焊接機(jī)器人基于大數(shù)據(jù)的云技術(shù)應(yīng)用

  Robot Kit焊接程序軟件包提供了全新的、直觀(guān)的焊接程序編寫(xiě)方法

目前，機(jī)器人已經(jīng)成功的應(yīng)用于焊接生產(chǎn)生產(chǎn)過(guò)程中了。但是，到目前為止卻只有在那些重復(fù)焊接的大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中才能從機(jī)器人焊接中受益。由于費(fèi)時(shí)費(fèi)力精心設(shè)計(jì)的、符合焊接技術(shù)要求的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和昂貴的專(zhuān)用焊接工裝是確保機(jī)器人高質(zhì)量焊接的前提條件，所以在中小型企業(yè)中，介于它們的焊接生產(chǎn)批量不大、焊接件產(chǎn)品經(jīng)常變化，因此大多數(shù)焊接任務(wù)都是利用手工焊接來(lái)完成的。

解決專(zhuān)業(yè)焊工短缺難題

高素質(zhì)的焊接技工需要扎實(shí)的理論知識(shí)和多年的豐富經(jīng)驗(yàn)。如今，合格的焊工人才越來(lái)越少了，在高質(zhì)量要求的焊接件生產(chǎn)中焊接技術(shù)工人的缺失更為嚴(yán)重。因此，研發(fā)人員將焊接任務(wù)和現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)都轉(zhuǎn)移到自動(dòng)化的機(jī)器人焊接系統(tǒng)之中了，而為滿(mǎn)足中小型企業(yè)的生產(chǎn)需求，就需要焊接機(jī)器人系統(tǒng)具有更高的使用靈活性，以及具有以用戶(hù)為主導(dǎo)的生產(chǎn)模式。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，霍倫霍夫IPA生產(chǎn)技術(shù)和自動(dòng)化研究所的研究人員就開(kāi)發(fā)了一套專(zhuān)門(mén)針對(duì)焊接任務(wù)的、獨(dú)立于焊接機(jī)器人生產(chǎn)廠(chǎng)家的焊接機(jī)器人編程軟件Robot Kit。這套軟件實(shí)現(xiàn)了幾項(xiàng)創(chuàng)新;其中第 一個(gè)創(chuàng)新是軟件給機(jī)器人系統(tǒng)安裝了3D傳感器，設(shè)計(jì)了智能評(píng)估的算法語(yǔ)言，使其具有“能夠看到”的認(rèn)知能力。這樣的焊接機(jī)器人系統(tǒng)能夠識(shí)別被焊接的零部件，“知道”其可能出現(xiàn)的位置和形狀誤差，并獨(dú)立的給自己提出修正焊接軌跡的建議。焊接機(jī)器人的操作者可以在圖形用戶(hù)界面中選擇和確認(rèn)這些建議的執(zhí)行順序;第二個(gè)創(chuàng)新是利用新開(kāi)發(fā)的編程軟件可以編制無(wú)碰撞的焊接機(jī)器人程序，進(jìn)而減輕焊接技工的編程負(fù)擔(dān)，使工作人員能夠全神貫注的關(guān)注于焊接生產(chǎn)過(guò)程。

如果產(chǎn)品型號(hào)出現(xiàn)了變化，利用這一軟件也可以輕松、快捷的重新編制焊接程序。為了能夠讓被焊接零部件自由的在焊接工作臺(tái)上移動(dòng)，同時(shí)減少焊接專(zhuān)用夾具，焊接機(jī)器人系統(tǒng)中的3D傳感器可以準(zhǔn)確的檢測(cè)被焊接零部件在工作臺(tái)上的位置，檢測(cè)精度達(dá)0.2 mm。這就能夠準(zhǔn)確的采集到被焊接件的形位誤差，例如上一道零部件對(duì)接點(diǎn)焊時(shí)出現(xiàn)的偏差，在測(cè)得形位誤差之后，軟件系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的校正機(jī)器人的焊接軌跡和焊接參數(shù)，從而省略離線(xiàn)編程的手動(dòng)二次示教編程。

在3D傳感器的幫助下可以自動(dòng)的避免焊接軌跡的碰撞

基于大數(shù)據(jù)的云技術(shù)應(yīng)用

由焊接機(jī)器人編程軟件生成的數(shù)據(jù)，例如焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡、焊接件的形位誤差等都可以在云技術(shù)平臺(tái)中合并起來(lái)。云技術(shù)的應(yīng)用也構(gòu)成了利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估和過(guò)程優(yōu)化的基礎(chǔ)，因?yàn)榭偸怯幸粋€(gè)‘“數(shù)碼影子”，即之前的產(chǎn)品和焊接過(guò)程虛擬的實(shí)時(shí)模型。

當(dāng)前，霍倫霍夫IPA生產(chǎn)技術(shù)和自動(dòng)化研究所的研究人員正在為兩家用戶(hù)企業(yè)開(kāi)發(fā)這一焊接編程軟件的專(zhuān)用軟件模塊，這是歐盟項(xiàng)目Robott-NET八個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目中Autoweld項(xiàng)目中的一個(gè)部分。將于2019年年底結(jié)束的試點(diǎn)項(xiàng)目Autoweld的目標(biāo)是：創(chuàng)建一個(gè)適合于整個(gè)歐洲地區(qū)中小型企業(yè)使用的、能夠共同開(kāi)發(fā)、利用新的機(jī)器人技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)平臺(tái)。屬于這一試點(diǎn)項(xiàng)目的技術(shù)包括了例如手持式解決方案，自主導(dǎo)航、人機(jī)協(xié)作和基于機(jī)器人的焊接技術(shù)。

霍倫霍夫IPA研究所在Autoweld試點(diǎn)項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)的焊接編程軟件模塊將集成到Delfoi公司的機(jī)器人焊接編程軟件中去，今年年底將在Picolo K+L公司的生產(chǎn)實(shí)踐中接受測(cè)試。Picolo K+L公司是一家生產(chǎn)汽車(chē)散熱水箱和運(yùn)輸周轉(zhuǎn)箱的企業(yè)，由于該企業(yè)的產(chǎn)品批量相對(duì)較小、品種變化較大，因此大多數(shù)的產(chǎn)品原來(lái)都是手工焊接的。過(guò)去，在這樣的生產(chǎn)環(huán)境中使用機(jī)器人系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性不好，原因是焊接機(jī)器人生產(chǎn)廠(chǎng)家的編程語(yǔ)言太復(fù)雜，為了讓焊接機(jī)器人完成新零部件的焊接培訓(xùn)編程人員的工作量很大。例如，一個(gè)新的、簡(jiǎn)單零件的焊接機(jī)器人程序編制就需要90 min的時(shí)間，這在大批量生產(chǎn)過(guò)程中是合理的，但在Picolo公司常見(jiàn)的、只有20件到100件的小批量焊接生產(chǎn)中就不合理了。

降低了編程時(shí)的工作量

借助于霍倫霍夫IPA研究所全新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的焊接軌跡識(shí)別算法語(yǔ)言和焊接件的3D識(shí)別技術(shù)，模塊在第 一階段的使用嘗試中就將原來(lái)90 min的編程時(shí)間縮短到了7 min。這一編程模塊也通過(guò)了中型企業(yè)Cedis Components公司的使用測(cè)試，在Cedis公司的測(cè)試中也明顯的縮短了焊接程序的編寫(xiě)時(shí)間。基于這些充滿(mǎn)希望的測(cè)試結(jié)果，這一編程技術(shù)正在進(jìn)行正式的生產(chǎn)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

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