ハンドリングロボットの内部を解説：AiTEN MP10Sロボットの効率的な運用方法

制御システムから3D SLAMナビゲーションまで、ハンドリングロボットの仕組みとそのコアコンポーネントを1つの記事でお読みいただけます。

工場内を自由に行き来するハンドリングロボットの仕組みに興味はありませんか？ハンドリングロボットは、工場やその他の環境で資材を運搬・搬送するために使用される自動化された装置です。インテリジェントロジスティクスの中核機器として、ハンドリングロボットは正確なナビゲーションと効率的なコラボレーションを実現する業界標準となっています。この記事では レッドドット賞を受賞したAiTEN MP10sを例に挙げ、ハンドリングロボットの5つのコアシステムを深く分析し、その内部構造と動作原理を明らかにし、ハンドリングロボットの秘密を理解します！

1.ハンドリング・ロボットの「心臓」：制御システム

ハンドリングロボットにとって、制御システムはその心臓部である。このシステムの中核は産業用コンピューターまたはPLC（ビルトイン・ロジック・コントローラー）であり、ロボットが効率的にハンドリング作業を遂行できるように、タスクの受信、経路の計画、コマンドの送信を担当する。

MP10Sは、企業のWMSやMESシステムと統合し、自動タスク割り当てとスケジューリングを実現します。また、リアルタイムのパスプランニングと複数のロボットによる共同作業をサポートすることで、混雑や衝突を回避し、全体的な作業効率を向上させます。

AiTENRC-F3.0コアAIブレーンはシステムと深く統合し、シームレスな接続を実現し、車両操作の安定性と協調性を大幅に向上させる。AiTEN RC-F3.0コアAIブレーンは、産業車両向けに特別に設計されたマスターコントローラーチップであり、高い演算能力、幅広い互換性、様々なタイプの車両への柔軟な適応性を備え、費用対効果の最大化を考慮した配備プロセスを加速する。

 2.ハンドリングロボットの「手足駆動システム

ハンドリングロボットの動作は、人間の足と同じように、ハンドリングロボットの動きを決める駆動システムに依存しており、一般的な駆動モードは、シングルラダーホイール駆動、ダブルラダーホイールタイプ、ディファレンシャルホイールタイプ、マクナミーホイールタイプである。

MP10Sはディファレンシャルドライブ＋エマージェンシーパワーオフ設計を採用し、柔軟性が高く、不測の事態でのブレーキに素早く対応し、人と機械の混合の安全性を確保します。

 3.ハンドリングロボットの「目」：ナビゲーションシステム

ハンドリングロボットに目がなければ、目隠しをして歩いているようなもので、いつ壁にぶつかってもおかしくない。したがって、ナビゲーションシステムは、ハンドリングロボットが正確に目標に到達できるかどうかを決める重要な技術なのである。

MP10sは、3D SLAMレーザーナビゲーション技術を採用し、複雑で変化する倉庫環境において、正確な位置決めと自律的な経路計画を保証することができ、位置決め精度は±10mmです。3D SLAMレーザーナビゲーション技術分析（MP10sコア構成）：

• リアルタイムで3次元環境マップを構築、位置決め精度±10mm
• ダイナミックな障害物回避アルゴリズム、棚の変更/人の流れのシナリオに適応
• ノンマーキング操作に対応し、配備コストを削減

現在、市場で主流のナビゲーション方式には、磁気ストライプナビゲーション、二次元コードナビゲーション、ビジュアルナビゲーションなどもある。異なるナビゲーション方式は、異なる作業シナリオに適している。磁気ストライプナビゲーションは倉庫の棚と棚の間の固定されたルートに適しており、レーザーナビゲーションは複雑なシナリオに適しており、ビジュアルナビゲーションはカメラを使って地面のマーカーや環境の特徴を識別し、より柔軟性があり、SLAMナビゲーションは動的に変化する環境に適しています。

4.ハンドリングロボットの「感知神経」：センサーシステム

ハンドリングロボットは、動作中に障害物に気付き、環境を認識する必要があり、そのためには情報を収集するための様々なセンサーが必要となる。センサーはハンドリングロボットの神経系のようなもので、周囲の変化を「見」、「聞き」、「感じる」ことができると言える。

LIDARは、障害物を検知し、自律的な障害物回避を行うことができるハンドリングロボットによく使用されるセンサーである。

フォークチップセンサーと定置センサーは、±10mm以内の精度を制御するために連携している。

これらのセンサーにより、ハンドリングロボットは正確にルートをたどって荷物を運ぶことができるだけでなく、周囲の環境をリアルタイムで感知することができるため、衝突事故を回避し、作業の安全性を向上させることができる。

AiTENのハンドリングロボットMP10SはCE認証に合格しており、可聴・視覚アラームと緊急停止ボタンを装備し、人、機械、物品の三重の安全保護を実現しています。

5.ハンドリングロボットの「エネルギー源」：バッテリーと充電システム

どんなにパワフルなハンドリングロボットでも、電気がなければ動かない。ハンドリングロボットによく使われるバッテリーは、鉛バッテリー、リチウムバッテリー、スーパーキャパシタである。鉛蓄電池は低コストだが充電時間が長い。リチウム電池はエネルギー密度が高く、耐用年数が長く、急速充電に対応するが、コストが高い。スーパーキャパシタは充電速度が速いが、耐久時間が短く、高頻度・短距離動作に適している。 

MP10S adopts lithium iron phosphate battery, with high safety and security, rated operating range of 6~8 h, charge and discharge cycle times up to 2000 times, support fast charging, charging time <1 h. 

作業効率を向上させるために、多くのハンドリングロボットは自動充電機能を備えており、電力が不足すると、自動的に充電ステーションに到着し、短時間の動作を確保するためにエネルギーを補充します、MP10Sも例外ではありません。

概要

ここで紹介したハンドリングロボットの構造も十分に明確で、主に次のようなコアパーツで構成されている：

• 制御システム：ハンドリングロボットにタスクを実行するよう命令し、経路を計画する。
• 駆動システム：ハンドリングロボットがどのように動くかを決定し、適切な駆動モードを選択する。
• ナビゲーションシステム：ハンドリングロボットが目標に正確に到達でき、迷うことがない。
• センサーシステム：ハンドリングロボットが周囲の環境を感知し、障害物を回避し、衝突を防ぐのに役立つ。
• バッテリーと充電システム：電力を供給し、自動充電をサポートし、耐久性を向上させます。

ハンドリングロボットのモデルや機能を詳しくお知りになりたい場合は、弊社（AiTEN Robotics）までご連絡ください。