Quelles sont les applications et les composantes importantes des robots industriels?
Quel rôle joue-t-il dans l'industrie moderne?
Quelles autres directions d'application y aura-t-il à l'avenir?
Dans ce numéro de Science and Technology Weekly, les journalistes ont interviewé des sociétés de robots industrielles pertinentes et des bases de vulgarisation scientifique, introduisant les principes scientifiques et les applications de pointe des robots industriels à tous.
M. Lin, le chef de la base de popularisation de l'innovation de la technologie des robots industriels, et M. Luo, ingénieur, ont déclaré aux journalistes que les robots industriels sont désormais largement utilisés dans des industries telles que les automobiles, les meubles, les matériaux de construction et les appareils électriques, engagés dans la manipulation, le laser, le soudage, le polissage, la pulvérisation, l'estampage, la collaboration et d'autres travaux. Dans la base de popularisation scientifique, vous pouvez voir des postes de travail d'application des robots industriels qui présentent des scénarios d'application typiques de robots industriels, y compris des modules d'application visuelle, des modules d'application de trajectoire, des modules d'application de palettisation, des modules d'application d'assemblage, etc.
Module d'application visuelle
Positionner les mains et la reconnaissance cible dans des scènes complexes
Semblable à la façon dont les humains comptent principalement sur leurs yeux pour percevoir l'environnement extérieur, la vision fournira également une perception et un soutien à la décision aux robots, aidant ainsi les robots industriels à effectuer diverses tâches.
Le système de vision collecte d'abord les données visuelles de l'environnement de travail du robot, puis effectue l'étalonnage du système de vision, en particulier l'étalonnage des coordonnées 3D du système de vision sur le manipulateur et la base du robot, pour aider le robot à accomplir les tâches. Avec l'itération continue et la mise à niveau des algorithmes d'IA de nos jours, la vision peut aider les robots à atteindre des fonctions telles que la détection des anomalies, la reconnaissance de la cible, la reconnaissance des couleurs, la reconnaissance des fonctionnalités géométriques, etc.
De nos jours, la vision peut aider les robots industriels à accomplir plusieurs tâches. Utilisé pour détecter les défauts tels que les rayures, les fissures et les bosses à la surface des pièces, ainsi que pour mesurer les dimensions et la déformation des composants; Par exemple, il est utilisé pour la reconnaissance et le tri de la pièce, en aidant les robots à reconnaître différents types de cibles et à reconnaître simultanément plusieurs cibles dans des scènes complexes pour l'allocation des tâches et la planification du chemin; Déterminez les coordonnées spatiales tridimensionnelles et la pose de l'objet cible via le système visuel et guidez le robot pour effectuer des opérations d'assemblage de haute précision.
Module d'application de trajectoire
Planifier avec précision les chemins pour contrôler les modèles de mouvement
Pour vraiment aider au travail, les robots industriels ont non seulement besoin d'une paire de "yeux pointus", mais aussi de "membres" qui peuvent fonctionner avec précision.
Le module d'application de la trajectoire des robots industriels est un composant important pour la mise en œuvre de la planification et du contrôle du chemin de mouvement du robot, et il joue un rôle clé dans la production d'automatisation industrielle. En s'appuyant sur la programmation de la trajectoire des robots industriels et les composants clés tels que les réducteurs de précision et les servomoteurs dans le corps du robot, le robot peut déterminer le chemin de mouvement du bras robotique du point de départ au point final, y compris diverses formes telles que les lignes droites, les courbes et les arcs. De plus, il peut également effectuer un contrôle de vitesse et d'accélération, planifier les changements de vitesse et d'accélération du robot sur le chemin et d'assurer la douceur et la stabilité du mouvement.
M. Luo a présenté que le module d'application de la trajectoire du robot industriel a de nombreux scénarios d'application importants, et une application typique est le revêtement de colle de robot dans les usines automobiles. En s'appuyant sur le bras robotique et la programmation de trajectoire des robots industriels, les robots peuvent standardiser l'application de colle pour le verre de fenêtre de voiture, réalisant l'uniformité de la largeur de colle et de la trajectoire de hauteur, améliorant ainsi considérablement le débit de rendement de l'installation de verre de fenêtre de voiture. Dans les opérations de robots telles que le soudage et la pulvérisation, les applications de trajectoire jouent également un rôle crucial. "Non seulement dans l'industrie automobile, mais aussi dans de nombreux champs d'appareils électroménagers, comme le téléviseur que nous regardons dans notre vie quotidienne, les robots doivent être utilisés pour coller et installer les bords de l'écran
Module d'application d'empilement
Capture, pile et empiler facilement, libérant la main-d'œuvre
La manutention précise des matériaux est un «travail» majeur de robots industriels, également connus sous le nom de palettisation. L'empilement fait référence au processus d'empilement soigneusement des éléments sur des palettes, des palettes et d'autres transporteurs de l'industrie. De nos jours, la palettisation des robots industriels a été largement utilisée dans les industries de la logistique, des produits chimiques, des aliments et des boissons.
Habituellement, les robots palettisants ont une haute précision, une capacité de charge élevée et une flexibilité, et peuvent s'adapter aux matériaux de différentes formes et poids. Ces robots obtiennent des opérations automatisées grâce à la programmation informatique et à la technologie des capteurs, saisissant avec précision les matériaux et les plaçant dans des positions désignées. Ce type de robot doit également être équipé de puissants effecteurs finaux, tels que des pinces, des ventouses sous vide, etc., pour la saisie et le placement des matériaux. En remplaçant les effecteurs finaux ou en ajustant le programme, le robot de palettisation peut s'adapter aux matériaux de différentes formes et poids.
Habituellement, une fois que le matériau a atteint la position de saisie du robot à travers le système de transport, le robot peut obtenir les informations de position du matériau par la vision ou d'autres capteurs. Par la suite, le robot utilise des effecteurs finaux pour saisir des matériaux et les placer sur des palettes. Certaines palettes peuvent également soulever et baisser automatiquement pendant le processus de palettisation pour répondre aux besoins de palettisation de différentes hauteurs. Une fois la palettisation terminée, les palettes seront transportées au processus suivant.
Dans les scénarios d'usine réels, les robots industriels palettisants peuvent collaborer avec les AGV (véhicules guidés automatisés) pour compléter la manutention des matériaux, favorisant ainsi l'exploitation sans pilote des usines. Les scénarios d'application de la palettisation des robots peuvent inclure l'entreposage logistique, l'amélioration de l'efficacité de la gestion des entrepôts; Empiler dans des environnements dangereux pour protéger la santé des travailleurs; Il peut également être utilisé dans l'industrie de l'alimentation et des boissons pour les boîtes d'emballage palettisantes, les articles en bouteille, etc. En prenant la palette de produits de soin par exemple, les robots de palettisation peuvent aider au chargement et au déchargement des produits sur la chaîne de production. Une fois que les produits finis sont emballés sur la ligne de production, plusieurs matériaux doivent être triés et enlevés du tapis roulant, puis attendre que le prochain lot de matériaux arrive et exécute à nouveau. Lorsque la palettisation atteint la quantité spécifiée, ce travail peut être achevé ", a expliqué M. Luo.
Module d'application d'assemblage
Assemblage de haute précision des pièces des avions aux téléphones portables
De nos jours, les robots humanoïdes ont commencé à entrer sur le marché et à "bousiller". En fait, l'assemblage a toujours été l'une des «principales entreprises» traditionnelles des robots industriels.
L'assemblage de robots industriels est principalement utilisé pour obtenir un assemblage automatisé de composants à haute précision et à haute efficacité dans diverses industries manufacturières. Il joue un rôle important dans l'amélioration de l'efficacité de la production, la réduction des coûts de main-d'œuvre et l'amélioration de la qualité des produits, et est une partie indispensable de la fabrication moderne.
Les modules d'assemblage comprennent souvent des tableaux d'assemblage, des mécanismes de positionnement, des mécanismes de serrage, des mécanismes de blocage des matériaux, etc. Avec la coopération des bras robotiques, ces composants peuvent garantir que les matériaux sont positionnés avec précision et fixés pendant le processus d'assemblage. Dans certaines tâches d'assemblage complexes, plusieurs robots industriels doivent travailler ensemble pour compléter l'assemblage de grands composants. L'assemblage des robots industriels est généralement utilisé en conjonction avec PLC (contrôleur logique programmable) pour obtenir un contrôle d'automatisation.
Le module d'assemblage des robots industriels peut être grand ou petit et peut être utilisé pour la production de grands produits tels que la fabrication automobile et l'aérospatiale; Les petits peuvent être utilisés pour la production et la fabrication de produits électroniques tels que les téléphones mobiles. Le bras robotique du robot peut être configuré avec différentes extrémités en fonction des exigences, atteignant ainsi différentes fonctions d'assemblage.
M. Luo a présenté: "Le processus d'assemblage nécessite souvent que plusieurs robots industriels travaillent ensemble dans plusieurs modules. Par exemple, lors de l'installation d'un écran de téléphone mobile, à un stade précoce, le robot industriel doit contenir des matériaux pour le nettoyage et l'inspection. Après avoir confirmé qu'ils répondent aux exigences par inspection visuelle, le téléphone mobile peut être assemblé
M. Luo a déclaré aux journalistes que les robots ne sont plus exclusifs aux usines standardisées avec une valeur technologique élevée telle que les téléphones portables et les voitures. Lui et ses collègues ont une fois aidé une usine de vadraves du commerce extérieur à améliorer l'efficacité de la production. "Lors de l'installation de vadrouilles dans l'usine, il nécessitait une élimination manuelle du velcro du ruban de matériau, puis de l'adhésion manuelle à la fin de la vadrouille. Auparavant, cela a été fait manuellement, mais maintenant nous avons aidé les fabricants à atteindre l'automatisation à cette étape
Développer un module conjoint intégré
Réaliser la localisation des composants fonctionnels de base
La personne pertinente en charge a présenté au journaliste qu'en mars de cette année, la société a développé avec succès un "module conjoint intégré" contenant une série de composants fonctionnels de base tels que "la précision de classe mondiale et le réducteur harmonique de la durée de vie" et "Encodeur de haute précision", à travers l'innovation technologique indépendante, la rupture du monopole des technologies étrangères, la manière de la localisation complète de la localisation complète des composants Robot Componoants Robot Componoants, la pavage de la grande enquête de la localisation complète de la composition des coritules robot Application de robots dans plusieurs champs.
Introduction de l'entreprise: Le module conjoint intégré intègre divers composants tels que les moteurs (dispositifs de conduite), les réducteurs (dispositifs de transmission), les encodeurs (dispositifs de détection), les lecteurs de servo et les logiciels de contrôle (dispositifs de contrôle), intégrant trois fonctions principales: sortie de sortie, transmission de précision et contrôle intelligent.
Son architecture technique est divisée en trois couches, à savoir la couche de puissance: par le biais de réducteurs harmoniques développés indépendamment et des systèmes de servomotes de haute précision, une amplification de couple et une réponse dynamique sont obtenus; Couche de détection: intégrer les capteurs de force à six axes et les deux encodeurs absolus, fournissant des commentaires en temps réel sur les données de couple, de position et d'attitude; Couche de contrôle: Sur la base de la technologie de contrôle de mouvement du groupe infranrente, la collaboration multi-axe et l'informatique Edge sont réalisées. L'effort de collaboration de l'architecture à trois couches peut construire une boucle fermée de "la décision de perception" pour aider les robots à réaliser avec précision des actions complexes.
Le module conjoint intégré des robots peut être considéré comme le "centre de base" des robots, jouant un rôle clé dans le coût matériel et les performances de mouvement des robots. Il est intelligemment installé aux joints du robot, qui peut convertir le mouvement de rotation du moteur en mouvement du mécanisme de liaison de conduite, fournissant une puissance continue et stable pour le fonctionnement agile du robot.
Les robots industriels sont un choix de premier plan pour les travailleurs migrants
Travail alternatif dangereux: broyage des robinets sous poussière
En plus de minimiser les coûts de main-d'œuvre dans la plus grande mesure possible, les robots industriels peuvent également aider les humains à échapper à des environnements de travail dangereux.
M. Luo a déclaré aux journalistes que de nos jours, le polissage de pièces métalliques tels que les robinets s'appuyait essentiellement sur des robots industriels. "Dans le passé, le polissage des robinets produirait beaucoup de poussière, ce qui causerait un grand mal au corps humain. Maintenant, l'utilisation de robots au lieu de la main-d'œuvre manuelle pour le polissage rapide et standardisé a une déviation de précision de moins d'un millième. Le taux de rendement est encore plus élevé que celui des maîtres expérimentés
Épuiser le travail répétitif: vérification à plusieurs reprises stabilité ATM
M. Luo estime qu'une autre signification importante des robots industriels est d'aider les humains à se libérer du travail fastidieux et répétitif.
Un exemple intéressant est que nous avons collaboré avec des fabricants de machines ATM pour utiliser des robots pour améliorer les résultats des tests de fatigue des machines ATM. "Luo Zijian a déclaré aux journalistes que pour vérifier la stabilité des machines ATM, dans le passé, la main-d'œuvre manuelle était nécessaire pour insérer en continu des cartes, les boutons d'entrée et effectuer une série d'opérations de vérification telles que l'économie et le retrait de l'argent avant de quitter l'usine. Ses collègues ont conçu un programme pour un robot industriel qui simule des actions humaines telles que l'insertion, le retrait, le dépôt et le débranchement des cartes à travers un bras robotique, permettant finalement au robot de travailleur de terminer le travail d'un inspecteur de qualité humaine.
Les scientifiques à l'avant-garde de la compréhension
Robots humanoïdes et robots industriels
match parfait
Le Dr Wu de l'équipe de technologie de la robotique de l'Institut de fabrication intelligente a déclaré aux journalistes que dans les scénarios d'application industrielle d'aujourd'hui, il y a encore des tâches que les robots industriels ne peuvent pas faire et ne peuvent être achevés qu'en manuellement. Par exemple, dans des scénarios où des objets ou des objets flexibles sont sujets à la déformation, tels que l'assemblage final des appareils électroménagers, les robots industriels sont moins couramment utilisés car ils nécessitent des niveaux élevés de dextérité, une précision de perception visuelle et une adaptabilité du modèle d'algorithme et ne peuvent pas être modélisés par un seul mode.
Pour ces scénarios, les robots industriels devront mieux intégrer la perception, la planification, le contrôle et l'exécution par le biais de nouvelles technologies et de grands modèles à l'avenir. De cette façon, lorsque le robot fonctionne sur des objets doux qui sont sujets à la déformation, il peut générer des actions correspondantes basées sur la déformation observée de l'objet, en résolvant des actions que la technologie de robot traditionnelle ne peut pas utiliser.
Dans certaines usines, les robots humanoïdes sont déjà entrés dans l'usine pour travailler aux côtés des robots industriels - comment ces deux types de robots peuvent-ils devenir des "collègues" harmonieux? Wu Hongmin a déclaré: "L'intention d'origine de fabrication de robots humanoïdes est de leur permettre de faire des tâches plus complexes comme les humains. Si les robots humanoïdes ne sont utilisés que pour faire une seule tâche fixe, nous pouvons aussi bien utiliser un seul bras industriel à bras ou à double bras, ce qui est plus rentable et efficace et efficace
Le Dr Wu a déclaré que la plupart des robots industriels sont fixés dans une certaine partie de l'usine et uniquement responsables de l'un de leurs propres processus, tandis que les robots humanoïdes entrent dans l'usine pour travailler afin de compléter les robots industriels. À l'avenir, les robots industriels continueront d'effectuer des processus qui nécessitent une haute précision et une répétabilité; Les robots humanoïdes traiteront principalement des lignes de production qui nécessitent une production flexible en raison de changements de scène importants.
Joints de robot
Briser les monopoles étrangers
Pour obtenir diverses applications de modules de robots industriels, la clé est d'améliorer en continu le niveau des composants clés du robot. Les composants centraux les plus critiques des robots industriels sont les servomoteurs, les réducteurs de précision, etc. Dans chaque articulation du robot, il y a des servantes et des réducteurs de précision pour aider le robot à obtenir un fonctionnement en douceur et régulier de chaque action.
Servomoteur:
L'une des fonctions principales consiste à obtenir un contrôle de position de haute précision. Grâce à des dispositifs de rétroaction tels que les encodeurs ou les transformateurs rotatifs, le moteur peut surveiller sa position en temps réel et fournir des commentaires de données au système de contrôle. Le système de contrôle ajuste le mouvement du moteur en fonction de l'écart entre la position cible et la position réelle, atteignant ainsi un contrôle de position précis.
Réducteur de précision:
Capable d'atteindre le contrôle de mouvement complexe des robots, soutenant les robots pour effectuer des tâches telles que la liaison multi-axe et le suivi de la trajectoire. En contrôlant précisément le mouvement de chaque articulation, les robots peuvent obtenir des actions complexes telles que le soudage, la pulvérisation, l'assemblage, etc.
La personne responsable a présenté au journaliste que les composants principaux de l'entreprise tels que les réducteurs harmoniques, les encodeurs et les capteurs de force de six axes ont atteint 1 0} 0% de recherche et développement indépendants. Par rapport aux solutions importées, le coût a chuté de 50%, ce qui rend les modules conjoints de robot chinois indépendamment contrôlables dans la technologie de base et possédant la force de base pour concurrencer les géants internationaux. Dans le même temps, le module conjoint intégré utilise des moteurs de couple sans cadre haute performance avec une capacité de surcharge de 3,5 fois, un fonctionnement en douceur, de petites fluctuations de courant et un contrôle plus précis et de la force sûre. Équipé de cocoteurs absolus à double précision, la précision de sortie est élevée et la précision de positionnement répétée est aussi élevée que 0,003 degrés, répondant aux exigences strictes de fabrication haut de gamme pour les performances des robots. Le module adopte une grande conception creux, qui non seulement répond aux exigences du câblage central, mais rend également la structure conjointe plus compacte et le volume plus petit, réduisant efficacement le poids du module conjoint du robot, garantissant le rapport de charge du robot et lui permettant d'adapter à des scénarios de travail et à des exigences de tâche plus divers. Le module utilise également des réducteurs harmoniques de haute précision, longue durée de vie, de rigidité élevée et de faible bruit, et est équipé de capteurs de haute précision pour surveiller la situation de chauffage du module en temps réel, garantissant un fonctionnement stable à long terme.