七问七答∣深度解析快仓箱式吸盘机器人

2022-12-28 19:56:45

一问:为何开发箱式吸盘机器人?

仓库运营里面,存储利用率是一个非常关键的指标,但目前自动化带来了一定的存储坪效牺牲。

人工仓:箱间距前后、左右基本上都是0mm,箱子都是贴在一起的;

自动化仓:箱间距普遍是前后80mm,左右120mm,空间浪费非常严重。

有很多原来是人工仓,现在要做自动化升级的客户,希望能够利旧现有的货架,但结果是:原来每层可以放5个箱子的货架,自动化升级后放4个都很勉强。

为什么自动化仓箱间距会更大呢?目前市场上箱式机器人采用的叉臂结构普遍都是夹抱式和托举式。

夹抱式:需要把伸缩叉臂从箱子两侧伸进去,然后把拨尺放下,再收回完成取箱,需要在左右给伸缩叉留一个比较大的缝,在前后给拨尺留一个比较大的缝;

托举式:需要把伸缩叉臂从箱子底部伸进去,然后抬升,再收回完成取箱,需要上下留一个比较大的缝,才能让伸缩叉臂安全的伸进去。

不降效率,不加成本,怎么能让自动化仓的存储能力进一步提升呢?2021年,快仓决定开发一款“让箱子紧挨在一起,箱间距为0”的机器人,能够进一步提高仓库的存储坪效,降低仓租成本。快仓箱式吸盘机器人因此而诞生。

二问:客户ROI有哪些核心优势?

优势1:箱间距降低至0-20mm,存储率提升约71%

优势2:4箱货架放5箱,货架成本降低约20%

优势3:叉臂伸缩行程更短,机器人数量减少约9%

优势4:搭载在二级门架机型上,存储高度提升约43%。

三问:软硬件变化影响稳定性吗?

软件方面:

相比目前系统通用的C56机型,WES、RCS、RCS与机器人本体的上位机的通信协议均为零改动;

主要是机器人型号变更,机器人本体控制系统中的叉臂控制系统有少量适配工作,均已调试测试通过;

目前在各个项目中大规模商用的QB料箱到人、QB搬运、纯料箱搬运等系统均可正常使用,功能层面无变化。

硬件方面:

箱式吸盘机器人在机器人本体上的主要改动在叉臂,主要是将叉臂上的夹抱模组更换为吸盘模组,仍然搭载在成熟的C56通用底盘与门架上,稳定性无需担心;

吸盘模组目前均采用机械臂主流一线品牌,通过了144万次的耐久测试,稳定性和成熟度方面有保障。

四问:吸不到箱子怎么办?

吸盘在机械臂上已有成熟应用,面向规整的塑料箱和纸箱,吸取能力方面无需担心,一次吸取成功率达99.95%

吸盘模组装有传感器,实时监测吸头与箱子间的内压,一旦气密不足,就会立刻获得失败反馈,反馈上位机进行指令重试(重吸),上报RCS进行任务重试(换车),上报WES进行任务更换(换箱)。

吸取箱子过程中可能产生吸盘与箱子脱离的工况主要分为2个阶段:

一、吸取过程中脱离

1.重吸,系统收到吸取失败反馈后,会自动重吸2次,重吸过程是每次往前多伸10mm,并通过前方末端传感器来实时控制停止和保障安全接触;

2.换车,如果同一台车多次自动重试失败,会触发自动换车流程,换车再失败才挂起这个取箱任务并上报运维人员,等作业完成时排查即可;

3.换箱,如果换车过程中的该箱取箱任务确认失败,会触发WES换箱流程,重新分配一个满足出库要求的箱子。

二、收回过程中脱离

吸盘由于是正前方吸取,如果取货一半故障还可以推回去,自动恢复到故障前的状态,重新吸取即可,故障后需要人工介入的概率更低。

箱子会掉落吗?基本不会发生,箱子不在库位上的工况主要分为3个阶段:

a.取箱吸盘叉臂收回时,箱子在收回的中途

快仓设计了推杆机构,相当于在货架和车之间架了桥,防止收回过程中掉落;

b.取箱吸盘叉臂收回后,箱子已收回到车上

快仓设计了底部阻挡机构,箱子4面都有阻挡,不会掉落;

c.放箱吸盘叉臂推出时,箱子在推出的中途

放箱高度一般比货架横梁高5mm,加上推杆结构,即使有一定的偏载或者小尺寸箱子也不会被卡住或掉落。

五问:对箱子有什么要求?

整体上来讲,对箱子的要求是比较低的。

箱子尺寸:现有产品(宽度365-420mm、高度230-600mm),更多适配尺寸开发中;

箱子重量:重量不超过30kg;

吸取平面的清洁:无积灰,无油污,无凝珠;

吸取平面的尺寸:箱子正面从箱子底部往上68mm-228mm高度范围内,要求居中保留宽度为170mm的光滑和无孔洞。

六问:应用上有哪些突破与限制?

应用场景:

1. QuickBin;

2. 塑料箱/纸箱密集存储;

3. 工作站自动撤换订单箱;

4. 料箱搬运对接输送线/装卸货机;

5. 整箱出入库场景;

6. 鞋盒无人化拣选。

应用行业:

1. 服装、美妆、图书、百货、电商等行业小尺寸SKU toB/toC拆零拣选;

2. 箱型范围满足的toB整箱无人拣选;

3. 鞋服行业鞋盒类的无人拣选;

4. 工作站订单箱自动撤换。

场景限制:

1. 目前支持30kg以内的箱子,超出重量范围时,推荐使用夹抱式机器人;

2. 旧的塑料箱加强筋位置无法满足吸盘面要求时,推荐使用夹抱式机器人;

3. 压扁变形的纸箱、货品为抛货等特殊工况,推荐使用货架到人或人工;

4. 纸箱频繁吸取会变形,建议吸取次数一般不要超过10次。

七问:箱式产品的未来会怎样?

快仓即将推出搭载了箱式吸盘机器人的QuickBin 3.0,可以在同一个仓库内柔性覆盖四大拣选场景:

1. 整箱存储+拆零拣选

2. 托盘存储+拆零拣选(异形、大件、挂装等业务)

3. 整箱存储+整箱拣选(2B整箱、集货暂存等业务)

4. 托盘存储+整箱拣选(2B整箱)

我们判断,2023-2024年间,在箱式机器人新增市场中,箱式吸盘机器人在巨大的优势之下将逐步占领较大份额

无论是在国内开辟移动机器人赛道,还是首创双机协作模式QuickBin,再到首创箱式吸盘机器人,我们之所以执着于持续创新,是希望能够对整个行业有所启发,一起给目标客群创造更大的价值,最终实现让人类不再搬运的梦想。

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