1 소개
산업용 모바일 로봇은 산업 물류 및 제조 환경에서 사용되는 지능형 장비입니다. 이러한 로봇에는 일반적으로 내비게이션 시스템이 장착되어 있으며 온보드 제어 시스템에 의해 중앙에서 제어됩니다. 그들은 주로 바퀴 달린 이동성 구조를 채택하고 전력 시스템 또는 동력 전달 메커니즘을 통합하여 자재 취급, 생산 협업 및 자동화 배송과 같은 작업을 수행합니다.
시스템 아키텍처 관점에서 볼 때 산업용 모바일 로봇은 일반적으로 차체 구조, 구동 시스템, 실행 메커니즘, 안전 보호 시스템, 제어 시스템, 전원 공급 시스템, 네비게이션 시스템, 통신 시스템 및 인간-기계 상호 작용 시스템을 포함한 여러 모듈로 구성됩니다. 이러한 하위 시스템 간의 높은 수준의 통합을 통해 로봇은 복잡한 산업 환경에서 안정적이고 안전하며 효율적으로 작동할 수 있습니다.
산업 자동화와 지능형 제조의 급속한 발전으로 산업용 모바일 로봇은 다양한 기술 경로로 진화했습니다. 항법 방법으로는 전자기 항법, 자기 띠 항법, 자기 손톱 항법, QR 코드 항법, 광학 항법, 레이저 항법, 비전 항법, 관성 항법, RFID 항법, 다중{1}}융합 항법 등이 일반적으로 사용됩니다. 구동 방식에 있어서 시스템은 단{3}}륜 구동, 이중-륜 구동, 다륜 구동 구조로 분류될 수 있습니다-. 섀시 아키텍처 관점에서 구성에는 차동 구동 구조, 스티어링 구동 구조, 메카넘 휠 구조, 추적 구조 및 차축- 유형 구조가 포함됩니다.
또한 다양한 응용 기능에 따라 산업용 모바일 로봇은 핸들링 로봇, 견인 로봇, 조립 로봇, 검사 로봇, 분류 로봇 및 하이브리드 로봇으로 분류될 수도 있습니다. 응용 시나리오가 계속 확장됨에 따라 다양한 유형의 모바일 로봇이 점차 대표적인 기술 시스템과 응용 모델을 형성했습니다.
2 자율 이동 로봇(AMR)
2.1 AMR 기술 개요
AMR(자율 모바일 로봇)은 최근 몇 년 동안 가장 빠르게 성장하는 산업용 모바일 로봇 카테고리 중 하나입니다.{0}} 고정 경로에 의존하는 기존 AGV와 달리 AMR은 환경 인식, 자율 위치 파악 및 동적 경로{2}}계획 기능을 갖추고 있어 복잡한 환경에서 유연하게 작동할 수 있습니다.
현재 AMR은 주로 산업 제조 및 지능형 물류 시나리오에 적용됩니다. 핵심 기술 접근 방식에는 주로 레이저 SLAM과 시각적 SLAM이 포함됩니다. 실시간-환경 매핑 및 현지화 알고리즘을 통해 로봇은 알려지지 않은 환경에서도 자율 탐색 및 경로 계획을 달성할 수 있습니다.
실제 응용 분야에서 제조 환경은 자주 변경되며 높은 시스템 유연성이 필요합니다. 결과적으로 AMR은 점차 지능형 제조 시나리오에 사용되는 모바일 로봇의 주류 유형이 되고 있습니다.
2.2 기술 개발 동향
현재 대부분의 산업용 AMR은 여전히 주로 레이저 SLAM 기술을 기반으로 합니다. 이는 주로 LiDAR가 안정성, 환경 적응성 및 위치 정확도 측면에서 우수한 성능을 발휘하기 때문입니다. 시각적 SLAM은 비용상의 이점을 제공하고 더 많은 의미 정보를 추출할 수 있지만 복잡한 조명 환경과 시각적 질감이 부족한 시나리오에서는 여전히 문제에 직면합니다.
미래의 개발 동향은 주로 여러 측면에서 반영됩니다.
첫째, 다중-센서 융합이 주류 기술 접근 방식이 될 것입니다. 단일 센서는 산업 환경의 신뢰성 요구 사항을 완전히 충족할 수 없습니다. 따라서 LiDAR, 비전 시스템, 관성 내비게이션 및 고정밀 측위 기술이 점차 통합되어 보다 안정적인 내비게이션 시스템을 형성하게 될 것입니다.
둘째, 3차원{0}}지각 능력은 계속해서 향상될 것입니다. 3D LiDAR 기술의 발전으로 모바일 로봇은 2차원 탐색을 수행할 뿐만 아니라 3차원 환경 인식도 달성하여 복잡한 시나리오에서 장애물 회피, 협업 및 지능적인 의사 결정-을 위한 기반을 제공합니다.
또한 모바일 로봇은 실내 환경에서 실외 및 반{0}}반실외 애플리케이션으로 점차 확장되어 스마트 캠퍼스, 스마트 광산, 스마트 공항과 같은 시나리오에서 중요한 역할을 수행할 것입니다.
3 포크-형 모바일 로봇
3.1 기술적 특성
포크{0}}형 이동 로봇은 기존 지게차 플랫폼에 내비게이션 시스템, 자동 제어 기술 및 안전 시스템을 통합하여 개발된 자동화된 자재 취급 장비입니다.{1}} 지게차 플랫폼에 자율주행 기술을 적용해 화물 하역, 적재, 운송 등 자동화된 작업을 수행할 수 있는 로봇이다.
최근 몇 년 동안 기업의 자동화된 물류에 대한 수요가 증가함에 따라 무인 지게차는 점차 산업용 모바일 로봇 시장의 중요한 부분이 되었습니다.
3.2 개발 동향
내비게이션 기술 측면에서 SLAM 내비게이션은 점차 자율 지게차의 주류 솔루션이 되고 있습니다. 기존의 레이저 반사경 네비게이션과 비교하여 SLAM 네비게이션은 배포 효율성과 시스템 유연성 측면에서 상당한 이점을 제공합니다.
제품 디자인 측면에서 일부 회사는 혁신적인 섀시 및 포크 디자인을 개발하여 기존 지게차 구조를 뛰어넘기 시작했습니다. U-형 구조, 측면-포크 구조, 듀얼-팔레트 핸들링 구조 등을 예로 들 수 있으며, 모두 작업 효율성과 공간 활용도 향상을 목표로 합니다.
동시에 소형화 및 경량화 설계도 포크{0}}형 이동 로봇의 중요한 개발 방향입니다. 이러한 제품은 컴팩트하고 유연성이 뛰어나며 배포가 용이하여 특히 공장 내 단거리{2}} 자재 운송에 적합합니다.
4개의 빈 보관 로봇
4.1 기술 개요
빈 보관 로봇 시스템(CTU, Container Transfer Unit)은 창고 물류에 사용되는 자동 피킹 시스템입니다. 이러한 시스템은 일반적으로 모바일 로봇, 선반 시스템, 충전 시스템, 워크스테이션 및 지능형 일정 시스템으로 구성됩니다.
로봇은 토트 또는 원본 상자를 처리 장치로 사용하고 선반 접근 및 주문 픽업과 같은 작업을 완료하기 위해 자율적으로 이동합니다.
4.2 기술 개발 동향
내비게이션 기술 측면에서 QR 코드 내비게이션은 쓰레기통 보관 로봇의 주류 솔루션으로 남아 있습니다. 창고 환경은 상대적으로 고정되어 있고 경로 유연성이 덜 필요하기 때문에 QR 코드 탐색은 비용과 안정성 측면에서 분명한 이점을 제공합니다.
기술 혁신의 관점에서 볼 때, 쓰레기통 보관 로봇 시장은 이미 비교적 성숙한 제품 시스템을 형성했습니다. 산업 혁신은 주로 여러 측면에 초점을 맞추고 있습니다.
첫 번째는 로봇 속도, 부하 용량, 배터리 내구성 개선 등 하드웨어 성능의 지속적인 최적화입니다.
두 번째는 지능형 스케줄링 알고리즘을 사용하여 창고 시스템의 전반적인 효율성을 최적화하는 소프트웨어 시스템의 지속적인 업그레이드입니다.
세 번째는 시스템 솔루션의 혁신입니다. 예를 들어 다양한 유형의 로봇 간의 협업을 통해 전반적인 물류 효율성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
5 하이브리드 모바일 로봇
5.1 기술 개요
하이브리드 모바일 로봇은 모바일 플랫폼과 로봇 팔을 결합한 지능형 로봇 시스템입니다. 이러한 시스템은 일반적으로 모바일 섀시, 로봇 팔, 비전 시스템 및 엔드 이펙터로 구성되어 이동 중에도 작동 작업을 수행할 수 있습니다.
이동성과 조작 기능을 결합함으로써 이러한 로봇은 자동화된 조립, 자재 분류, 품질 검사와 같은 보다 복잡한 생산 작업을 실행할 수 있습니다.
5.2 개발 동향
초기 단계에서는 하이브리드 모바일 로봇이 자기 내비게이션에 의존하는 경우가 많았으며 고정밀 작업을 달성하려면 추가 위치 확인 장치가 필요했습니다.- AMR 기술의 발전으로 자율주행 모바일 플랫폼은 점차 하이브리드 로봇의 주류 플랫폼으로 자리잡고 있습니다.
향후 개발 동향에는 주로 여러 측면이 포함됩니다.
첫째, 제어시스템이 더욱 통합될 것이다. 이동 로봇과 로봇 팔 간의 조화로운 제어는 핵심 기술이 될 것이며, 통합 컨트롤러는 궁극적으로 완전한 조화로운 작동을 가능하게 할 것입니다.
둘째, 다중-센서 융합 포지셔닝 기술은 로봇의 공간 인식 능력을 더욱 향상시켜 시스템의 전반적인 정확성과 안정성을 향상시킵니다.
또한, 인공지능, 사물인터넷, 5G 기술의 발전으로 하이브리드 모바일 로봇은 더욱 강력한 지능형 역량을 확보하고 보다 유연하고 효율적인 자동화 생산을 가능하게 할 것입니다.
6대의 대형-이동 로봇
6.1 기술적 특성
대형-이동 로봇은 일반적으로 적재 용량이 10톤을 초과하는 산업용 이동 장비를 의미합니다. 이 제품은 주로 중공업, 철도 운송, 항공우주 및 대규모-장비 제조 산업에 사용됩니다.
기존 이동식 로봇에 비해 대형{0}}로봇은 구조 설계, 전력 시스템 및 안전 제어에 대한 기술 요구 사항이 더 높습니다.
6.2 개발 동향
산업 자동화 수준이 계속 높아짐에 따라 견고한-모바일 로봇에 대한 시장 수요가 꾸준히 증가하고 있습니다. 미래의 기술 발전은 주로 여러 측면에서 반영될 것입니다.
첫 번째는 더 높은 부하 용량을 향한 개발입니다. 일부 대형 로봇은 이미 수백 톤의 부하 용량을 향해 나아가고 있습니다.
두 번째는 보다 지능적인 네비게이션 기술의 발전으로 자연 네비게이션이 전통적인 자기 띠나 QR 코드 네비게이션 방식을 점차 대체하고 있습니다.
세 번째는 차량 조정을 통해 대형 장비를 효율적으로 운송할 수 있는 다중 차량 협력 운송 기술입니다.
7개의 세미-실외 이동 로봇
7.1 적용 시나리오
모바일 로봇 기술이 계속 발전함에 따라 그 적용 범위는 실내 환경에서 반{0}}실외, 심지어는 완전 실외 환경으로 점차 확대되었습니다.
산업단지 물류, 항만 터미널, 공항 운송, 광산 검사 등의 시나리오에서 모바일 로봇은 점차 전통적인 수동 운송 장비를 대체하고 있습니다.
7.2 기술 개발 동향
기술적으로 반{0}}실외 모바일 로봇은 저속 자율주행차와 매우 유사합니다.- 핵심 기술에는 환경 인식, 위치 확인 및 탐색, 경로 계획 및 동작 제어가 포함됩니다.
앞으로 모바일 로봇은 자율주행 기술과 더욱 통합될 것입니다. 고정밀 포지셔닝,{1}}시각 인식 및 LiDAR 기술을 통해 로봇은 더욱 안정적이고 안전한 실외 작업 기능을 달성하게 됩니다.
동시에 인공지능과 통신 기술의 발달로 모바일 로봇은 점차 지능적인 물류 네트워크를 형성해 보다 효율적인 무인 운송 시스템을 구현하게 될 것이다.
결론
전반적으로 산업용 모바일 로봇은 단일 자동화 장치에서 지능형 협업 시스템으로 진화하고 있습니다. 내비게이션 기술, 인공지능, 자율주행 기술의 지속적인 발전으로 산업용 모바일 로봇은 지능형 제조, 스마트 물류, 스마트 시티에서 점점 더 중요한 역할을 담당하며 산업 자동화 업그레이드의 핵심 원동력이 될 것입니다.
