一家制定商決定使用自主移動機器人(AMR)實現(xiàn)其物料運輸和搬運的自動化。在確定了一些能夠為工作承載足夠有效負載的自主移動機器人(AMR)之后，需要找到可以直接比較的一些因素。如果該公司正在排查數(shù)據(jù)表，可重復性和準確度規(guī)范是良好的起點。將會看到像 10毫米或 25毫米這樣的數(shù)字，但這些數(shù)字的真正含義是什么，它們?yōu)槭裁粗匾窟@些數(shù)字在不同自主移動機器人(AMR)制造商的數(shù)據(jù)表上是否表示相同的含義？

那么制造商能否確信其每個自主移動機器人(AMR)都會始終如地定位，以可靠地從其輸送系統(tǒng)中拾取或交付貨物、更換托盤或執(zhí)行更多的自動化任務？

以下將提供在選擇自主移動機器人(AMR)過程中正確考慮可重復性和準確性所需的背景知識。

重復性 和 準確性 有什么區(qū)別？

重復性是自主移動機器人(AMR)將返回到制造設施中所需位置的一致性。準確性是衡量自主移動機器人(AMR)與現(xiàn)實世界中某些領域對齊的緊密程度。

對于許多的自動應用程序來說，重復性和準確性之間的區(qū)別非常重要。重復性是無需人工操作和需要頻繁人工干預的操作之間的區(qū)別。

自主移動機器人(AMR)通常使用來自多種傳感器類型的數(shù)據(jù)來編譯它們預期導航的空間的數(shù)字地圖。當自主移動機器人(AMR)在生產(chǎn)設施中移動時，它使用各種傳感器更新其在地圖上的位置。此過程稱為 本地化 。常見的本地化形式將實時傳感器數(shù)據(jù)與由掃描激光、攝像頭、代碼閱讀器或磁傳感器制成的地圖進行比較。

在創(chuàng)建地圖后，將訓練AMR的目標位置。例如，可以人工將AMR與輸送線的輸出對齊，并將該目標添加到其地圖中。每次AMR被指示返回這一目標時，它都會出現(xiàn)一些定位錯誤。由于傳感器噪聲、動態(tài)環(huán)境、機械公差等原因，其理想位置總會存在一些可測量的偏差。為了使操作可靠，重要的是該偏差在其允許限制范圍內。在此示例中，重要的是AMR與輸出傳送帶充分對齊，以便從傳送帶接收箱子、手提箱或托盤，而不會堵塞或掉落貨物。如果在地板上標記AMR每次返回教學目標多次定位的點，將找到一組點。這種分組的緊密性是其AMR的可重復性。該分組的中心是否在最初教授目標的確切位置？如果是這樣，AMR在這一目標上是可重復且準確的。如果企業(yè)的分組足夠緊密以滿足其需求，但AMR與共傳送帶對齊不夠好，那么AMR可能被認為是可重復的，但在這一位置不夠準確。

解決這個問題可能很簡單，只需移動教導的目標位置，以便記錄分組的中心位于更準確的位置。在實踐中，當添加更多目標、頻繁重新安排生產(chǎn)線，或者最重要的是，當添加額外的AMR時，測量和編輯位置可能很快變得無法維持。

如果有大量的AMR，它們會以這種可重復性達到每個目標嗎？

大多數(shù)AMR控制器提供與整個AMR共享單個設施地圖的便利。這一功能伴隨著微妙但重要的考慮，即制作地圖的AMR將是車隊中最精確的AMR。該AMR與機隊中其他AMR之間的差異可歸因于幾個難以消除的因素，其中包括：

傳感器位置和車輪位置的AMR裝配公差

傳感器校準差異

車輪磨損不均

變速箱齒隙等。

考慮AMR制造商原始規(guī)格中未表示的錯誤來源也很重要。例如，如果系統(tǒng)集成商在每個AMR上構建輸送系統(tǒng)，那么輸送機的裝配公差及其安裝將影響AMR機群的精度。

單個AMR的成功演示是一個良好的開端，但它不一定能保證更大的AMR機群能夠可靠地運行，除非制造商或系統(tǒng)提供商也可以為企業(yè)提供機群性能的價值。

使用多個AMR進行整個機群的可重復性測試將產(chǎn)生更值得信賴的規(guī)范。但是，從數(shù)十個AMR中收集數(shù)據(jù)是不切實際的。開始使用四個AMR進行測試，以自信地評估更大機群的可重復性。如果測試車隊中的任何單元作為異常值脫穎而出，但沒有顯示任何可識別的物理缺陷或傳感問題，建議向測試樣本添加更多AMR。

AMR如何在真正重要的地方實現(xiàn)對齊？

先回到傳送帶的例子。如果一組AMR將從同一傳送帶接收貨物，那么它們都必須足夠準確地對齊以實現(xiàn)安全可靠的傳輸。如果AMR向左或向右太遠，或者如果AMR和傳送帶之間留有太大的間隙，則存在傳輸貨物被卡住的風險。AMR和輸送機之間的旋轉對齊通常是最重要的考慮因素。一些程度的錯位可能意味著成功轉移和操作延遲之間的差異。

一些AMR通過附加傳感來提高其在這些關鍵位置的精度，這些傳感可與膠帶或噴漆線、后向反射器、條形碼或其他基礎設施一起使用。例如，可以在地板上放置一條磁力線，并在每個AMR上安裝傳感器，車隊將能夠在 10毫米和 0.5度范圍內的傳送站停止。

提高局部精度的另一種方法是使用AMR現(xiàn)有傳感器來檢測感興趣位置附近的已知特征。這些特征提供了一個相對于AMR可以定位的地標。一些自動化解決方案供應商已經(jīng)開發(fā)了單元對齊定位系統(tǒng)（CAPS）。CAPS使AMR能夠使用其現(xiàn)有的掃描激光器來識別特定的幾何形狀，并將其自身定位在車隊范圍內的可重復性和對齊至關重要的目的地。

考慮影響可重復性的關鍵因素的提示

（1）環(huán)境密度

一般來說，AMR在有很多功能需要本地化的地方會比在非常空閑的環(huán)境中表現(xiàn)更好。

（2）嘈雜的環(huán)境

重復性測試的條件應以預期環(huán)境的條件為模型。AMR依賴于檢測環(huán)境特征，例如墻壁和其他永久性固定裝置。AMR定位將在地圖制作后立即獲得最準確，在任何地圖特征發(fā)生偏移或變得模糊之前。在實踐中，生產(chǎn)設施將不斷變化；裝滿貨物的托盤可能會遮擋環(huán)境特征，或者人和其他車輛可能會阻止AMR傳感器識別許多地標性特征。

（3）接近方向

當AMR始終從同一方向接近目的地時，您可能會發(fā)現(xiàn)您的車隊的定位精度更高。這可能是由于從不同方向接近時環(huán)境因素的差異造成的，例如可見特征的數(shù)量，或者這些特征被未映射的障礙物遮擋的數(shù)量。這也可能是由導致過沖或下沖趨勢的AMR特定因素引起的。

（3）地面條件

AMR可重復性可能會受到地面平整度、平整度、缺陷和摩擦系數(shù)的影響。在進行自己的測試時，記錄地板面狀況很重要。如果測試將在不同的空間進行，需要記住預期操作環(huán)境的地面條件。

（4）速度/加速度

滿足指定的精度或可重復性規(guī)范是否需要使用不同于AMR默認值的速度或加速度？如果是這樣，則應指定這一點，尤其是當差異顯著到足以影響整體周期時間或AMR可用性時。

結論

AMR的使用曾經(jīng)是一項技術奇跡，開始成為世界各地工廠和倉庫的主流，幫助企業(yè)維持和發(fā)展而不會產(chǎn)生不必要的成本。希望白皮書能夠幫助企業(yè)了解AMR可重復性的重要性，并幫助調動AMR機群，讓其運營快速而真正受益。

編輯：Harris