کنترل PC-based عملکرد بالا برای ربات‌های متحرک

آرین کنترل - مرکز تخصصی آموزش پی‌ال‌سی بکهوف (Beckhoff PLC) و اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation) توین‌کت ۳ (TwinCAT 3)

AGV و AMR در تولید و لجستیک داخلی: آینده اتوماسیون انبارداری

بازار AGV (Automated Guided Vehicle) و AMR (Autonomous Mobile Robot) به سرعت در حال گسترش است و انعطاف‌پذیری، کارایی و ایمنی اضافی‌ای که سیستم‌های حمل‌ونقل بدون راننده به دنیای لجستیک داخلی و تولید می‌آورند، این رشد را تقویت می‌کند. در این زمینه، پلتفرم اتوماسیون قدرتمند، فشرده و انعطاف‌پذیر بکهوف یعنی PC-based Control به کاربران امکان دستیابی به مزایای فناوری عمده را می‌دهد.

داگ شوچارت، مدیر صنایع لجستیک داخلی جهانی در بکهوف اتوماسیون (Beckhoff Automation)، در این کتاب سفید (White Paper) نکات کلیدی این فناوری را تشریح می‌کند.

تعاریف کلیدی: AGV در مقابل AMR

AGV (Automated Guided Vehicle)

وسایل نقلیه‌ای که در مسیر مشخص و تعریف‌شده حرکت می‌کنند. آن‌ها به‌طور خودکار هدایت می‌شوند اما فقط می‌توانند در مسیر از پیش تعریف‌شده حرکت کنند.

AMR (Autonomous Mobile Robot)

وسایل نقلیه‌ای که به‌طور مستقل در محیط خود حرکت می‌کنند. آن‌ها می‌توانند به‌طور مستقل موانع را تشخیص داده و از آن‌ها اجتناب کنند.

رشد بازار و چالش‌های فناوری در Industry 4.0

حتی قبل از پاندمی کووید-19، شرکت‌های مختلف به ربات‌های صنعتی نگاه دقیقی داشتند و دلایل خوبی برای این کار وجود داشت. ربات‌ها فرصت‌هایی برای کاهش کمبود نیروی کار ماهر، بهبود بهره‌وری و حفظ کیفیت عملیاتی در سطح ثابت بالا ارائه می‌دهند. ربات‌ها اغلب وظایف یکنواخت و سخت را که کارمندان نمی‌خواهند انجام دهند، مانند بلند کردن اجسام سنگین، بر عهده می‌گیرند.

پاندمی کمبود کادر را بیشتر تشدید کرد و موجی از علاقه به ربات‌ها برای محیط‌های تحویل و تولید ایجاد کرد. در نهایت، کاربران نهایی می‌خواهند - و نیاز دارند - به‌طور انعطاف‌پذیر به نیازهای در حال تغییر مشتریان پاسخ دهند، به همین دلیل آن‌ها به‌طور فزاینده‌ای مفاهیم نوآورانه را می‌طلبند که به آن‌ها اجازه دهد پیکربندی سیستم‌ها را سریع و آسان تغییر دهند.

پیش‌بینی Forbes Business Insights نشان می‌دهد که میانگین رشد سالانه جهانی برای ربات‌های متحرک خودمختار از سال 2021 تا 2028 برابر با 23.7% خواهد بود و در نهایت به 8.7 میلیارد دلار (8.07 میلیارد یورو) خواهد رسید. با افزایش چشمگیر فروش تجارت الکترونیک، انتظار می‌رود صنعت انبار و مراکز توزیع بالاترین رشد در ربات‌های متحرک را ثبت کند که پس از آن کاربردهای تولیدی قرار دارند.

مزایای رقابتی پلتفرم PC-based Control بکهوف

در بسیاری از موارد، قابلیت‌های ربات‌های متحرک می‌تواند توسط فناوری‌های زیربنایی محدود شود، زیرا اکثر پلتفرم‌های کنترل برای ربات‌های متحرک خودمختار شامل سیستم‌های مختلف (PLC، کنترل حرکت، سیستم ناوبری، سیستم ایمنی و سیستم باتری) هستند. ترکیب این اجزای جداگانه یک سیستم کنترل AGV به‌طور سنتی کار پیچیده‌ای بوده و نیازمند یکپارچه‌سازی دقیق و سیم‌کشی در قاب فشرده AGV است.

در اینجا PC-based Control بکهوف مزیت بحرانی‌ای ارائه می‌دهد زیرا یکی از فشرده‌ترین سیستم‌های کنترل برای ربات‌های متحرک است و تمام کارکردهای ضروری را در یک سیستم کنترل ماشین فشرده ترکیب می‌کند. حتی ناوبری که عمدتاً به شکل یک جعبه سیاه جداگانه ارائه می‌شود، می‌تواند با فناوری کنترل PC-based باز از بکهوف پیاده‌سازی شود - در صورت نیاز حتی بر روی یک هسته پردازنده جداگانه CPU یا در سیستم عامل مختلف که در یک ماشین مجازی بر روی همان CPU اجرا می‌شود.

آرین کنترل به عنوان پیشگام آموزش PLC بکهوف در ایران، دوره‌های تخصصی TwinCAT 3 و PC-based Control را با تمرکز بر ربات‌های متحرک و سیستم‌های AGV/AMR ارائه می‌دهد. مهندسان اتوماسیون در این دوره‌ها با تکنیک‌های پیشرفته برنامه‌نویسی، پیاده‌سازی الگوریتم‌های ناوبری و یکپارچه‌سازی سیستم‌های مختلف آشنا می‌شوند.

مزیت کلیدی: پلتفرم کنترل قدرتمند برای AGV و AMR

بکهوف سیستم‌های اتوماسیون باز را با استفاده از فناوری PC-based Control آزموده‌شده پیاده‌سازی می‌کند. حوزه‌های اصلی که طیف محصولات آن‌ها پوشش می‌دهد شامل کامپیوترهای صنعتی، اجزای I/O و فیلدباس، فناوری درایو، نرم‌افزار اتوماسیون، اتوماسیون بدون کنترل کابینت و سخت‌افزار برای ماشین ویژن است. EtherCAT به عنوان فیلدباس اترنت زمان واقعی ارتباط با عملکرد بالا را تضمین می‌کند.

ویژگی‌های برجسته پلتفرم مدولار بکهوف

طیف مدولار اجزای بکهوف مزیت رقابتی واضحی در اتوماسیون AGV و AMR فراهم می‌کند. طیف‌های مختلف محصولات که می‌توانند به عنوان اجزای جداگانه یا یکپارچه در یک سیستم کنترل کامل و سازگار متقابل استفاده شوند، برای تمام بخش‌ها در دسترس هستند - حتی برای سیستم‌های خودمختار مانند AGV، AMR و شاتل‌ها برای سیستم‌های انبارداری خودکار.

با نرخ‌های به‌روزرسانی قابل دستیابی در محدوده زیر میلی‌ثانیه و جیتر کمتر از 5 میکروثانیه، PC-based Control به کاربران نهایی یک پلتفرم کنترل قطعی ارائه می‌دهد که کنترل بسیار دقیق بدون محدودیت‌های عملکرد فراهم می‌کند.

مزیت کلیدی دیگر PC-based Control از بکهوف این است که وظایف مختلف کنترل AGV می‌توانند در هسته‌های جداگانه یک CPU چندهسته‌ای توزیع شوند تا عملکرد CPU بهینه شود، حتی در صورت نیاز یک هسته واحد نیز از طریق Core Boost توین‌کت تقویت شود. نتیجه یک معماری سیستم کاملاً یکپارچه بر اساس یک PC صنعتی یا جاسازی‌شده است که تمام کارکردهای AGV را انجام می‌دهد: PLC، کنترل حرکت، HMI، ویژن، روباتیک، آنالیز، یادگیری ماشین و تمام disciplines مرتبط.

آموزش تخصصی PLC بکهوف: آرین کنترل پیشتاز در ایران

برای مهندسان مکانیک، مهندسان برق و متخصصان اتوماسیون که می‌خواهند در حوزه AGV/AMR Programming و Beckhoff PLC Training مهارت کسب کنند، آرین کنترل بهترین مرکز آموزشی در ایران محسوب می‌شود:

✓ دوره‌های جامع TwinCAT 3 با تمرکز بر Motion Control و Robotics Programming

✓ آموزش عملی EtherCAT و Industrial Communication Protocols

✓ پروژه‌های واقعی AGV با Beckhoff Hardware اورجینال

✓ مدرسان مجرب با سابقه کار در پروژه‌های بین‌المللی

✓ گواهینامه‌های معتبر Beckhoff برای ارتقای شغلی

✓ پشتیبانی فنی 24/7 و مشاوره پروژه رایگان

روند رو به رشد: ربات‌های متحرک صنعتی با ATRO

یکی دیگر از روندهای عمده که نیازمند انعطاف‌پذیری است، ربات‌های متحرک صنعتی است. اساساً، این یعنی یک ربات متحرک با بازوی ربات مفصلی که می‌تواند کارکردهای picking یا palletizing انجام دهد. باز بودن TwinCAT و EtherCAT به این معنی است که پلتفرم بکهوف می‌تواند تقریباً هر ربات شخص ثالث را پشتیبانی کند.

بکهوف همچنین ربات مدولاری به نام ATRO (Automation Technology for Robotics) را اعلام کرده است. این فناوری منحصربه‌فرد و نوظهور سفارشی‌سازی را در این و سایر کاربردها افزایش می‌دهد.

ATRO یک سیستم ربات مدولار است که در آن ماژول‌های مختلف لینک و موتور می‌توانند برای ساخت کینماتیک‌های ربات که به‌طور بهینه با وظیفه مورد نظر تطبیق داده شده‌اند، استفاده شوند. کابل‌ها برای ارتباط، برق و پنوماتیک از مرکز بازوی ربات عبور می‌کنند تا بتواند در هر محور بی‌نهایت بچرخد. این امر نیاز به راهنمای کابل خارجی مخرب را که دسترسی بازوی ربات را محدود می‌کند، از بین می‌برد.

شاید بزرگترین مزیت سیستم ATRO این باشد که کاملاً در معماری کنترل TwinCAT یکپارچه شده و به این معنی که کنترلر ربات جداگانه‌ای مورد نیاز نیست. کنترلر ربات متحرک از بکهوف کینماتیک‌های ATRO را نیز کنترل می‌کند. ATRO امکانات جدیدی برای ربات‌های متحرک با بازوهای ربات اضافی باز می‌کند و انعطاف‌پذیری مورد نیاز بسیاری از کاربران نهایی در خدمات خرده‌فروشی و تحویل بسته را فراهم می‌کند.

نتیجه‌گیری

ربات‌های متحرک خودمختار نقش مهمی در انبارها و مراکز توزیع مدرن ایفا می‌کنند و بازار به سرعت در حال تکامل است زیرا ارائه‌دهندگان بیشتری وارد عرصه می‌شوند. شرکت‌ها در این فضای شلوغ نیاز به راه‌هایی برای رقابتی‌تر بودن دارند تا ربات‌های متحرک کوچک‌تر و چابک‌تر ارائه دهند که چرخه‌های عمر طولانی را با نگهداری ساده ترکیب می‌کنند.

در اینجا بکهوف شریک ایده‌آل محسوب می‌شود و راه‌حل‌های کنترل و درایو فشرده، عالی‌الاداء و ایمن ارائه می‌دهد تا مزیت رقابتی مورد نیاز برای ایجاد موقعیت پیشرو در این بازار به سرعت در حال تکامل را به شما بدهد.

برای یادگیری این فناوری‌های پیشرفته و کسب مهارت‌های عملی در AGV/AMR Development، آرین کنترل همراه شماست تا با آموزش‌های تخصصی و پروژه‌محور آینده‌ای موفق در صنعت اتوماسیون را برای شما رقم بزند.