一項靈活且可進行自主處理的用于XXL組件加工的方案，由一個全方位驅動的載重平臺與一臺帶有控制裝置和自主導航裝置的工業機器人組成。該方案開發出了移動機器人系統新的應用領域。

迄今為止，靈活地加工大型組件對自動化行業來說仍是一個巨大的挑戰。在很多行業，如船舶和飛機制造或風力發電機生產廠家的自動化加工制造仍受到限制。現在，這些行業仍然使用剛性的自動化方案，自動化系統結構既不緊湊也不靈活。

而正是在這樣的行業中，由于人們的加工作業強度大，如大型工件的研磨加工作業，所以自動化設備在這些行業就尤其受到歡迎。對于沒有抑制機器人的固定設備的工序的自動化來說，還缺少使用機動裝置來覆蓋多個工作站點組合的適用技術方案。

機器人的新應用領域

通過移動機器人系統可以開拓機器人迄今為止尚未被應用的領域。而轉子葉片的表面拋光或磨削加工可能便是一個例子。因為此類加工沒有實現自動化，所以至今還是由操作人員使用氣動砂輪進行繁重的手工作業，可以想象這樣的加工既不人性化，又有害健康。

移動系統的另一個應用領域可能是那些并不需要使用工業機器人的環境，如高爐制造行業。在高爐制造作業中，需要使用機器人的工序僅為幾個小時，之后高爐加工制造便在不需要機器人的情況下相繼進行。

為此，位于德國奧格斯堡的機器人生產廠家Kuka公司推出了一種技術解決方案，并在漢諾威展會上首次進行了介紹。這是一輛由Kuka公司研發的一臺由簡化的自動生產設備和一臺KR-Quantec系列機器人組成的概念車,機器人裝有KR C4控制裝置,該控制裝置裝有市場上銷售的普通鉛電池，為該自動生產設備的架子提供作業所需的電能（圖1）。

圖1  Kuka公司的概念車實現了機器人的可移動應用，如實現了在特別大型的工件加工作業中的應用

該概念車借助Kuka公司自行研發的自主導航軟件，不連接線纜便可自由的在一個空間運動，加工風力發電裝置所需的長達10m的轉輪葉片。該概念車是一個全方位驅動的載荷平臺和一臺標準型工業機器人的組合，該工業機器人和自主導航首次將基本功能結合在了一起，形成了一臺工業應用的移動機器人系統。

整臺機器人系統由電池驅動，可根據安裝電池的電量大小，持續工作約6h。此外需要設置用于驅動刀具或抓斗的周圍成套設備，這些設備同樣需要進行持續供電。該全方位行走的輪式技術裝置和自主引導軟件，可以在狹小的空間內控制機器人平臺，使之安全駛到所需位置。該移動平臺的外形尺寸大小和承載能力是可變的，其最大承載能力為1000kg。可以設想，在該移動平臺上可設置多臺機器人。

在漢諾威展會上，Kuka公司展出了一臺KR 120 R3500 K型機器人的移動機器人系統。該移動機器人系統在作用距離為3500mm時承載能力為120kg，其垂直范圍可達5000mm。如果這樣的垂直范圍還達不到加工作業的需要，該移動機器人系統還可選擇使用一個垂直升降單元以擴大機器人的工作范圍。

圖2  Kuka公司研發的Quantec系列機器人在漢諾威展會上展示其應用

在定義的工作范圍自主導航

集成化的導航和動作控制裝置及自動生成的運動線路和進行路徑引導的軟件可實現在定義的工作范圍內自主且可靠地導航。這樣便不需要較為昂貴且不靈活的基礎設施。該系統的定位準確性為±5mm。所使用的激光掃描儀用于監控作業環境和確保作業環境安全，同時還可用于導航。整個系統用工業適用的無線技術進行控制。

由于機器人具有移動性，所以使用該移動機器人系統進行加工作業，不需要對加工工件進行費力且危險的搬動，而常常搬動這些大型工件進行加工作業是難以做到的。如航天工業的大型工件，風力發電裝置的轉子葉片的加工或是軌道車輛的生產均可使用該機器人系統承擔物流作業。

移動機器人系統可這樣設置，而其功能比目前機器人所發揮的功能要增加很多。通過將各種不同的作業工序集成到一個移動平臺上，機器人可在多個工作站點作業，如在該移動平臺上可實施控制操作、測量或加工工序，如膠合或加工等任務。該移動平臺還可用于加工不同尺寸規格的工件。使用該移動平臺的最佳實例應該是風力發電行業。在風力發電行業中，每兩年要改變一次風力發電裝置的轉子葉片尺寸規格，固定不變的帶有門架式裝置的風電裝置并不經濟，這樣便無法降低每個葉片的制造成本。

Kuka公司在漢諾威展會上展出的移動機器人系統樣機是一臺試驗輸送車，該輸送車將當前的自動化技術集于一身（圖2）。Kuka公司可根據其潛在用戶提出的具體任務來專門設計此類移動機器人系統的結構。