スマート アクチュエーターはロボット係員の高度な最適化を支援します

Jun 23, 2023

2022年12月8日 マーク・アリンソン コメントを残す

新しく製造された車は、通常、ディーラーに引き渡される前に、数千台の他の車と一緒に大規模な保管場所に保管され、そこで数日、場合によっては何か月も放置されます。

これらの駐車場の管理には、多くの時間のかかる手作業が必要です。係員は各車を始動させ、指定されたエリアに安全に駐車し、位置を把握し、必要なときに配布するために簡単にアクセスできるようにする必要があります。

自動車の再販業者、空港、自動車レンタル サービス、および大量の自動車保管と容易な取り出しを必要とするその他の多くの企業は、これらと同じ問題を共有しています。 結局のところ、手動​​の自動駐車場はスペースと労働力の非効率な利用、事故や係員の負傷の危険性、燃料の燃焼をもたらします。

フランスに本拠を置き、自動車保管物流ロボットを提供するスタンレー・ロボティクス社は、車を見つけて持ち上げ、ゆっくりと移動させ、割り当てられたスペースに駐車する自動誘導式の車両運搬プラットフォームを提供することで、こうした状況をすべて変えたいと考えている。

ロボットが車に到着すると、光検出測距 (LiDAR) センサーがロボットの位置、車輪の位置、車輪間の距離を検出し、プラットフォームをその下にスライドさせます。

車がプラットフォーム上で整列すると、トムソン インダストリーズの電動リニア アクチュエーターが車両をプラットフォーム上に固定し、持ち上げるのに役立ちます。

スタンレー ロボティクスが 2015 年に第 1 世代のロボットを作成したとき、エンジニアは油圧シリンダーを使用してプラットフォームの 2 本のアーム、つまりプライヤーを所定の位置に移動させました。 しかし、油圧にはいくつかの欠点があったため、次世代製品として電動アクチュエータを検討することになりました。

スタンレー・ロボティクス社の上級機械エンジニアであるトーマス・ラバシ氏は、「油圧装置に漏れがあり、メンテナンスに手間がかかりました。高い負荷容量は利点でしたが、電動アクチュエータよりも速度が遅く、ホースやポンプなどの追加コンポーネントが必要でした」と述べています。

「また、電動アクチュエータよりもロボット内部に組み込むのがはるかに困難です。油圧システムはより多くのエネルギーを消費しますが、これは重要です。私たちはバッテリー電源で動作し、そのエネルギーをできるだけ多くの動きに変換する必要があるからです。」

Stanley Robotics は、競合他社に対する広範な性能ベンチマーク、3D CAD 設計システムでの統合テスト、および多数の計算に基づいて、Thomson Electrak HD 電動リニア アクチュエータを選択しました。

この分析に基づいて、スタンレー ロボティクスは、トムソン電動アクチュエーターがプラットフォーム上での車両の固定、昇降、インテリジェンス、耐候性、エネルギー消費に関する要件を満たしていると結論付けました。

車両を持ち上げる前に、車両をプラットフォームに固定する必要があります。 Stanley Robotics では、各タイヤの下に差し込むプライヤーを使用してこれを実現しています。 ロボットが最初にプラットフォームを車の下にスライドさせると、ロボットのヘッドに最も近い 2 つのプライヤーを除くすべてのプライヤーが後退し、プラットフォームが車輪の幅を越えることができます。

前輪に最も近い 2 つのプライヤーは決して動かないため、作動しません。 ロボットが前輪が固定プライヤーに接触していることを感知すると、アクチュエーターが調整可能な後部の 2 つのプライヤーを伸ばし、後輪の前部に接触するまで後方に動かします。

プライヤーがすべてのタイヤの前部に接触していることを確認すると、ロボットは残りの 4 つのプライヤーを回転させてすべてのタイヤをつかむようにアクチュエーターに信号を送ります。 この重要な機能のために、Stanley Robotics は 6 台の Electrak HD アクチュエーターを使用しています。

Stanley Robotics のロボットエンジニアリング責任者、エリック・キャブロール氏は、「車を持ち上げると、車の重量すべてがプライヤーにかかり、その荷重がプラットフォーム内のアクチュエーターに圧力をかけ、プラットホーム内のプライヤーを閉じようとします。」と述べています。

「しかし、電動アクチュエータは静的負荷容量が大きいため、ブレーキのように動作して負荷を正しい位置に保つことができます。」

カブロール氏は次のように述べています。「私たちはアクチュエーターの能力を利用して、自動的に停止します。

「ソフトウェアはアクチュエーターにペンチをできるだけ開くように要求し、ペンチがホイールに接触すると、アクチュエーターは最大容量に達するまでグリップを増やし、自動的に停止します。

「当社の組み込みソフトウェアは、電流消費を監視し、ペンチの角度を感知することで、これらすべてを追跡します。電流が指定された設定値を超えたときに角度が十分に開いていれば、システムはタイヤのグリップが適切であると想定します。」

ホイールが所定の位置にロックされると、2 つの Electrak HD アクチュエーターがプラットフォームを地面から約 120 mm 持ち上げます。

Electrak HD アクチュエータはオンボード電子機器を備えており、プログラムされたシーケンスに参加したり、他のアクチュエータやデバイスと情報を通信したりすることができます。

Cabrol 氏は次のように述べています。「私たちはシステムに組み込むソフトウェアを開発しました。これをセンサー アーキテクチャと統合することで、実行する必要がある動作を計算し、アクチュエーターに何をすべきかを指示できるようになります。」

「私たちの PC はイーサネット経由でメッセージを送信し、イーサネット信号 CAN コンバーターがそれらのメッセージをアクチュエーターに中継します。トムソン スマート アクチュエーターは、これらすべての機能に加えて、ストロークに沿った位置に関する正確なフィードバックを提供します。油圧アクチュエーターの場合は、これを追加する必要があります。 」

Thomson Electrak HD アクチュエータは、-40°C (-40°F) ～ +85°C (185°F) の温度範囲で動作できます。 ロボットの活動の多くは熱を吸収するブラックトップ上で実行されるため、温度範囲の上限は特に重要です。 カブロールは、最大60℃（140°F）の温度を記録したと述べた。

「エレクトラックHDのIP評価は非常に魅力的だ」とカブロール氏は語った。 「ロボットプラットフォームが完全に水没した例も見てきました。もちろん、水没中にロボットプラットフォームを稼働させることはありませんが、水が引いたら完全に稼働状態に戻ってほしいと考えています。」

トムソン アクチュエータのボールねじ技術は非常にエネルギー効率が高いです。 オペレーターは、油圧ではなく電動アクチュエーターを使用することで、1 回の充電でより多くの車両を動かすことができます。

Cabrol 氏は、「電動アクチュエータを常に動作させる必要がないため、その方がバッテリー電力の損失が少なくなります。」と述べています。

しかし同時に、一部のロットではロボットを 24 時間 365 日稼働させており、そこでもバッテリー効率が役に立っていると彼は言います。

ほとんどの駐車台数の多い駐車場は、運営者の収益に影響を与えるため、より少ないスペースにより多くの車を駐車できるようにアクチュエータが高速になればなるほど、駐車場の所有者や管理者にとっての価値が高まります。

電気アクチュエータは、ほとんどの油圧ソリューションのように複数のアクチュエータを順番に動作させるのではなく、同時に動作させることができるため、この点でさらなる利点をもたらします。

Cabrol は次のように述べています。「当社のロボットは、ほとんどの保管パークのスペース利用率を最大 50% 改善できます。

「ドアを開ける必要がないため、車両をより近くに駐車することができます。当社のソフトウェアは各車両がどこにあり、いつ出入りする必要があるかを正確に認識しているため、アクセスレーンを簡素化できます。そして、それを起動することなく実行できます。車を上げて運転し、ガソリンを消費することは、二酸化炭素排出量の削減につながります。」

Thomson Electrak HD 電動リニア アクチュエータは、静的強度、インテリジェンス、頑丈さ、効率性の組み合わせを通じて、Stanley Robotics の自動保管および取り出しシステムにとってその価値を証明しており、今後もそのニーズに応え続けることを目指しています。

メイン画像: プラットフォームに車が積まれたスタンレー ロボティクスのロボット ヘッド。 トムソン アクチュエータはプライヤー アームを回転させてタイヤをホイールに固定し、走行中に車がプラットフォームから滑り落ちないようにします。

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