Określane również jako wózki AGV (Automated Guided Vehicles) roboty samojezdne wykorzystywane są głównie do zautomatyzowanego transportu materiałów, detali lub gotowych produktów (najczęściej z/do magazynu lub pomiędzy liniami produkcyjnymi), a także – coraz częściej – do rozładunku i załadunku przedmiotu transportu. W zależności od wielkości fabryki za transport odpowiadają pojedyncze wózki bądź też duże, zautomatyzowane systemy transportowe.
Dostępne są różne rodzaje tego typu rozwiązań. Niektóre działają na zasadzie holowania dołączanych przyczep, co pozwala na przewożenie dużych ilości towaru i często jest wykorzystywane w transporcie na duże odległości. Osobną grupę stanowią wózki pojedynczego załadunku dostosowane do przewozu np. pojedynczej palety lub mniejszej kuwety na drobne detale. Zalety takich wózków to większa prędkość i manewrowalność, dzięki czemu lepiej się sprawdzają na małych powierzchniach. Do tej grupy urządzeń można zaliczyć również samojezdne wózki widłowe o dużej ładowności.

Po wyznaczonej trasie lub w każdym kierunku
Napędzane silnikiem elektrycznym czerpiącym energię z akumulatorów wózki samojezdne mogą się poruszać zupełnie autonomicznie, stanowiąc element całego cyklu produkcyjnego, bądź też każde ich zadanie może być odrębnie zlecane przez operatora. Niektóre wykonują ruch np. tylko w przód i tył, są jednak i takie, które mogą się przemieszczać w każdym kierunku, także na skos, i to bez zawracania. Najbardziej zaawansowane rozwiązania oferują bardzo wysoką precyzję jazdy z dokładnością nawet do 1 mm.

Ponieważ roboty samojezdne nie mają kierowców, ważna jest odpowiednia nawigacja ruchu takich wózków. Od niej bowiem w znaczącym stopniu zależy skuteczność ich działania. W praktyce spotyka się szereg różnych rozwiązań w tym obszarze. Jazda wyznaczoną trasą może wykorzystywać pętlę indukcyjną bądź magnetyczną. W tym pierwszym przypadku pod podłogą ukryty jest przewód elektryczny, a jadący wózek kierowany jest na podstawie pomiaru natężenia. Przy pętli magnetycznej zasada jest podobna, tyle że do sterowania wózkiem wykorzystuje się namagnesowaną taśmę naklejoną na podłodze. Kolejny sposób nawigacji polega na wymalowaniu ścieżek farbą o kontrastującym kolorze, którą rejestruje kamera zamontowana na robocie.

Coraz częściej jednak wykorzystuje się bardziej zaawansowane formy sterowania, np. nawigację laserową, w której skanery robota analizują pomieszczenie w poszukiwaniu odpowiednich znaczników bądź naturalnych obiektów występujących w danym przedmiocie. Z kolei w wózkach, które poruszają się po odkrytym terenie, można zastosować nawigację GPS.

Unikanie kolizji
Duże zagęszczenie poruszających się robotów samojezdnych i innych elementów, spora liczba pracowników w jednej hali czy wreszcie możliwość usterki systemu nawigacji zwiększają ryzyko wystąpienia kolizji. Dlatego ważne jest odpowiednie zaprojektowanie tego typu robotów pod kątem bezpieczeństwa. Najczęściej do tego celu wykorzystywane są czujniki ruchu i systemy skanujące otoczenie, które pozwalają na dynamiczną ocenę sytuacji. W razie wykrycia przeszkody na drodze wózka ten zwalnia albo się zatrzymuje, a w najbardziej zaawansowanych rozwiązaniach – omija przeszkodę.

Ważnym elementem jest także sprawny układ hamulcowy połączony z systemem sterowania, który powinien móc zatrzymać wózek jak najszybciej w przypadku nagłego wtargnięcia przeszkody, np. człowieka, przed poruszającego się robota. Bardzo często współczesne wózki samojezdne mają zaprogramowanych kilka poziomów reakcji na wykryte, poruszające się obiekty. Gdy znajduje się on w stosunkowo bezpiecznej odległości, system odpowiednio zwolni robota, aż do zatrzymania, gdy dany obiekt zbliży się do wózka na bardzo bliską odległość.

Ważny element inteligentnej fabryki
W fabryce przyszłości, która będzie w bardzo dużym stopniu zautomatyzowana, nie może zabraknąć także robotów samojezdnych, które będą stanowić ważne ogniwo w procesie produkcyjnym. Zastąpią one ludzi przy wykonywaniu mozolnych i trudnych zadań związanych z transportem towarów, a przy tym zapewnią większą dokładność, systematyczność i powtarzalność. Cechy te nabierają szczególnego znaczenia w systemach zarządzania produkcją opartych na metodzie just-in-time.

Niewykluczone, że w przyszłości roboty samojezdne staną się mobilnymi stanowiskami montażowymi, na których prowadzone będą konkretne prace już podczas transportu materiału bądź detalu na linię produkcyjną.

Łukasz Mąka, menedżer produktów MiR, specjalista ds. automatyki i robotyki w ASTOR

O wydajności produkcji w zakładzie w dużej mierze decyduje obsługa maszyny. Zadanie polegające na pobraniu półproduktu, włożeniu go do maszyny i odebraniu gotowego produktu może wydawać się banalne, ale gdy trzeba je powtórzyć kilka tysięcy razy na zmianę, bez przerw, to skala trudności się zmienia. Rozwiązaniem jest skorzystanie z robota, który podnosi jakość i efektywność produkcji, a do tego wydatnie poprawia warunki pracy personelu. Dlatego też roboty MiR cieszą się zainteresowaniem klientów na całym świecie. Należą do nich m.in. takie międzynarodowe firmy jak Honeywell, Flex czy Volkswagen. Potencjał rynku jest ogromny, ponieważ transport wewnętrzny dotyczy wszystkich obszarów, w których produkty, przesyłki, materiały i próbki przemieszczane są między działami. MiR koncentruje się na przemyśle oraz sektorze opieki zdrowotnej. Można się spodziewać, że wykorzystanie robotów mobilnych wzrośnie także w supermarketach, sprzedaży detalicznej i usługach.

Yacine Senhadri, prezes zarządu Octant

Dobrze zaprojektowane roboty są dziś zupełnie bezpieczne dla pracujących z nimi ludźmi. Jest to możliwe m.in. dzięki ciągłemu skanowaniu otoczenia i jego analizie, co pozwala na dynamiczną adaptację trasy pojazdu w taki sposób, aby uniknąć kolizji. Dodatkowo skanery powinny zawsze współpracować z dedykowanym układem bezpieczeństwa, który jest w stanie natychmiastowo zareagować na nagłe wtargnięcie przed pojazd. W celu zwiększenia poziomu bezpieczeństwa robotów stosuje się również odpowiednie układy do monitorowania prędkości kół napędowych. Dzięki temu, w zależności od prędkości, można w sposób bezpieczny skracać lub modyfikować strefy ostrzegawcze i krytyczne w polu widzenia robota. Co więcej, układ ten kontroluje prędkości kół i w przypadku wykrycia jakiegokolwiek problemu, np.: niekontrolowanego rozbiegnięcia się z jednego z napędów, od razu reaguje i odcina zasilanie, a przy większych robotach – autonomicznie załącza hamulce. Te aspekty bezpieczeństwa powinny być kluczowe przy wyborze robotów samojezdnych.

Maciej Kiepś, kierownik działu wdrożeniowo-serwisowego w WObit

W erze automatyzacji procesów produkcyjnych i popularyzacji koncepcji Przemysłu 4.0 roboty wykorzystywane są już nie tylko w procesach produkcyjnych, ale też przy transporcie półproduktów i gotowych wyrobów. Roboty samojezdne to alternatywa dla tradycyjnych transporterów taśmowych, rolkowych i wózków widłowych. Zapewniają większą kontrolę nad procesem oraz powtarzalność i systematyczność dostaw, zwłaszcza w produkcji wielkoseryjnej lub w ramach zarządzania just-in-time. Roboty mobilne stosowane są m.in. w produkcji gniazdowej, gdzie zwiększają elastyczność produkcji i pozwalają na opłacalne wytwarzanie personalizowanych produktów. Ze względu na uniwersalność rozwiązania mogą być używane w niemal każdej branży.

Na rynku dostępnych jest wiele systemów służących zapewnieniu bezpieczeństwa na linii współpracy człowiek–robot – w sposób kontaktowy lub bezkontaktowy. Na przykład w robotach samojezdnych WObit zastosowane zostały skanery z certyfikatem bezpieczeństwa o zakresie pomiarowym 20 m, które skutecznie kontrolują przestrzeń wokół robota i reagują na pojawienie się przeszkody (np. pracownika) w wyznaczonych strefach.