3月31日配天機器人技術(shù)有限公司副總經(jīng)理鄧鵬在由仲愷高新區(qū)管委會主辦,惠州市工信局、惠州市商務(wù)局、惠州市貿(mào)促會指導(dǎo),OFweek維科網(wǎng)承辦的“2020仲愷高新區(qū)全球在線招商推介會暨智能制造高層在線論壇”上發(fā)表了題為《工業(yè)機器人助力智能制造產(chǎn)業(yè)升級》的演講,以下是精彩分享。
各位領(lǐng)導(dǎo)好!各位觀眾朋友,大家好!
鄧鵬:我今天講的內(nèi)容是“配天機器人助力智能制造產(chǎn)業(yè)升級”,剛剛節(jié)卡的雷總講的協(xié)作機器人,其實我們配天也有協(xié)作機器人的款,我們也是理解協(xié)作機器人可能是未來發(fā)展的一個趨勢,所以我們現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)布局上也有協(xié)作機器人的推出。現(xiàn)階段來講,我們還是認(rèn)為工業(yè)機器人在中國的普及還會是非常大的問題,中國每萬個產(chǎn)業(yè)工人擁有的工業(yè)機器人數(shù)量相對于國外來講,比如韓國、德國、日本還是有比較大差距的,目前我們認(rèn)為工業(yè)機器人仍然是我們智能制造產(chǎn)業(yè)非常急需的產(chǎn)品。
我今天主要會從軟件方面層次去講我們特色的東西。為什么這么去講呢?這是基于我們對智能制造“智”的理解。智能制造其實主要的智能體現(xiàn)在什么地方呢?主要還是體現(xiàn)在軟件跟算法上,剛才雷總也提到了,現(xiàn)在我們的工業(yè)機器人使用上其實存在著諸多的不便,反而阻礙了工業(yè)機器人的推廣和使用,我們會極力的發(fā)展我們的軟件、發(fā)展我們的算法,使得工業(yè)機器人的使用更為便捷、更為容易一些,這是近期我們發(fā)展的特點。
下面我從幾個方面:第一,工業(yè)機器人的發(fā)展階段。這是我們對于工業(yè)機器人整個發(fā)展脈絡(luò)的理解上。第二,工業(yè)機器人軟件體系。第三,我們自己的軟件體系上,我們是如何去做的,如何幫助我們客戶快速、方便、便捷的使用我們的工業(yè)機器人?第四,我們會推出我們新品的預(yù)告,目前我們主要是幾種在工業(yè)機器人,我們今年會推出別的品種機器人型號。
第一個階段,工業(yè)機器人發(fā)展階段。大家可以從結(jié)構(gòu)、硬件、軟件算法、人工智能等幾個方面考察它的發(fā)展階段。開始階段,我們認(rèn)為工業(yè)機器人可能是自動化改造所需要的這么一個產(chǎn)品,所以它的結(jié)構(gòu)上甚至沒有做到全球產(chǎn)品化統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
按到第二個階段,產(chǎn)品全球化的特征非常明顯,結(jié)構(gòu)的種類相對已經(jīng)穩(wěn)定了,并且結(jié)構(gòu)的形態(tài)也趨于基本上以6軸、4軸碼垛、Scala這種形式為主。應(yīng)用行業(yè)也比較集中,絕大部分集中在汽車行業(yè)上。
第三個階段,行業(yè)的應(yīng)用越來越細(xì)分、越來越分化了。在它的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定的前提下,硬件的發(fā)展趨勢已經(jīng)趨同了,計算能力大部分都是OK的,夠用了。應(yīng)用軟件非常豐富化了,可以開發(fā)出各種針對應(yīng)用場景而不同的功能模塊,我們現(xiàn)在也處在第三階段。
我們也在逐步的進(jìn)化到第四階段,加入一些人工智能的應(yīng)用,比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等等,我們也在逐漸往上加,會逐漸讓我們機器人的使用越來越智能化。
當(dāng)然這些技術(shù)的積累并不只能應(yīng)用于工業(yè)機器人,將來我們開發(fā)別的結(jié)構(gòu)形式甚至應(yīng)用場景都是可以用得到的。
從工業(yè)機器人軟件的體系長來講,我們可以把它大概分為三個大的部分:
第一部分,核心的算法。比如運動學(xué)的控制與動力學(xué)的控制,力的感知。
第二部分,功能實現(xiàn)。就是行業(yè)的功能應(yīng)用,比如焊接、碼垛噴涂、打磨這些行業(yè)的應(yīng)用功能。
第三部分,使得應(yīng)用更加便利的軟件化的東西,比如人機交互、3D仿真、其他的配套軟件的使用等等。
從我們的軟件體系來講,我們基本上涵蓋了幾個層次:
第一個,我們自己工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)。我們的控制系統(tǒng)基本上從硬件、到軟件、到算法全是自主研發(fā)的,這里插一句,配天機器人基本上在國內(nèi)的自主化程度是非常高的,我們所有的部件,除了減速劑之外,基本上全是自己獨立去研發(fā)、去生產(chǎn)、去使用的,所以說自主化程度非常非常高。
第二個,工業(yè)應(yīng)用軟件包。我們下面會有專門的部分來講工業(yè)的應(yīng)用軟件包,會講我們的特色,可以很便捷的去使用。
第三個,3D的離線仿真軟件、離線編程系統(tǒng)等等做簡單的介紹。
我們機器人本身的運動和基本功能的控制系統(tǒng),主要是的特點其實就是高速高精度,對于我們6公斤的機器人來講,定位精度可以到正負(fù)0.02毫米,我們實際測量的時候遠(yuǎn)遠(yuǎn)比這個還要高,但是機器人的精度會有衰減,所以我們會稍微做一點放松。
這是一個視頻,這里放不了,我以圖片代替的,這個對機器人的精度要求是非常高的,我們這個視頻,很多國外的研究學(xué)者也都引用我們的視頻,他們引用我們這個視頻主要為了證明中國國產(chǎn)機器人開發(fā)的水平已經(jīng)相當(dāng)高了,可以做出這么高精度的動作的機器人,這是我們在世界機器人大會上播放的,也是展出的方案。
我們的速度快為什么可以做到呢?我們做了很多細(xì)化的東西,比如可以做到所有的數(shù)字前瞻,把所有的小線段全部進(jìn)行數(shù)字前瞻,重點的時候可以做快速的運動。我們做到了我們自己獨特的軌跡規(guī)劃,我們把電機的限制包括各個軸速度的限制都做了規(guī)劃之后,在這個限制范圍之內(nèi)我們做局部的優(yōu)化,可以使得我們機器人各個軸的速度在不超速的前提下盡可能發(fā)揮最大的效能,也可以提升我們的節(jié)拍。我們在某一個案例和國外四大家族的機器人PK的時候,因為這項功能導(dǎo)致我們機器人速度在非常平穩(wěn)的情況下比國外的機器人還要快5%左右,這個也為我們贏了一些訂單。
絕對的路徑保持。對于工業(yè)機器人來講要求很過的一點是對軌跡精度的要求,實際我們機器人在示教的時候往往是在低速情況下示教的,在高速情況下有可能偏離原來示教的軌跡,我們這個功能就可以保持在低速和高速情況下軌跡是一致的,這樣就可以避免你的低速說這個機器人可以用的、反而高速運行情況下是不能用的,在我們這個機器人是可以得到解決的。
這是我們多機的高速高精度的聯(lián)動,這是三大機器人用同一個控制器進(jìn)行算法,這其實也是一個視頻,但現(xiàn)在放不了。這個視頻中鋼管與易拉罐的速度是小于2毫米的,也是解讀非??斓难菔?。
高軌跡精度的快速軌跡生成。比如針對一個機器人能夠針對三個甚至四個工位的時候,只要示教其中一個工位的軌跡,其他三個工位的軌跡可以通過平移或者是旋轉(zhuǎn)就可以得到機器人的軌跡,這個是有利于快速去部署機器人、快速生產(chǎn)的一個算法。
這個是我們的智能軌跡的規(guī)劃,軌跡可以得到更好的提高。這個可以力控,你可以去拖動示教,以前的工業(yè)機器人基本上會需要點對點或者示教器去示教,但是我們現(xiàn)在可以通過拖動示教去做,這個也是得益于我們整體的包括電機、包括驅(qū)動都是我們自己去做,這樣底層的很多東西都是可以拿到的數(shù)據(jù),這樣才可以開放做示教的功能,這個應(yīng)用于很多噴涂這個行業(yè)應(yīng)用是非常快捷方便的。
下面講一下我們專用的功能包。我們功能包的體系包含了我們的焊接、碼垛、打磨、折彎、壓鑄,噴涂也在開發(fā)當(dāng)中,我們自己會逐漸逐漸隨著客戶的要求開發(fā)出新的功能包,現(xiàn)在我簡單介紹幾種。
第一,基本上已經(jīng)支持主流的焊接,包括多種焊接種類。多機聯(lián)動,我們可以做到多個機器人跟多個變位機一起同時進(jìn)行插補,聯(lián)動,這樣可以做到很多需要同時焊接的機器人工業(yè)利用。另外也有我們的工藝庫,你簡單去選你的材質(zhì)、板厚,焊接種類可以簡單推薦一款工藝參數(shù)給你,這樣有利于快速調(diào)試你的焊接效果。第二個,功能豐富。包括我們的各種焊縫的定位都可以去做。
這是我們做的焊接外部多軸聯(lián)動的多個機器人跟多個變位機做的聯(lián)動產(chǎn)品,這是給日本的廠家做的,兩臺機器人、還有一個變位機同時聯(lián)動焊接。這個是一個功能低電壓尋位,通過我們的功能包就可以直接去實現(xiàn)的。我們非常有特色的一個焊接的工藝叫多層多道焊,其實現(xiàn)在很多國內(nèi)焊接的機器人基本上只能焊接薄板,對于40毫米以上的中厚板是沒辦法去做焊接的,我們現(xiàn)在可以做到多層多道焊的功能,我們可以做到薄板多層多道焊的工藝。
這個是搬動電弧焊縫跟蹤。這個是焊槍姿態(tài)保持,我們可以預(yù)先知道這個軌跡的情況下焊槍和焊縫姿態(tài)保持不變的,有利于使用這個焊接功能包,這個需要確保絕對安全的前提下才會碰撞。
這個是我們可以做到快速示教的多機聯(lián)動的焊接軌跡,在國外機器人里面他是通過兩個示教器頁面示教兩個機器人,我們是在一個示教器頁面里面快速的做一個示教,所以我們效率會大大增加。
這個是我們折彎的,我們折彎的也有一個專門的算法庫,工藝包,它會根據(jù)你的板厚、你的折彎、你的開口、你要折彎的角度去自動設(shè)定,機器人自動去跟隨你折彎的工藝。這是我們實際生產(chǎn)的圖片,這其實是一個視頻。
這是我們碼垛的工藝包,碼垛工藝包做了專門的開發(fā),他可以有不同的垛形,編程也不用進(jìn)行輸入式的編程,你可以拖動,在界面上直接拖動就可以完成編程。
碼垛機器人還有一個功能傳送帶同步的功能,我們可以從運動的傳送帶上去抓取要搬運的東西直接給你進(jìn)行搬運,這樣可以防止傳送帶頻繁啟動,這也是效率非常高的算法。
接下來看打磨的工藝。我們的打磨也是單獨開發(fā)出來的單獨的工藝包,這個工藝包打磨經(jīng)常需要去做各種復(fù)雜的軌跡,我們會推出各種復(fù)雜軌跡簡單編程的工藝包,包括橫擺、圓弧擺、八字?jǐn)[都有簡單的參互,輸入進(jìn)去就可以生成這個曲線,如果沒有這個工藝包很有可能你需要去示教大量的點,才能把這個軌跡給生成,所以我們這個會大大縮減調(diào)試的時間。
我們軌跡的補償,比如我們打磨曲面的時候加一個傳感器,機器人可以做到自動按照你的曲面進(jìn)行打磨,不需要提前進(jìn)行編程,這個也會大大加快機器人的推廣和使用。
我們在使用磨輪進(jìn)行打磨的時候,磨輪打磨的時候會出現(xiàn)磨損,半徑會越來越小,如果不加以補償可能打磨會持續(xù)衰減,我們這邊就加了磨輪半徑打磨的補償,這樣可以保證你始終與被打磨工件接觸的面積是一致的。如果沒有這個,你需要不斷的去進(jìn)行調(diào)整,這個就會大大減低機器人使用的效果。
壓鑄的工藝,機器人在去壓鑄件的時候有一個頂磨的動作,如果機器人屬于位置控制模式下,要么使你的產(chǎn)品受損、要么使你的機器人受損,在頂出來的那一刻會使他的機器人處于軟的狀態(tài),會隨著你頂出發(fā)生位置的變化,但是不至于掉下來,這個就是非常好的應(yīng)用到了壓鑄的工藝?yán)锩嫒ィ覀冞@個也根據(jù)各個壓鑄機的機型做了專門參數(shù)的定制。
下面就是使得我們機器人應(yīng)用起來更加方便快捷的東西,我們會有離線編程軟件Robot Live,包括多種格式的生成、軌跡代碼、校準(zhǔn)等等會在里面做,這本來也是一個視頻。這有什么好處呢?因為你的機器人在線上工作的時候不可能去進(jìn)行調(diào)試,我們把將來要換產(chǎn)的下一批工件或者下一批應(yīng)用導(dǎo)到Robot Live軟件里面之后,我們可以實時對它的將來運行狀態(tài)進(jìn)行仿真,包括各個IO點的輸入、輸出,包括你的碰撞,我們這里面都會仿真出來,大大縮短了你換線的時間。
可能很多人還是更加習(xí)慣于在電腦上進(jìn)行輸入,大家可以在PC機上進(jìn)行快速的編程,包括語言校驗都可以去做,這樣效率會大大增加。
我們的機器視覺,所有是覺得算法都是我們自己的,硬件包括攝像頭、包括光源這些我們自己不生產(chǎn),主要就是算法和功能模塊,我們應(yīng)用的也非常好了。
最后再給大家介紹今年應(yīng)該要推出的兩款Scala機器人,2019年六軸的工業(yè)機器人在國內(nèi)出貨量是數(shù)一數(shù)二的出貨量了,現(xiàn)在拓展我們的產(chǎn)品種類,包括之前我們說的協(xié)作機器人,協(xié)作機器人我們在去年就已經(jīng)推出來了,我們今年推出一個新品Scala機器人,我們定位于兩款,我們基本上是對標(biāo)國際一流的產(chǎn)品去做這個東西,第二個是負(fù)載6公斤的機器人。
我的介紹就到這里。謝謝大家!