn luyện để tránh con người và đủ thông minh để xác định những trở ngại của mọi thứ vùng hoạt động của nó. Chi phí duy trì AMR được coi là rẻ hơn so với AGV. Một AGV yêu cầu một dây hoặc băng từ dính trên mặt đất để xác định trước hướng dẫn của nó, do đó các dây này cần có nhiều thời gian và chi phí cho việc bảo trì, sau một thời gian đang hoạt động cần được thay thế để bảo đảm AGV hoạt động ổn định.
Trong khi AMR không yêu cầu bảo trì phần liên quan trên mặt đất.2 Lịch sử hình thành và phát triển của robot AMRs Robot di động tự trị (AMR) không có gì mới. Nó đã tồn tại khá lâu như các nguyên mẫu và công cụ để nghiên cứu và học tập. Chúng ta chỉ bắt đầu nhìn thấy chúng thường xuyên hơn vì sự sụt giảm chi phí sản xuất và công nghệ để chế tạo các loại Robot này. William Gray Walter đã phát triển AMR đầu tiên vào cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950.
Ông đã thực hiện hai nguyên mẫu thành công, Elmer và Elsie. Chúng bao gồm một cảm biến ánh sáng và cảm biến va chạm với ống chân không để mô phỏng hai tế bào thần kinh được kết nối. Các phiên bản sau của robot của anh ấy bao gồm một cảm biến âm thanh. Những robot này đã có thể di chuyển xung quanh môi trường của chúng.
Họ thậm chí đã có thể tìm thấy một trạm sạc sau khi khám phá. Trong khi những robot tự trị đầu tiên này có phần thô so với robot AI ngày nay. Trong ngành công nghiệp, hầu hết các tiến bộ trong các hệ thống tự trị gồm các phương tiện có hướng dẫn tự trị (AGV). Những chiếc 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI xe này vẫn đang được sử dụng rộng rãi ở hiện tại và bao gồm một chiếc xe có hệ thống điều khiển cho phép vận hành không người lái.
Các phiên bản đầu tiên của những chiếc xe này đã được phát minh và đưa vào sử dụng vào những năm 1950. Nó chỉ đơn giản là xe đẩy để vận chuyển từ điểm này đến điểm khác, trong kho và các ứng dụng sản xuất, mà không cần người lái xe. Hầu hết trong số chúng đã sử dụng các hệ thống điều khiển rất thô sơ bao gồm một dây được nhúng trong sàn với một dòng điện chạy qua nó để tạo ra một từ trường. AGV được thêm cảm biến có chức năng theo từ trường tạo bởi dây.
Những loại xe tự động này vẫn còn được sử dụng ngày nay, nơi không cần thiết hệ thống phức tạp hơn. Sau khi giới thiệu AMRS được tạo bởi William Gray Walter, hầu hết những tiến bộ của robot tự trị đều là trong các thí nghiệm thử nghiệm và phòng thí nghiệm. Mãi đến đầu những năm 1990, một AMR có khả năng thương mại mới có sẵn. Nó được gọi là người trợ giúp.2: Robot Trợ giúp.
robot tự hành AMR là thế hệ cao cấp của xe AGV đi kèm những tính năng đường đi thông minh không qua vạch từ, kết hợp phần mềm quản lý giúp di chuyển với đường đi ngắn nhất vận chuyển các vật liệu cho sản xuất.2 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.1 Các nghiên cứu ngoài nước • Ứng dụng vào Logistics: 7 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Hình 2.3: Robot AMRs ứng dụng trong kho hàng. Mặc dù khả năng của AMR tiếp tục tiến lên, thông dụng, ứng dụng cơ bản là việc vận chuyển vật chất. AMR vận chuyển các đơn hàng trong nhà kho,xưởng hoặc thông qua một cơ sở vận chuyển vô số lần trong một ngày. Vận chuyển là công việc sử dụng nhiều lao động vì thế sử dụng robot AMR ứng dụng vào công việc này là giải pháp hiệu quả dễ nhất cho việc tiết kiệm chi phí vận hành và nhân công.
• Ứng dụng vào Thương mại điện tử: Đưa AMR vào thương mại điện tử dưới nhiều hình thức, Bởi vì các nền tảng AMR có thể bao gồm nhiều các linh kiện, sự linh hoạt giúp chúng là lý tưởng ở các ứng dụng Các ứng dụng cụ thể như vận chuyển và sắp xếp. Một số nhiệm vụ cơ bản: ▪ Thực hiện đặt đơn hàng. ▪ Xử lý việc trả lại hàng hóa. ▪ Di chuyển và lọc nguyên liệu.
▪ Phân loại các bưu kiện. ▪ Quản lí sản phẩm tồn kho. 8 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI • Ứng dụng vào kho: Kho và trung tâm phân phối ngày nay rất lớn. Khi AMR được đưa vào các ứng dụng kho bãi để tự động hóa, chúng phù hợp nhất để thực hiện việc nâng hạ và chở hàng hóa trên khắp không gian.
Nhiệm vụ AMR với các kho cơ bản làm giảm thời gian, chi phí vận hành trong nhà kho, cho phép nó làm việc với các nhiệm vụ giúp giá trị tăng cao hơn. Một tính năng cần lưu ý cho AMRs là khả năng "xem" trong không gian mở. AMRS dùng laser quét không gian xung quanh nó và các hệ thống nhúng của nó phân tích dữ liệu từ cảm biến, cho phép nó nhìn thấy các chướng ngại vật và điều hướng an toàn. Tuy nhiên, các nhà kho khổng lồ thiếu các bức tường và các tính năng khác mà nhiều AMR cần phải điều hướng một cách hiệu quả.
Một nhiệm vụ quan trọng khác trong kho và phân phối là palletizing, một quá trình đơn điệu, lặp đi lặp lại rất phù hợp để tự động hóa. Để tăng tốc nhiệm vụ này và trao quyền cho người lao động thực hiện các công việc khác. Với các nền tảng AMR, tấm nâng và cánh tay robot, pallet hóa có thể gần như hoàn toàn tự động. Các robot palletizing có thể hoàn thành từng bước của quy trình - tải, vận chuyển và dỡ hàng - tự chủ, hiệu quả và chính xác.
• AMR và bộ điều khiển di động để sản xuất: Di chuyển của AMR giúp nó trở nên lý tưởng cho việc sản xuất luôn thay đổi. AMR được thiết kế sao cho trực quang, dễ cài đặt, vận hành sử dụng. Tối ưu và linh hoạt hơn, sử dụng cho các công nhân trong các nhà máy. Ngoài việc vận chuyển các bộ phận trong quá trình và hàng hóa thành phẩm, AMRs tích hợp với các phụ kiện như băng tải hoặc vũ khí Robot, có thể hỗ trợ trong quá trình sản xuất.
Ví dụ, AMRs với cánh tay Robot có thể sắp xếp, chọn và đóng gói các sản phẩm với khả năng thêm động di chuyển đến nhiều vị trí. Băng tải tĩnh từ lâu đã được sử dụng trong công việc, vì chúng giúp tăng tốc độ sản xuất và sắp xếp.