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复合机器人如何替代人类完成作业

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随着工业4.0的发展,越来越多的复合机器人在工厂里穿梭,他们能避开人或障碍物自由移动,从仓库货架(或线边仓)取物料,并将其搬运到生产线机台,自主替换机台的加工工件,这是复合机器人在生产车间自主完成单调重复任务的一个场景。

复合机器人要像人类一样完成作业,需要拥有 “眼脑手脚”。

复合机器人应用于生产车间

像人眼一样的视觉能力的“识别技术”,能观察、确认周围环境情况。例如,想要正确地抓取目标物体,这就需要有“物体轮廓提取技术”的支持,即:正确判断目标位置存在何种物体,各种物体是如何放置的。

应用SLAM技术,复合机器人能够构建视觉效果更为真实的地图,对标准位置与当前位置进行比较,判断出自身位置,即使在没有导轨和标记的地方,也能正确、自如地移动。

用于“思考”的“规划技术”是根据识别技术获取到的信息,让机器人具备自行思考并行动的能力。

例如,要抓取物料时,人类思考的是,想抓取的物品在哪里,大小及重量如何,为避免碰到箱子内侧及其他物品又应该如何伸出自己的手臂。

但对复合机器人而言,需要规划动作,即:如何移动机器人手臂,才能在不碰撞周围物品的前提下,抓取到目标物品。这便是规划技术。机器人制定“动作规划”时的实现方式是:根据识别技术获取到的信息,在计算机制作的模型空间内反复模拟操作,规划出最佳动作方案。

复合机器人应用于商超货架商品拣选

完成“动作规划”,下一步就是实际“行动”了。这种“行动”所需的技术叫“机构控制技术”。这在人类看来,也可以说是“用于实现灵巧动作的技术”。

为达到“灵巧动作”的目标,功夫机器人认为必需具备的最低性能标准是:通过模拟操作制定机器人手臂的动作规划,并按照规划正确移动机器人手臂。

例如,人类将加工件放入CNC工位时,会把加工件靠着CNC工位中间放置。为了让加工工件靠近CNC工位中间,人类会用眼睛观察并确认工位边缘,然后将加工工件放在工位的中间位置。再缓慢向加工位推动加工工件,感觉到加工工件碰到加工工位边缘的反作用力时,则确认加工件已放入工位,此时,才会松手。

而让复合机器人“手臂+夹爪”实现这些人类的无意识动作则要复杂很多,需要“用于实现灵巧动作的技术”。

具体而言,就是通过安装于复合机器人手臂上的“力觉传感器”,检测出加工件与CNC机器的接触行为,实现动作的灵巧性。

复合机器人取代人类完成 “人类完成”的作业,其必须确保安全性。复合机器人具有多重安全防护,能自主规划最佳路径,主动避让人或其他障碍物,也可人机协作,助力工厂实现更高效的生产力。

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