Mobile Robot Composition
I robot mobili sono robot in grado di muoversi autonomamente o semi-autonomamente in diversi ambienti e di completare attività pre-programmate. Comprendere Confronto AGV vs AMR per robot mobili fornisce un contesto più approfondito su questo argomento. A differenza dei robot fissi tradizionali, i robot mobili sono come esseri umani dotati di cervello e corpo. Hanno la capacità di percepire l'ambiente circostante, prendere decisioni e muoversi. I robot mobili sono composti principalmente da quattro parti:
| Componenti di robot mobili | Effetto |
| Controller centrale | Il controller è simile al cervello umano: dispone di capacità di calcolo, analisi e decisione, ed è responsabile della pianificazione del percorso e delle decisioni durante l'esecuzione delle attività. |
| Sensori | I sensori equivalgono ai sensi umani e includono principalmente sensori lidar, sensori a ultrasuoni, telecamere e sensori a infrarossi, utilizzati per percepire e apprendere l'intero processo di come navigano i robot mobili autonomi. |
| Azionamento del telaio | La trasmissione del telaio è simile ai piedi umani: risponde ai messaggi del "cervello" attraverso telai su ruote, cingoli o gambe, regolando in tempo reale velocità e direzione di movimento e consentendo una navigazione precisa verso la posizione target. |
| Piattaforma software | La piattaforma software è il software integrato nel robot, come ROS (Robot Operating System), che facilita lo sviluppo secondario e l'espansione funzionale dei robot mobili da parte dei ricercatori. |
Tipi di Mobile Robots
A livello internazionale, i robot mobili sono generalmente suddivisi in due grandi categorie: robot mobili di servizio e robot mobili industriali. I robot mobili di servizio includono robot di accoglienza alberghiera, robot domestici per aspirazione, robot per la consegna nei ristoranti, ecc.; i robot industriali includono robot per la movimentazione materiali in fabbrica, robot per la raccolta della frutta, robot per la movimentazione portuale, robot per la movimentazione in edilizia, robot di consegna, robot di scansione, ecc. Possiamo classificare approssimativamente i robot mobili nelle seguenti categorie in base a diversi metodi di classificazione:
Classificazione in base alla presenza o assenza di metodi di guida
I robot mobili possono essere classificati in robot guidati e robot non guidati, a seconda che siano dotati o meno di dispositivi di guida.
| Classificazione | Descrizione |
| Guidato | Guida del movimento mediante il posizionamento di oggetti guida continui o intermittenti sulla superficie del percorso. |
| 1. Tipo a percorso fisso | Guida del movimento tramite il posizionamento di marker di guida continui sulla superficie del percorso |
| 2. Percorso semi-fisso | Spostamento tramite posizionamento di marker guida intermittenti sulla superficie stradale |
| Senza guida | Metodo di movimento senza elementi di guida sulla superficie del percorso, che si basa sul rilevamento della propria posizione o del proprio percorso. |
| 1. Tipo con supporto a terra | Metodo di movimento che non si basa su oggetti guida, utilizzando dispositivi di guida sopraelevati per rilevare la propria posizione o il percorso. |
| 2. Tipo mobile autonomo | Metodo di movimento che non utilizza oggetti guida, servendosi di sensori di bordo per rilevare la propria posizione o il percorso. |
Classificazione in base al tipo di trazione
In base ai diversi meccanismi di azionamento dei robot mobili, questi possono essere classificati in azionamento su ruote, azionamento su cingoli, azionamento su gambe e azionamento ibrido. Tra questi, l'azionamento su ruote può essere ulteriormente suddiviso in robot con telaio a trazione differenziale a due ruote, robot con telaio a quattro ruote e sterzo differenziale, robot con telaio a trazione omnidirezionale (in grado di muoversi in tutte le direzioni, inclusi spostamenti laterali, diagonali e rotazioni sul posto), e robot con sterzo Ackermann (simile alle automobili, dove le ruote anteriori sterzano e forniscono la propulsione).:
La tabella seguente fornisce una panoramica dettagliata delle differenze e degli esempi applicativi dei vari robot su ruote classificati in base al tipo di trazione.
1. Differenziale a due ruote
Struttura: È composto da due ruote motrici + ruote di supporto; lo sterzo si ottiene tramite la differenza di velocità tra le due ruote motrici.
Caratteristiche: Struttura semplice, 2 motori, costo contenuto, raggio di sterzata ridotto
Applicazioni: Aspirapolvere domestico, robot per la consegna nei ristoranti
2. Differenziale a quattro ruote
Struttura: Composto da quattro ruote motrici, ciascuna controllata in modo indipendente, il movimento e la sterzata sono ottenuti tramite differenziale tra ruote sinistra e destra.
Caratteristiche: Rispetto alla trazione a due ruote, offre una maggiore capacità di carico ed è più adatto a terreni accidentati
Applicazioni: Robot di ispezione, robot per la movimentazione di materiali in magazzino
3. Ackermann
Struttura: Simile a un'automobile, presenta sterzo sulle ruote anteriori e trazione sulle ruote posteriori o trazione integrale.
Caratteristiche: Alta velocità movimento e maggiore efficienza di guida.
Applicazioni: Veicoli a guida autonoma, veicoli logistici senza conducente per le consegne
4. Ruote omnidirezionali
Struttura: Utilizzando ruote Mecanum o ruote omnidirezionali, il robot può muoversi in tutte le direzioni, inclusi spostamenti diagonali, laterali e rotazioni sul posto.
Caratteristica: Estremamente flessibile, è in grado di passare attraverso spazi stretti, ma ha una capacità di carico limitata.
Applicazioni: Robot per il trasporto di materiali in ospedale
Classificazione dei robot in base all'applicazione
A seconda dell'uso previsto, i robot mobili possono essere classificati in robot mobili per il trasporto merci, robot mobili a pallet, robot mobili per il traino di pallet, carrelli elevatori senza conducente, robot commerciali per la pulizia dei pavimenti, robot di servizio, sistemi di movimentazione di scaffalature e bracci robotici con dispositivi integrati, tra gli altri. Per maggiori dettagli, si prega di fare riferimento alla tabella seguente.
Robot mobile per il trasporto di merci
| Nome del prodotto rappresentativo | Immagine | Prodotto link |
| Pioneer LX |  | https://robots.ros.org/pioneer-lx/ |
| WYN200 |  | https://www.tanabe-ind.co.jp/mechatronics/agv-wyn-200 |
| KKS AGS |  | https://kks-j.co.jp/ags/ |
| Fetchrobo Freight500 |  | https://fetchrobotics.borealtech.com/freight-robots/?lang=en |
| Fdata ROBOT A011 |  | https://www.fdatabot.com/robots/2WD-indoor-robotics-chassis/ |
Robot mobile occulto in stile desktop
| Nome del prodotto rappresentativo | Immagine | Link al prodotto |
| Swisslog |  | https://www.swisslog.com |
| Oppent ECART |  | https://www.oppent.com/en/solutions |
| MiR MiR100 |  | https://cssi.com/product/mir100-amr/ |
| Grenzebach |  | https://www.grenzebach.com/en-us/markets/intralogistics/ |
| Aethon Tug T2.5 |  | https://aethon.com/ |
Sistema logistico di movimentazione degli scaffali
| Nome del prodotto rappresentativo | Immagine | Link al prodotto |
| Geek+M200C |  | https://www.geekplus.com/product/moving |
| Prime |  | https://www.primerobotics.com/robots/shelf-to-person/ |
| Mir shelf lift 600 |  | https://mobile-industrial-robots.com/products/applications/mir-shelf-lift-600 |
Robot dotato di un AMR robotico
| Prodotti rappresentativi | Immagine | Link ai prodotti |
| Robotnik RB-KAIROS+ |  | https://robotnik.eu/products/mobile-manipulators/ |
| clearpathrobotics |  | https://clearpathrobotics.com/husky-ugv-mobile-manipulation/ |
| Manipolatore mobile Fetch |  | https://fetchrobotics.borealtech.com/robotics-platforms/fetch-mobile-manipulator/?lang=en |
| Robotnik |  | https://robotnik.eu/mobile-manipulators-combining-mobility-and-manipulation-for-diverse-environments/ |
| Omron |  | https://automation.omron.com/en/us/industries/electric-vehicle-manufacturing/r/moma |
Carrello elevatore senza conducente
| Prodotti rappresentativi | immagine | Link al prodotto |
| toyotaforklif |  | https://www.toyotaforklift.com/lifts/automated-guided-vehicles |
| hyster |  | https://www.hyster.com/en-us/north-america/technology/automation/hyster-automation/#220ae7b8-907a-45d3-9fd7-771640464661 |
| Seegrid VGV |  | https://seegrid.com/ |
| lindeRobo Balyo |  | https://www.balyo.com/ |
Robot per la pulizia dei pavimenti commerciali
| Prodotti rappresentativi | Immagine | Link al prodotto |
| Avidbots Neo |  | https://avidbots.com/ |
| T7AMR |  | https://www.tennantco.com/en_us/1/machines/scrubbers/robotic-scrubbers.html |
| Fybots |  | https://www.fybots.com/ |
| cleanfix |  | https://cleanfix-robotics.com/ |
Robot di servizio
| Prodotti rappresentativi | Immagine | Link al prodotto |
| Robot relay per la consegna in hotel |  | https://relayrobotics.com/relay-delivery-robots-for-hotels/ |
| Robot per consegna last-mile Starship |  | https://www.starship.xyz/ |
| robot da ristorazione Robot Keenon T10 |  | https://www.robotlab.com/delivery-robots?srsltid=AfmBOopbfShRobot Keenon T10kdqerpPTfbMX90r1ymuNAbigdTdvlBn7V_Mc4rehDss14 |
| Robot di ispezione Fdata Robot |  | https://www.fdatabot.com/market-served/police-robots/ |
| Robot per la raccolta Fdata Robot |  | https://www.fdatabot.com/fruit-picking-robots/ |
| robot per la consegna logistica Fdata Robot |  | https://www.fdatabot.com/market-served/transportation-robots/logistics-robots/ |
| Robot per la consegna nei porti Fdata Robot |  | https://www.fdatabot.com/market-served/transportation-robots/dock-transportation-robot/ |
| Robot per la scansione degli scaffali Fdata Robot |  | https://www.fdatabot.com/scanning-robot/ |
| Robot agricolo per le consegne Fdata Robot |  | https://www.fdatabot.com/market-served/transportation-robots/agricultural-transportation-robot/ |
| Robot per la gestione logistica in fabbrica Fdata Robot |  | https://www.fdatabot.com/market-served/transportation-robots/factory-material-transportation-robot/ |
| Robot da trasporto per cantieri |  | https://www.fdatabot.com/market-served/transportation-robots/construction-transportation-robot/ |
| Robot per la ricarica di droni |  | https://www.fdatabot.com/unmanned-drones-robotic-complex/ |
Come scegliere il robot mobile giusto
La scelta del robot mobile giusto (AGV/AMR) è fondamentale per il successo di un progetto. Pertanto, è necessario considerare molteplici fattori. Di seguito sono elencati diversi fattori da considerare nella selezione di un robot mobile.
Fase 1: chiarire i requisiti del progetto
Quando si contattano i produttori di robot mobili, è necessario avere ben chiare le seguenti domande.
1. Quale compito dovrà svolgere il robot mobile?
Trasporto: Cosa viene trasportato? (Semilavorati, prodotti finiti, scaffalature, pallet, alimenti, frutta)
Traino: Il robot deve trainare i materiali o agganciarli?
Ispezione: Ispezione interna o esterna, oppure ispezione di luoghi speciali come le miniere?
2. Portata del robot mobile
Dimensioni della merce: Le dimensioni delle merci da movimentare, inclusi lunghezza, larghezza, altezza e baricentro, determinano la dimensione della superficie portante del robot.
3. Ambiente operativo del robot mobile
Interno o esterno: L'ambiente interno è un magazzino, un'officina o un altro spazio? Valuta se le aree interne richiedono l'accesso con ascensore e se ci sono soglie da superare. Per le aree esterne, considera pendenza e condizioni del fondo stradale.
Condizioni del terreno: La superficie è un pavimento in cemento liscio, un rivestimento epossidico o piastre in acciaio irregolari con giunti? Questo influisce sui metodi di navigazione e sulla scelta delle ruote.
Livello di interazione uomo-macchina: L'area è una zona ad alta densità di persone, una zona mista pedoni-veicoli o una zona completamente isolata e senza operatore? Questo è direttamente correlato alle norme di sicurezza.
Ostacoli dinamici: Nell'ambiente sono presenti grandi quantità di persone, carrelli elevatori o altri veicoli in movimento casuale?
Infrastruttura: Sono disponibili larghezze sufficienti, ascensori o porte automatiche? L'ambiente deve essere modificato per il robot? (ad es., installazione di codici QR o pannelli riflettenti)
4. Che tipo di flusso di lavoro è necessario?
Complessità del percorso: Si tratta di un trasporto semplice da punto A a punto B, oppure è necessario passare da più stazioni e fermarsi in più punti?
Requisiti di interfaccia: È necessario interfacciarsi automaticamente con ascensori, porte automatiche, nastri trasportatori, rulliere o montacarichi?
Metodo di ricarica: Si tratta di ricarica manuale, ricarica opportunistica (ricarica automatica presso una stazione di ricarica durante le pause tra le attività) o sostituzione della batteria?
Requisiti di schedulazione: Più robot devono operare in coordinamento? È richiesta l'integrazione con il vostro MES (Manufacturing Execution System), WMS (Warehouse Management System) o ERP (Enterprise Resource Planning System)?
5. Indicatori di prestazione
Efficienza: Quanti cicli devono essere completati all'ora/al giorno? Questo impone requisiti specifici su velocità, accelerazione e tempi di cambio attività del robot. –
Affidabilità: Qual è il tempo di operatività previsto? (ad es., >99,5%)
Precisione: Qual è il requisito di precisione di ripetibilità per il punto di aggancio? (±10 mm, ±5 mm o ±1 mm?) Questo è fondamentale per le operazioni di carico e scarico.
Fase 2: Valutare le principali opzioni tecnologiche: Metodo di navigazione
| Metodi di navigazione | Principio | Vantaggi | Svantaggi | Scenari applicativi |
| Nastro magnetico | Il robot si sposta lungo strisce magnetiche o spine magnetiche fissate al pavimento. | Costo contenuto, percorso fisso, tecnologia matura, elevata precisione | Difficoltà nella modifica del percorso (richiede una nuova applicazione), nessuna interferenza da metallo sul pavimento | Gestione semplice con percorsi fissi, ambienti stabili ed elevati requisiti di precisione |
| Lidar SLAM | Scansionare l'ambiente circostante (pareti, pilastri, ecc.) con un radar laser per costruire una mappa e determinare la posizione. | Elevata flessibilità (percorso impostato tramite software, facile da modificare), nessuna necessità di modificare l'ambiente, adatto ad ambienti dinamici complessi | Costi elevati, può risultare instabile in ambienti con caratteristiche ripetitive o spazi aperti (come grandi magazzini) | Flusso misto uomo-macchina, con frequenti cambi di percorso, è la scelta dominante per la logistica moderna |
| SLAM visivo | Utilizzare una telecamera per identificare le caratteristiche ambientali o marcatori speciali per determinare la posizione. | Costo potenzialmente inferiore, informazioni ricche | Sensibile alle variazioni di luce, elevata complessità computazionale e stabilità facilmente influenzata dall'ambiente | Applicazioni che richiedono illuminazione stabile e sensibilità ai costi, come i magazzini e-commerce |
| Codice QR | Legge i codici QR sul pavimento per determinare la posizione. | Precisione di posizionamento molto elevata, costo contenuto | È necessaria un'etichettatura frequente, la manutenzione è onerosa (i codici si sporcano o si danneggiano facilmente) e la flessibilità del percorso è limitata. | Requisiti di docking ad alta precisione per le stazioni di prelievo "goods-to-person" |
| Navigazione inerziale (odometria) + | In genere viene combinato con altri metodi, come encoder sulle ruote e IMU (unità di misura inerziali), per calcolare la posizione. | Fornisce una stima continua della posizione | Esiste un errore cumulativo, pertanto è richiesta una calibrazione regolare. | Come strumento di navigazione ausiliaria, può essere utilizzato in combinazione con codici QR o spine magnetiche. |
Conclusione: Attualmente, lo SLAM laser rappresenta la tendenza principale per applicazioni flessibili e intelligenti. Salvo requisiti speciali di elevata precisione o percorsi fissi a basso costo, dovrebbe essere preso in considerazione in via prioritaria.
Fase 3: Metodo di movimento (tipo di telaio)
Differenziale a due ruote: La tipologia più comune, composta da due ruote motrici e diverse ruote pivotanti. Ha una struttura semplice, un costo contenuto e un raggio di sterzata pari a zero. È adatta alla maggior parte degli scenari di trasporto indoor.
Ruote McNaughton: Consente il movimento omnidirezionale (avanti, indietro, sinistra, destra, diagonale, laterale e rotazione). Altamente flessibile, adatto al funzionamento in spazi ristretti. Tuttavia, è costoso, richiede una superficie del pavimento liscia e ha un elevato consumo energetico. Comunemente utilizzato nella logistica medica.
Ruota sterzante: Simile al meccanismo di sterzo di un'auto. Elevata capacità di carico, funzionamento fluido, adatto per applicazioni heavy-duty (classe tonnellata e oltre) e per applicazioni outdoor ad alta velocità. Tuttavia, ha un ampio raggio di sterzata. Comunemente utilizzato in agricoltura e logistica industriale.
Fase 4: Prestazioni di sicurezza
Protezione di sicurezza multilivello: I sensori laser anti-ostacolo, la visione e la fusione multi-sensore a ultrasuoni consentono la pianificazione del percorso, l'evitamento delle collisioni e la riduzione del rischio di collisione, oltre a un pulsante di arresto di emergenza per situazioni impreviste.
Certificazione: conformità agli standard di sicurezza internazionali (come CE, UL, ecc.).
Fase 5: Capacità di software e integrazione di sistema
Sistema di pianificazione (Fleet Management System): Il cuore della collaborazione multi-robot. Un buon sistema di schedulazione può ottimizzare l'allocazione dei compiti, la pianificazione del percorso e la gestione del traffico per evitare congestione e deadlock.
Apertura API: È in grado di interfacciarsi facilmente con i vostri sistemi di livello superiore (WMS/MES/ERP) per la distribuzione delle attività, il feedback sullo stato e il caricamento dei dati?
Robot mobile Valutazione e selezione dei fornitori
1. Compilare un elenco di candidati:
Se desideri trovare un' azienda di robot mobili, utilizza ricerche online, fiere di settore e consigli di colleghi per stilare un elenco di 3-5 potenziali fornitori.
2. Comunicare i requisiti:
Fornire a ciascun fornitore i requisiti dettagliati identificati nel passaggio 1 e chiedere loro di presentare proposte preliminari e preventivi.
3. Osservare dimostrazioni sul campo (fondamentale!):
È fondamentale osservare le dimostrazioni nell'ambiente della vostra azienda (Proof of Concept, PoC). Richiedete che i fornitori portino il robot presso il vostro sito per testarne manovrabilità, precisione, stabilità e interazione uomo-macchina in scenari reali. Osservate come il robot reagisce agli ostacoli dinamici (ad esempio, pedoni che compaiono all'improvviso). Testate la precisione del docking.
4. Valutare la solidità complessiva del fornitore:
Team tecnico: è professionale e reattivo? Casi di successo: hanno casi di successo simili al vostro settore? Potete visitare il sito del cliente per verificare. Assistenza post-vendita: qual è il tempo di risposta post-vendita? La fornitura di ricambi è sufficiente? Forniscono supporto remoto?
5. Costo Totale di Possesso (TCO)
Non confrontate solo il prezzo unitario dei robot. Calcolate il costo totale di proprietà, includendo: prezzo di acquisto dell'hardware, costi delle licenze software, costi di implementazione e messa in servizio, costi di modifica dell'ambiente, costi di manutenzione post-installazione e costi di formazione.
Riepilogo: Checklist di selezione rapida per scegliere il fornitore di telai giusto
Il futuro dei robot mobili
Con i costi del lavoro in continuo aumento, i robot stanno assumendo un ruolo sempre più importante nelle nostre vite. Attualmente, problematiche globali come l'invecchiamento della popolazione e le difficoltà di reclutamento stanno diventando sempre più serie. In futuro, i robot mobili saranno ampiamente utilizzati nei settori manifatturieri come semiconduttori, nuove energie, trasporti e produzione elettronica 3C, promuovendo miglioramenti di qualità ed efficienza e lo sviluppo di alta qualità in vari settori.
Domande frequenti
Qual è la differenza tra un AGV e un AMR?
Gli AGV (Automated Guided Vehicles) seguono percorsi fissi utilizzando nastro magnetico, fili o marker. Gli AMR (Autonomous Mobile Robots) utilizzano la navigazione basata su SLAM con LiDAR e telecamere per pianificare dinamicamente i percorsi, evitare ostacoli e adattarsi ad ambienti in evoluzione senza modifiche alle infrastrutture.
Quanto costa un robot mobile?
I costi dei robot mobili variano da $10.000 per gli AGV di base a oltre $100.000 per gli AMR avanzati con piena autonomia. Il prezzo dipende dalla capacità di carico, dalla tecnologia di navigazione (LiDAR rispetto a basata su telecamere), dai requisiti di personalizzazione e dalle esigenze di integrazione software.
Quali settori utilizzano maggiormente i robot mobili?
I principali settori che implementano robot mobili includono logistica e magazzinaggio (evasione ordini e-commerce), produzione automobilistica, assemblaggio elettronico, sanità (logistica ospedaliera), agricoltura e industria alimentare e delle bevande.
Quali sono i componenti chiave di un robot mobile?
Un robot mobile è composto da: telaio e sistema di trasmissione (ruote/mecanum/cingoli), sistema di alimentazione (batteria + BMS), sensori di navigazione (LiDAR/telecamere/IMU), sistema di controllo (PC industriale/controllore embedded), sensori di sicurezza (arresto di emergenza/scanner laser) e moduli di comunicazione (WiFi/5G).
Come scegliere il robot mobile giusto per il mio magazzino?
Iniziare definendo: peso e dimensioni del carico utile, condizioni del pavimento e vincoli di spazio, precisione di navigazione richiesta, integrazione con i sistemi WMS/ERP esistenti e l'eventuale necessità di personalizzazione OEM/ODM. Quindi confrontare i produttori utilizzando una matrice di punteggio ponderata.
