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EDEL Teknoloji Sistemleri Sanayi ve Ticaret Ltd.Şti

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Edificio di FAULHABER Asia Pacific Pte Ltd., Singapore

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Edificio di FAULHABER Polska sp. z o.o., Poznan, Poland

FAULHABER Polska sp. z o.o.

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Edificio di FAULHABER Italia S.r.l., Lomazzo, Italy

FAULHABER Italia S.r.l.

Via Cavour 2

22074 Lomazzo CO

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Edificio di FAULHABER France SAS, Montigny-le-Bretonneux, France

FAULHABER France SAS

Parc d’activités du Pas du Lac2, Rue Michaël Faraday

78180 Montigny-le-Bretonneux

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ELMEQ Motor

Passeig Ferrocarrils Catalans 178

Cornellà de Llobregat 08940 (Barcelona)

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marketing@elmeq.es

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MOVETEC OY

Suokalliontie 9

01740 Vantaa

Tel.: +358 (0) 9 5259 230

info@movetec.fi

www.movetec.fi

Routech s.r.o.

Dr. Milady Horákové 185/66

460 06 Liberec

Tel.: +420 489 202 971

info@routech.cz

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Compower ApS

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info@compower.dk

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Marte Científica e Instrumentação Industrial Ltda

Av Fco Andrade Ribeiro 430

37540-000 Santa Rita do Sapucai, MG

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Edificio di FAULHABER Benelux B.V., Eindhoven, Netherlands

FAULHABER Benelux B.V.

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5656 AE Eindhoven

Tel.: +31 (0) 40 85155-40

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Motori CC senza spazzole in robot logistici a guida autonoma

L’obiettivo è chiaro: Magazino si propone di creare il primo magazzino al mondo che pensa e opera autonomamente e sono sulla buona strada per riuscirci. Il nuovo robot per la logistica si chiama TORU e al momento sta dando buoni risultati nei test pratici con i maggiori fornitori di servizi di spedizione. Questi ultimi usano il sistema intelligente e a guida autonoma soprattutto per spostare le scatole delle scarpe nella fase di evasione dell'ordine. TORU è stato concepito come un robot controllato dalla percezione. Grazie all'uso di telecamere, elaborazione delle immagini, sensori ed intelligenza artificiale è in grado di percepire ed interpretare correttamente il suo ambiente per poi usarlo come base per prendere le proprie decisioni.

Motori CC senza spazzole in robot logistici a guida autonoma

Il robot si crea una propria idea dell'ambiente che lo circonda

Prendere decisioni? Quando TORU riceve un ordine di prelevare un determinato paio di scarpe, innanzitutto riceve l'indirizzo nel magazzino e un codice a barre. Quindi, il robot sa dov’è ubicata la postazione di destinazione ed è in grado di dirigersi direttamente fino all'indirizzo. A questo punto la colonna di sollevamento sulla parte frontale del veicolo ruota di 90 gradi verso lo scaffale, una pinza si muove verso la postazione specificata ed è qui che TORU inizia a prendere le proprie decisioni. Grazie all'uso di riprese tridimensionali, il robot produce dapprima un'immagine della situazione attuale. «Nello scaffale c'è davvero una scatola di scarpe? Il codice a barre giusto è presente? Sono in grado di prelevare la scatola di cartone: forse è stata spostata lateralmente di un paio di centimetri e rischia di rimanere incastrata durante il prelievo?» La portavoce di Magazino Florin Wahl usa queste domande per descrivere i compiti principali dell'analisi visiva. Sono le relative risposte a rendere il sistema di Monaco di Baviera così unico. Se, ad esempio, dietro ad un ordine di prelievo c'è una scatola di cartone che è stata posizionata un po' di traverso da un dipendente, il robot cerca di adattare il proprio processo di prelievo alle circostanze. Se TORU accerta che il prelievo non è comunque possibile, l'ordine viene rimandato al sistema e quindi spetta ad un impiegato del magazzino eseguire il lavoro manualmente.

Se non vengono rilevati problemi, sono innanzitutto gli azionamenti di FAULHABER ad essere responsabili per la movimentazione delle scatole di scarpe. Qui i controlli di posizione, i servomotori brushless CC della serie BX4 e i riduttori planetari formano un sistema di azionamento che serve a far uscire e rientrare una linguetta metallica. Il compito in questo caso è di chiudere il divario tra il veicolo e la base dello scaffale. In tal modo il cammino è livellato consentendo alle scatole di cartone di essere estratte sulla superficie piatta, con una pressione negativa.

Eccellente comportamento durante il sovraccarico

Per il posizionamento della pinza di aspirazione lungo una cremagliera, Magazino utilizza gli azionamenti del tipo BX4 di FAULHABER. Con una potenza di 62 watt, i servomotori c.c. brushless forniscono coppie nominali fino a 72 mNm in funzionamento continuo. Ad essere interessanti per Magazino sono le coppie di picco fino a 96 mNm. La capacità di sovraccarico è determinante per superare le coppie di spunto durante la movimentazione delle scatole di scarpe. «Abbiamo bisogno di motori dall'elevata densità di potenza», spiega Raphael Vering della sezione di sviluppo ingegneristico di Magazino. Dato che le coppie di picco vengono sollecitate solo per un lasso di tempo molto breve non sussiste alcun rischio che i motori si surriscaldino.

Motori CC senza spazzole in robot logistici a guida autonoma

Azionamenti più piccoli

Il potente comportamento durante il sovraccarico dei motori, con un diametro di soli 32 millimetri, offre una serie di vantaggi per i pionieri della logistica di Monaco di Baviera. Il design consente di utilizzare dei motori più piccoli grazie alla gestione affidabile delle coppie di spunto. Il risultato è che gli azionamenti più piccoli sono naturalmente più leggeri. «La massa della pinza deve essere più piccola possibile poiché deve essere spostata lungo l'asse verticale con TORU», spiega Raphael Vering. Più è pesante l'unità pinza, più la potenza del motore dell'asse verticale dovrà essere elevata. Inoltre, c'è la questione del baricentro quando TORU deve afferrare una scatola di scarpe collocata al livello più alto di uno scaffale alto due metri.

Senza dubbio il baricentro può essere spostato facilmente verso il basso usando una base più spessa. Questo, tuttavia, rende l'unità mobile più pesante. E di conseguenza necessita di un motore d’azionamento più potente. Questo, a sua volta, comporta un maggiore consumo di energia dalla batteria, cosa che ne riduce così la portata. Un design leggero è inoltre necessario poiché l'uso di TORU è previsto non solo sul cemento solido al pianoterra, ma anche su strutture prefabbricate più delicate ai piani intermedi. «Qui in particolare i carichi delle superfici sono molto limitati. Noi però vogliamo che TORU sia il più versatile possibile», asserisce Florin Wahl. Dunque dei motori più grandi implicherebbero anche una limitazione per la movimentazione, soprattutto quando le scatole di cartone si trovano a solo un paio di centimetri dal pavimento ed è necessario che gli azionamenti non siano di ostacolo. Grazie alla soluzione di FAULHABER, Magazino è in grado di andare molto verso il basso e di ritornare verso l'alto. «Questo è estremamente importante quando consideriamo la capacità di un magazzino rispetto alla superficie del pavimento. Ogni spazio supplementare per scaffali vale come oro», riassume Florin Wahl.

L'idea che si cela dietro TORU è l’implementazione di un sofisticato sistema fatto di automazione, robotica, sistemi di visione e guida autonoma. Durante la fase di valutazione degli azionamenti, Magazino era pertanto alla ricerca di soluzioni che offrissero una densità di potenza ottimale. Queste ultime, a loro volta, dovevano poter essere integrate elegantemente nell'idea di automazione esistente. «Decisivo per noi è stato il supporto della comunicazione CANopen», rammenta Raphael Vering. Dato che l'azienda di Monaco di Baviera era in grado di usare un sistema di controllo del movimento di FAULHABER che si integrava completamente e perfettamente nel proprio sistema, ciò consentiva al dipartimento di sviluppo una maggiore libertà per ulteriori ottimizzazioni della nuova soluzione logistica. «Non abbiamo bisogno di investire tempo nei nostri stessi controllori o nell'integrazione degli encoder», sottolinea Vering. Insieme ai servomotori c.c., i controllori di posizione di FAULHABER della generazione V2.5 formano dei sistemi di posizionamento estremamente dinamici. Per il controllo di retroazione, Magazino usa dei sensori analogici ad effetto Hall, che in questo modo eliminano la necessità di un encoder separato per la retroazione. Il controllo della corrente integrato nei controlli di posizione limita la coppia e di conseguenza protegge l'elettronica ed il motore dal sovraccarico. Magazino, a sua volta, si serve di questa funzione per rilevare eventuali problemi nel flusso di materiali, come ad esempio il caso della scatola di scarpe rimasta incastrata nello scompartimento dello scaffale che provoca l'arresto dell'unità di prelievo.

Conclusione

Con TORU, Magazino è riuscita a sviluppare una soluzione di movimentazione del materiale in grado di migliorare l'efficienza nella logistica in maniera semplice ed affidabile. L'attuale situazione dell'occupazione in Germania rivela chiaramente il potenziale di questa invenzione. L'offerta di manodopera è in calo - specialmente di notte e nel fine settimana. Ma questi periodi corrispondono proprio al momento in cui avviene lo shopping online. L'uso di robot per la logistica che siano autonomi e che operino in maniera intelligente potrebbe rappresentare un modo per fare almeno un lavoro preliminare per la fase di elaborazione dell'ordine all'inizio della settimana. Per questo TORU è dotato di uno scaffale mobile nel quale vengono collocate le scatole prelevate. Le unità di centratura con gli azionamenti FAULHABER consentono di posizionare le scatole facendo economia di spazio.

FAULHABER BX4
Coppia elevata e rigidità di velocità grazie alla tecnologia a 4 poli
Controllo di posizione per spazi di installazione estremamente ridotti grazie ai sensori di Hall analogici opzionali
Concetto di montaggio modulare e conforme al diametro per encoder magnetici e ottici ad alta risoluzione
Disponibili versioni con controlli di velocità o di posizione integrati
Elevata affidabilità e lunga durata di vita
Rotore bilanciato dinamicamente, funzionamento silenzioso
Dettagli

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