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配天机器人邓鹏:协作机器人是未来发展的趋势

2020-04-09 17:05
来源: 大风号

3月31日配天机器人技术有限公司副总经理邓鹏在由仲恺高新区管委会主办,惠州市工信局、惠州市商务局、惠州市贸促会指导,OFweek维科网承办的“2020仲恺高新区全球在线招商推介会暨智能制造高层在线论坛”上发表了题为《工业机器人助力智能制造产业升级》的演讲,以下是精彩分享。

配天机器人邓鹏:协作机器人是未来发展的趋势

各位领导好!各位观众朋友,大家好!

邓鹏:我今天讲的内容是“配天机器人助力智能制造产业升级”,刚刚节卡的雷总讲的协作机器人,其实我们配天也有协作机器人的款,我们也是理解协作机器人可能是未来发展的一个趋势,所以我们现在产业布局上也有协作机器人的推出。现阶段来讲,我们还是认为工业机器人在中国的普及还会是非常大的问题,中国每万个产业工人拥有的工业机器人数量相对于国外来讲,比如韩国、德国、日本还是有比较大差距的,目前我们认为工业机器人仍然是我们智能制造产业非常急需的产品。

我今天主要会从软件方面层次去讲我们特色的东西。为什么这么去讲呢?这是基于我们对智能制造“智”的理解。智能制造其实主要的智能体现在什么地方呢?主要还是体现在软件跟算法上,刚才雷总也提到了,现在我们的工业机器人使用上其实存在着诸多的不便,反而阻碍了工业机器人的推广和使用,我们会极力的发展我们的软件、发展我们的算法,使得工业机器人的使用更为便捷、更为容易一些,这是近期我们发展的特点。

下面我从几个方面:第一,工业机器人的发展阶段。这是我们对于工业机器人整个发展脉络的理解上。第二,工业机器人软件体系。第三,我们自己的软件体系上,我们是如何去做的,如何帮助我们客户快速、方便、便捷的使用我们的工业机器人?第四,我们会推出我们新品的预告,目前我们主要是几种在工业机器人,我们今年会推出别的品种机器人型号。

第一个阶段,工业机器人发展阶段。大家可以从结构、硬件、软件算法、人工智能等几个方面考察它的发展阶段。开始阶段,我们认为工业机器人可能是自动化改造所需要的这么一个产品,所以它的结构上甚至没有做到全球产品化统一的标准。

按到第二个阶段,产品全球化的特征非常明显,结构的种类相对已经稳定了,并且结构的形态也趋于基本上以6轴、4轴码垛、Scala这种形式为主。应用行业也比较集中,绝大部分集中在汽车行业上。

第三个阶段,行业的应用越来越细分、越来越分化了。在它的产品结构趋于稳定的前提下,硬件的发展趋势已经趋同了,计算能力大部分都是OK的,够用了。应用软件非常丰富化了,可以开发出各种针对应用场景而不同的功能模块,我们现在也处在第三阶段。

我们也在逐步的进化到第四阶段,加入一些人工智能的应用,比如神经网络算法等等,我们也在逐渐往上加,会逐渐让我们机器人的使用越来越智能化。

当然这些技术的积累并不只能应用于工业机器人,将来我们开发别的结构形式甚至应用场景都是可以用得到的。

从工业机器人软件的体系长来讲,我们可以把它大概分为三个大的部分:

第一部分,核心的算法。比如运动学的控制与动力学的控制,力的感知。

第二部分,功能实现。就是行业的功能应用,比如焊接、码垛喷涂、打磨这些行业的应用功能。

第三部分,使得应用更加便利的软件化的东西,比如人机交互、3D仿真、其他的配套软件的使用等等。

从我们的软件体系来讲,我们基本上涵盖了几个层次:

第一个,我们自己工业机器人的控制系统。我们的控制系统基本上从硬件、到软件、到算法全是自主研发的,这里插一句,配天机器人基本上在国内的自主化程度是非常高的,我们所有的部件,除了减速剂之外,基本上全是自己独立去研发、去生产、去使用的,所以说自主化程度非常非常高。

第二个,工业应用软件包。我们下面会有专门的部分来讲工业的应用软件包,会讲我们的特色,可以很便捷的去使用。

第三个,3D的离线仿真软件、离线编程系统等等做简单的介绍。

我们机器人本身的运动和基本功能的控制系统,主要是的特点其实就是高速高精度,对于我们6公斤的机器人来讲,定位精度可以到正负0.02毫米,我们实际测量的时候远远比这个还要高,但是机器人的精度会有衰减,所以我们会稍微做一点放松。

这是一个视频,这里放不了,我以图片代替的,这个对机器人的精度要求是非常高的,我们这个视频,很多国外的研究学者也都引用我们的视频,他们引用我们这个视频主要为了证明中国国产机器人开发的水平已经相当高了,可以做出这么高精度的动作的机器人,这是我们在世界机器人大会上播放的,也是展出的方案。

我们的速度快为什么可以做到呢?我们做了很多细化的东西,比如可以做到所有的数字前瞻,把所有的小线段全部进行数字前瞻,重点的时候可以做快速的运动。我们做到了我们自己独特的轨迹规划,我们把电机的限制包括各个轴速度的限制都做了规划之后,在这个限制范围之内我们做局部的优化,可以使得我们机器人各个轴的速度在不超速的前提下尽可能发挥最大的效能,也可以提升我们的节拍。我们在某一个案例和国外四大家族的机器人PK的时候,因为这项功能导致我们机器人速度在非常平稳的情况下比国外的机器人还要快5%左右,这个也为我们赢了一些订单。

绝对的路径保持。对于工业机器人来讲要求很过的一点是对轨迹精度的要求,实际我们机器人在示教的时候往往是在低速情况下示教的,在高速情况下有可能偏离原来示教的轨迹,我们这个功能就可以保持在低速和高速情况下轨迹是一致的,这样就可以避免你的低速说这个机器人可以用的、反而高速运行情况下是不能用的,在我们这个机器人是可以得到解决的。

这是我们多机的高速高精度的联动,这是三大机器人用同一个控制器进行算法,这其实也是一个视频,但现在放不了。这个视频中钢管与易拉罐的速度是小于2毫米的,也是解读非常快的演示。

高轨迹精度的快速轨迹生成。比如针对一个机器人能够针对三个甚至四个工位的时候,只要示教其中一个工位的轨迹,其他三个工位的轨迹可以通过平移或者是旋转就可以得到机器人的轨迹,这个是有利于快速去部署机器人、快速生产的一个算法。

这个是我们的智能轨迹的规划,轨迹可以得到更好的提高。这个可以力控,你可以去拖动示教,以前的工业机器人基本上会需要点对点或者示教器去示教,但是我们现在可以通过拖动示教去做,这个也是得益于我们整体的包括电机、包括驱动都是我们自己去做,这样底层的很多东西都是可以拿到的数据,这样才可以开放做示教的功能,这个应用于很多喷涂这个行业应用是非常快捷方便的。

下面讲一下我们专用的功能包。我们功能包的体系包含了我们的焊接、码垛、打磨、折弯、压铸,喷涂也在开发当中,我们自己会逐渐逐渐随着客户的要求开发出新的功能包,现在我简单介绍几种。

第一,基本上已经支持主流的焊接,包括多种焊接种类。多机联动,我们可以做到多个机器人跟多个变位机一起同时进行插补,联动,这样可以做到很多需要同时焊接的机器人工业利用。另外也有我们的工艺库,你简单去选你的材质、板厚,焊接种类可以简单推荐一款工艺参数给你,这样有利于快速调试你的焊接效果。第二个,功能丰富。包括我们的各种焊缝的定位都可以去做。

这是我们做的焊接外部多轴联动的多个机器人跟多个变位机做的联动产品,这是给日本的厂家做的,两台机器人、还有一个变位机同时联动焊接。这个是一个功能低电压寻位,通过我们的功能包就可以直接去实现的。我们非常有特色的一个焊接的工艺叫多层多道焊,其实现在很多国内焊接的机器人基本上只能焊接薄板,对于40毫米以上的中厚板是没办法去做焊接的,我们现在可以做到多层多道焊的功能,我们可以做到薄板多层多道焊的工艺。

这个是搬动电弧焊缝跟踪。这个是焊枪姿态保持,我们可以预先知道这个轨迹的情况下焊枪和焊缝姿态保持不变的,有利于使用这个焊接功能包,这个需要确保绝对安全的前提下才会碰撞。

这个是我们可以做到快速示教的多机联动的焊接轨迹,在国外机器人里面他是通过两个示教器页面示教两个机器人,我们是在一个示教器页面里面快速的做一个示教,所以我们效率会大大增加。

这个是我们折弯的,我们折弯的也有一个专门的算法库,工艺包,它会根据你的板厚、你的折弯、你的开口、你要折弯的角度去自动设定,机器人自动去跟随你折弯的工艺。这是我们实际生产的图片,这其实是一个视频。

这是我们码垛的工艺包,码垛工艺包做了专门的开发,他可以有不同的垛形,编程也不用进行输入式的编程,你可以拖动,在界面上直接拖动就可以完成编程。

码垛机器人还有一个功能传送带同步的功能,我们可以从运动的传送带上去抓取要搬运的东西直接给你进行搬运,这样可以防止传送带频繁启动,这也是效率非常高的算法。

接下来看打磨的工艺。我们的打磨也是单独开发出来的单独的工艺包,这个工艺包打磨经常需要去做各种复杂的轨迹,我们会推出各种复杂轨迹简单编程的工艺包,包括横摆、圆弧摆、八字摆都有简单的参互,输入进去就可以生成这个曲线,如果没有这个工艺包很有可能你需要去示教大量的点,才能把这个轨迹给生成,所以我们这个会大大缩减调试的时间。

我们轨迹的补偿,比如我们打磨曲面的时候加一个传感器,机器人可以做到自动按照你的曲面进行打磨,不需要提前进行编程,这个也会大大加快机器人的推广和使用。

我们在使用磨轮进行打磨的时候,磨轮打磨的时候会出现磨损,半径会越来越小,如果不加以补偿可能打磨会持续衰减,我们这边就加了磨轮半径打磨的补偿,这样可以保证你始终与被打磨工件接触的面积是一致的。如果没有这个,你需要不断的去进行调整,这个就会大大减低机器人使用的效果。

压铸的工艺,机器人在去压铸件的时候有一个顶磨的动作,如果机器人属于位置控制模式下,要么使你的产品受损、要么使你的机器人受损,在顶出来的那一刻会使他的机器人处于软的状态,会随着你顶出发生位置的变化,但是不至于掉下来,这个就是非常好的应用到了压铸的工艺里面去,我们这个也根据各个压铸机的机型做了专门参数的定制。

下面就是使得我们机器人应用起来更加方便快捷的东西,我们会有离线编程软件Robot Live,包括多种格式的生成、轨迹代码、校准等等会在里面做,这本来也是一个视频。这有什么好处呢?因为你的机器人在线上工作的时候不可能去进行调试,我们把将来要换产的下一批工件或者下一批应用导到Robot Live软件里面之后,我们可以实时对它的将来运行状态进行仿真,包括各个IO点的输入、输出,包括你的碰撞,我们这里面都会仿真出来,大大缩短了你换线的时间。

可能很多人还是更加习惯于在电脑上进行输入,大家可以在PC机上进行快速的编程,包括语言校验都可以去做,这样效率会大大增加。

我们的机器视觉,所有是觉得算法都是我们自己的,硬件包括摄像头、包括光源这些我们自己不生产,主要就是算法和功能模块,我们应用的也非常好了。

最后再给大家介绍今年应该要推出的两款Scala机器人,2019年六轴的工业机器人在国内出货量是数一数二的出货量了,现在拓展我们的产品种类,包括之前我们说的协作机器人,协作机器人我们在去年就已经推出来了,我们今年推出一个新品Scala机器人,我们定位于两款,我们基本上是对标国际一流的产品去做这个东西,第二个是负载6公斤的机器人。

我的介绍就到这里。谢谢大家!

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