3.3 核心零部件分析
3.1.1 控制器
1、NDC
1996年,科爾摩根NDC將激光導航AGV帶入中國市場,自此引領(lǐng)了AGV在中國市場的發(fā)展。經(jīng)過25年的耕耘,科爾摩根NDC在中國市場已發(fā)展了超過20家合作伙伴,涉及中國最主流AGV廠商、新興電商與傳統(tǒng)叉車巨頭廠商。
科爾摩根最新的NDC8控制系統(tǒng)可以使用多種成熟的導航技術(shù),包括且不限于激光反射板導航、自然導航、二維碼導航、磁釘導航、磁帶和磁感應(yīng)線導航,另外還支持混合導航。從而滿足多重環(huán)境變化下對AGV及其移動機器人的使用需求。近期升級后的激光反射板導航更是在維持超高精度的前提下,大幅減少反射板的使用數(shù)量,最少僅需兩個反射板便可進行定位與導航功能,提升了項目便捷性及減少了整體實施周期,拓展了適應(yīng)性并節(jié)約了成本。
NDC8控制系統(tǒng)支持最新升級的CVC700控制器,可以實現(xiàn)在嚴苛環(huán)境下的穩(wěn)定運行,支持IP65及-30℃~55℃的運行環(huán)境,另外具備更高的處理器和加大的運行內(nèi)存,提升了整個系統(tǒng)的響應(yīng)能力且接口的擴容性得到了進一步的提升。
表:NDC參數(shù)
產(chǎn)品 |
CVC700 AGV控制器 |
尺寸 |
125*50*195mm |
支持導航方式 |
激光反射板導航、自然導航、二維碼導航、磁釘導航、磁帶和磁感應(yīng)線導航、混合導航; |
定位精度 |
混合導航±0.05mm |
支持運動方式 |
差速、單舵輪、雙舵輪等 |
開發(fā) |
軟PLC外部控制邏輯開發(fā) |
防護等級 |
IP65 |
工作溫度 |
-30℃~55℃ |
存放溫度 |
-40°C~70°C |
標稱電源電壓 |
24V至48V |
最小/最大電源電壓 |
16.8 / 70V |
模擬輸入 |
11(0.2-11.0V) |
通訊 |
Wi-Fi,藍牙,3個CAN接口,2個LAN接口,RS232/422/485 數(shù)字輸入:12(6個用作編碼器輸入) |
輸出 |
16最大連續(xù)電流:1.5/3A |
優(yōu)勢 |
堅固的硬件-承受振動,溫度變化,濕度和灰塵 |
2、BlueBotics
BlueBotics成立于2001年,2009年正式進入AGV領(lǐng)域,主要業(yè)務(wù)市場在歐洲和美國。去年開始,BlueBotics正式進入中國市場,目前已經(jīng)與同普電力達成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。BlueBotics的核心業(yè)務(wù)是導航技術(shù),該公司提出了ANT®,其創(chuàng)新的導航解決方案在中高端叉車AGV市場極具競爭力。
ANT®是一個智能組件,使自動引導車輛、平臺或機器人找到和導航在已知的獨立空間,而不需要任何額外的基礎(chǔ)設(shè)施。他們使用周圍的自然特性來確定他們在哪里,他們在準確的目的地,巧妙地避免任何障礙。核心傳感器、編碼器和pre-fitted安全激光掃描儀結(jié)合數(shù)據(jù),可實現(xiàn)精度±10mm。
表: ANT參數(shù)
產(chǎn)品 |
ANT |
尺寸 |
182*60*190mm(寬*高*長) |
重量 |
1.1kg |
功能 |
定位、控制 |
運動學 |
差速器、全向 |
最大速度 |
最大可達2.0m/s |
定位精確度 |
±10mm ±1° |
通訊 |
DI*8+DO*6 |
定位頻率 |
5Hz |
避障頻率 |
10Hz |
路徑跟隨頻率 |
10Hz |
嵌入式計算機 |
工業(yè)級處理器 |
工作電壓 |
24V |
電力消耗 |
<20W |
工作溫度 |
0°C到60°C |
儲存溫度 |
-25°C到85°C |
相對濕度 |
5%到95% |
IP等級 |
IP20 |
3、仙工智能
表:SRC參數(shù)
產(chǎn)品 |
仙知SRC-2000(S)控制器 |
支持導航方式 |
二維碼、激光、混合 |
可達定位精度 |
反光板+二維碼,±0.05mm |
支持運動方式 |
雙輪差動、差速、舵輪、麥克納姆輪等 |
開發(fā)方式 |
上位機或PLC開發(fā) |
防護等級 |
IP20 |
通訊 |
2個CAN接口 RS232/485 for BMS*1 RS485*3 DI*11+DO*10 |
4、科聰
科聰成立于2015年,是一家以AGV自主導航控制器為核心產(chǎn)品的整體解決方案提供商,主營業(yè)務(wù)為AGV導航控制器的生產(chǎn)與銷售。其控制器產(chǎn)品功能覆蓋幾乎所有的定位導航與運動控制模式。截至目前,科聰?shù)目刂破饕驯粯I(yè)內(nèi)300多家移動機器人廠商所采用,客戶涵蓋各大主機廠、整機廠商及系統(tǒng)集成商。
一般而言, AGV主要分為分為車體、導航、控制及調(diào)度四大部分,除了機械車體部分屬于硬件,后面三大部分均為軟硬件相結(jié)合,統(tǒng)稱為自動化套件,它們都是通過操控AGV/AMR控制器來實現(xiàn)。
控制器,是AGV/AMR的核心,也是整個移動機器人產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化率和專業(yè)化程度相對較低的部分。AGV控制器的發(fā)展分為三個階段,第一個階段是早期的單片機系統(tǒng),對于單片機系統(tǒng)來說,其算力方面受限嚴重。
隨著激光、視覺SLAM導航的出現(xiàn),傳統(tǒng)單片機系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足需求,這時候就出現(xiàn)了控制器的第二階段,即PLC+工控機的解決方案。但是這種解決方案,屬于簡單的功能拼接,在實際應(yīng)用中,存在不可靠、不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)多次解析、無法標準化和后期維護困難等的問題。
從原理開始研制擁有自身核心技術(shù)的專業(yè)AGV控制器。
對控制器而言,其有三個重點,導航定位功能、運動算法能力以及相應(yīng)二次開發(fā)的能力。
且隨著AGV/AMR在智慧物流領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,企業(yè)對AGV的智能化要求越來越高,除了精準到5mm級別的移動定位外,AGV還要具備棧板識別、3D視覺避障、料籠識別等功能,且AGV控制器,已不是簡單對單一產(chǎn)品進行控制,而是必須能通過技術(shù)能力,讓更多的用戶可以簡單、方便和快捷的使用控制器產(chǎn)品,實現(xiàn)各種類別的AGV/AMR作業(yè)。
科聰在其控制器中配備了全自主研發(fā)的二次開發(fā)平臺,采用符合IEC61131-3標準的梯形圖(LD)、功能塊圖(FBD)、結(jié)構(gòu)化文本(ST),可以做到向?qū)降膶嵭幸苿訖C器人的整體功能。
產(chǎn)品 |
MRC系列導航控制系統(tǒng) |
支持導航方式 |
市面上大部分的導航方式和多種方式混合導航 |
支持運動方式 |
適配市面上幾乎所有的底盤 |
|
|
通訊 |
RS485/232/422,CAN DI*16+DO*16 |
定位精度 |
±10mm |
供電電壓 |
(18-60)VDC |
工作溫度 |
-40°C到80°C |
防護等級 |
IP65 |
5、對比總結(jié)
產(chǎn)品 |
運動控制 |
定位精度 |
通訊協(xié)議 |
防護等級 |
安全防護 |
其他功能 |
提供服務(wù) |
產(chǎn)品策略 |
NDC CVC700 |
幾乎所有運動方式 |
自然導航 ±10mm |
以太網(wǎng)、CAN、RS485/232/422 |
IP65 |
激光、防撞條 |
3軸陀螺儀 |
合作開發(fā)AGV |
控制器+核心零部件+解決方案,不造整車,與集成商合作 |
ANT loc+ |
支持雙舵輪、差速輪等運動形式 |
自然導航 ±10mm |
以太網(wǎng)、CAN、RS485/232/422 |
IP30 |
激光、防撞條 |
模擬軌跡跟蹤 |
提供基本技術(shù)支持 |
控制器+解決方案,不造整車 |
仙知SRC |
差速輪 |
混合導航+反光板 ±5mm |
以太網(wǎng)、CAN、RS485/232/422 |
IP20 |
激光、防撞條 |
慣性導航元件 |
底盤解決方案 |
以標準底盤產(chǎn)品為主,控制器為輔 |
科聰 MRC5000 |
支持所有運動方式 |
激光+二維碼 ±5mm |
以太網(wǎng)、CAN、RS485/232/422 |
IP65 |
激光、防撞條 |
3軸陀螺儀 |
底盤解決方案、技術(shù)支持 |
控制器+解決方案、不造整車 |
從參數(shù)上看:
國內(nèi)外AGV產(chǎn)品差距不明顯;
從調(diào)研的現(xiàn)場實際應(yīng)用看:
定位精度相同(近)的工況,導航定位的效率,NDC與ANT產(chǎn)品在定位速度上優(yōu)于國產(chǎn)控制器產(chǎn)品。
從提供服務(wù)上看:
NDC提供了完善的解決方案,依照其提供方案可以快速研發(fā)成功AGV產(chǎn)品,缺點是成本較高。
從性價比出發(fā),
科聰可以提供一些國產(chǎn)化的方案。服務(wù)于產(chǎn)品思路接近NDC.
ANT有集成商提供技術(shù)支持。
仙知的功能較為完善,但缺少完整的解決方案指導文檔。其產(chǎn)品定位偏向于服務(wù)機器人(性能定位、IP防護、EMC角度考量)
從開發(fā)角度看:
NDC、科聰、ANT的產(chǎn)品對于有PLC基礎(chǔ)的電氣工程師比較容易上手。仙知的產(chǎn)品適合有軟件基礎(chǔ)的工程師使用。
(來源汽車物流行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用)