隨著工業4.0的發展,越來越多的
復合機器人在工廠里穿梭,他們能避開人或障礙物自由移動,從倉庫貨架(或線邊倉)取物料,并將其搬運到生產線機臺,自主替換機臺的加工工件,這是復合機器人在生產車間自主完成單調重復任務的一個場景。
復合機器人要像人類一樣完成作業,需要擁有 “眼腦手腳”。
像人眼一樣的視覺能力的“識別技術”,能觀察、確認周圍環境情況。例如,想要正確地抓取目標物體,這就需要有“物體輪廓提取技術”的支持,即:正確判斷目標位置存在何種物體,各種物體是如何放置的。應用SLAM技術,復合機器人能夠構建視覺效果更為真實的地圖,對標準位置與當前位置進行比較,判斷出自身位置,即使在沒有導軌和標記的地方,也能正確、自如地移動。
用于“思考”的“規劃技術”是根據識別技術獲取到的信息,讓機器人具備自行思考并行動的能力。例如,要抓取物料時,人類思考的是,想抓取的物品在哪里,大小及重量如何,為避免碰到箱子內側及其他物品又應該如何伸出自己的手臂。但對復合機器人而言,需要規劃動作,即:如何移動機器人手臂,才能在不碰撞周圍物品的前提下,抓取到目標物品。這便是規劃技術。復合機器人制定“動作規劃”時的實現方式是:根據識別技術獲取到的信息,在計算機制作的模型空間內反復模擬操作,規劃出最佳動作方案。
完成“動作規劃”,下一步就是實際“行動”了。這種“行動”所需的技術叫“機構控制技術”。這在人類看來,也可以說是“用于實現靈巧動作的技術”。為達到“靈巧動作”的目標,功夫機器人認為必需具備的較低性能標準是:通過模擬操作制定機器人手臂的動作規劃,并按照規劃正確移動機器人手臂。例如,人類將加工件放入CNC工位時,會把加工件靠著CNC工位中間放置。為了讓加工工件靠近CNC工位中間,人類會用眼睛觀察并確認工位邊緣,然后將加工工件放在工位的中間位置。再緩慢向加工位推動加工工件,感覺到加工工件碰到加工工位邊緣的反作用力時,則確認加工件已放入工位,此時,才會松手。而讓復合機器人“手臂+夾爪”實現這些人類的無意識動作則要復雜很多,需要“用于實現靈巧動作的技術”。具體而言,就是通過安裝于復合機器人手臂上的“力覺傳感器”,檢測出加工件與CNC機器的接觸行為,實現動作的靈巧性。
復合機器人取操作作業具有安全性。復合機器人具有多重安全防護,能自主規劃最佳路徑,主動避讓人或其他障礙物,也可人機協作,助力工廠實現更高效的生產力。