專攻應(yīng)用痛點(diǎn)，自適應(yīng)機(jī)器人“剛?cè)岵?jì)”助力研磨自動(dòng)化
不同于常見的工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用，研磨自動(dòng)化一直是一項(xiàng)技術(shù)難題。憑借多年來(lái)在機(jī)器人技術(shù)方面的持續(xù)突破及對(duì)工藝場(chǎng)景的深刻理解，非夕通過(guò)自適應(yīng)機(jī)器人為研磨自動(dòng)化提供了新的思路。
那么，非夕的自適應(yīng)機(jī)器人是如何助力柔性研磨自動(dòng)化、做到“剛?cè)岵?jì)”，為相關(guān)場(chǎng)景解決痛點(diǎn)問(wèn)題的呢？下面是來(lái)自非夕表面處理應(yīng)用拓展經(jīng)理朱磊的分享。
研磨自動(dòng)化面臨的“N重考驗(yàn)”
宏觀上，研磨自動(dòng)化受制于三大要素：研磨耗材、研磨工具和執(zhí)行器。微觀上，研磨工藝的優(yōu)劣則是影響制造結(jié)果的重要因素。
首先，工業(yè)領(lǐng)域的研磨在作業(yè)中無(wú)法避免累計(jì)誤差，如果自動(dòng)化方案不能有效應(yīng)對(duì)，就會(huì)帶來(lái)研磨質(zhì)量低、工件或工具損壞等問(wèn)題。
其次，研磨工藝種類繁多，其所涉及的工件、路線作業(yè)方式和標(biāo)準(zhǔn)盡不相同，這對(duì)自動(dòng)化方案的通用性提出了不小挑戰(zhàn)。專機(jī)設(shè)備縱然可以解決單一工藝場(chǎng)景需求，但會(huì)造成高昂的成本。 對(duì)于部署和操作人員來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的自動(dòng)化方案在軌跡生成和軟硬件設(shè)置上有諸多不便，十分降低部署效率、影響使用體驗(yàn)。 基于仿人化理念的破局新思路 為達(dá)成高質(zhì)量研磨效果，以機(jī)器人作為執(zhí)行器的研磨自動(dòng)化方案通常需要保持研磨力、機(jī)器人行進(jìn)速度（即通常所謂“線速度”）和工具轉(zhuǎn)速這三者之間的平衡。 作為機(jī)器人行業(yè)的創(chuàng)新入局者，非夕以仿人化技術(shù)理念為基礎(chǔ)，通過(guò)手感調(diào)整為主、視覺(jué)引導(dǎo)為輔的工作方式，使自適應(yīng)機(jī)器人具備位置誤差容忍度高、抗干擾能力強(qiáng)、智能可遷移的技術(shù)特點(diǎn)，能夠做到操作對(duì)象自適應(yīng)、環(huán)境自適應(yīng)、任務(wù)自適應(yīng)，在研磨自動(dòng)化作業(yè)中對(duì)非標(biāo)機(jī)構(gòu)和對(duì)結(jié)構(gòu)化環(huán)境的依賴很小。 自適應(yīng)機(jī)器人的特性建立在兩大核心能力之上：前沿的工業(yè)級(jí)力控和創(chuàng)新的層級(jí)式智能。
非夕自適應(yīng)機(jī)器人的每個(gè)關(guān)節(jié)都配備了高精度的力/力矩傳感器，最高可達(dá)0.03N的末端力感知分辨率、1kHz力控頻響結(jié)合先進(jìn)的整機(jī)力控算法，使得機(jī)器人具備高階工業(yè)級(jí)力控性能，能夠輕松實(shí)現(xiàn)基于力覺(jué)的復(fù)雜應(yīng)用。 通過(guò)深度融合AI，自適應(yīng)機(jī)器人能夠高效地完成手眼配合操作，形成“手感”（感知）——“肌肉”（控制）——“小腦”（規(guī)劃）——“大腦”（決策）的層級(jí)式智能，幫助機(jī)器人完成通用化技能與知識(shí)的積累。 而在使用層面，非夕提出了“元操作（primitive）”的概念，即將復(fù)雜的任務(wù)拆解為對(duì)應(yīng)的、不能再向下分解的基元操作，工程師可以通過(guò)串聯(lián)一系列這樣的“元操作”來(lái)完成機(jī)器人的任務(wù)編程。 自適應(yīng)機(jī)器人助力柔性研磨自動(dòng)化靈活運(yùn)用多種力控策略 通過(guò)強(qiáng)大力控能力和整機(jī)力控算法，自適應(yīng)機(jī)器人可以靈活運(yùn)用多種力控策略進(jìn)行研磨，輕松跟隨隨機(jī)的復(fù)雜曲面，末端自主貼合被切削面，保證實(shí)時(shí)、穩(wěn)定的力輸出。
在實(shí)際作業(yè)中，自適應(yīng)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)多方向位置補(bǔ)償，并始終保持全向力控；通過(guò)打磨軟限位功能對(duì)末端軌跡偏移量進(jìn)行限制，研磨軌跡精度得以大幅提升。 此外，高頻、高精度的力控能力能夠使自適應(yīng)機(jī)器人有效適應(yīng)個(gè)體工件差異，實(shí)現(xiàn)真正意義上的精準(zhǔn)防過(guò)切。 不斷優(yōu)化人機(jī)交互體驗(yàn) 為優(yōu)化用戶體驗(yàn)，非夕打造了圖形化編程軟件Flexiv Elements，通過(guò)力控相關(guān)的“元操作（primitive）” 能力，使用戶可以流暢輕松地完成機(jī)械臂的拖動(dòng)示教軌跡錄入、基于離線編程仿真、曲面和輪廓實(shí)時(shí)貼合等操作。 Elements中內(nèi)置了許多模塊化的工藝軟件包，如運(yùn)動(dòng)軌跡（即機(jī)器人從A點(diǎn)到B點(diǎn)的空間轉(zhuǎn)移軌跡）和研磨軌跡（在AB點(diǎn)之間使用不同研磨手法產(chǎn)生的軌跡）的復(fù)合疊加，支持包括但不限于螺旋線&“之”字形、漸擴(kuò)線、隨機(jī)曲線等軌跡。 此外，自適應(yīng)機(jī)器人還能夠通過(guò)手持工件的方式進(jìn)行恒力打磨，采用這種外部TCP（ECP）的方式可以簡(jiǎn)化示教過(guò)程、快速獲得研磨軌跡，并較明顯地提高軌跡精度。研磨工藝軟件也使機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)多種傾角研磨，并關(guān)注切入和切出點(diǎn)的狀態(tài)，以確保在整個(gè)研磨過(guò)程中的效果一致。
關(guān)節(jié)抗擾動(dòng)算法增強(qiáng)穩(wěn)定性 通過(guò)理論算法和底層建模，非夕機(jī)械臂的力矩控制可以將振動(dòng)降低25%至50%，機(jī)器人可以在惡劣環(huán)境中工作更長(zhǎng)時(shí)間。另外，濾波和吸收功能可以應(yīng)對(duì)高頻抖動(dòng)，保護(hù)關(guān)節(jié)里的傳感器和減速機(jī)等部件。 自適應(yīng)機(jī)器人研磨應(yīng)用及案例 憑借卓越的技術(shù)實(shí)力和深厚的行業(yè)積累，非夕成功打造了多種基于力控策略的機(jī)器人柔性研磨解決方案，廣泛應(yīng)用于3C電子、汽車制造等行業(yè)，并獲得客戶的一致認(rèn)可。 汽車焊后處理 非夕為客戶打造的焊后處理方案，憑借機(jī)器人的高響應(yīng)底層力控技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面的自適應(yīng)貼合，能夠彌補(bǔ)軌跡或工件精度誤差，單次焊渣去除率超過(guò)99%。
汽車座椅熨燙 非夕采用自適應(yīng)機(jī)器人Rizon 4搭配定制化熨燙設(shè)備，憑借精細(xì)的力控性能實(shí)時(shí)貼合座椅表面，使熨燙效果達(dá)到人工精度及水平。
手機(jī)膠線擦拋一體 非夕采用機(jī)器人手持工件的方式，利用ECP（外部TCP），通過(guò)實(shí)時(shí)的位置、速度補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)恒力控制，將良率提升至99.5%+。 想了解更多非夕研磨自動(dòng)化的案例詳解及技術(shù)細(xì)節(jié)？請(qǐng)掃碼關(guān)注：
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