隨著工業4.0的發展,越來越多的復合機器人穿梭在工廠周圍。他們可以避開人或障礙物,自由移動,從倉庫貨架上取料,運送到生產線機器上,獨立更換機器的加工工件。這是一個復合機器人在生產車間獨立完成單調重復任務的場景。復合機器人需要有“眼、腦、手、腳”才能像人類一樣完成作業。
與人眼具有相同視覺能力的“識別技術”可以觀察和確認周圍的環境。比如想要正確抓取目標物體,就需要“物體輪廓提取技術”的支持,即正確判斷目標位置存在哪些物體,各類物體是如何放置的。
利用SLAM技術,復合機器人可以構建視覺效果更逼真的地圖,將標準位置與當前位置進行對比,確定自身位置,即使在沒有向導和標志的地方,也能正確自由地移動。
“思考”的“規劃技術”是基于識別技術獲得的信息,使機器人能夠自己思考和行動。
例如,人類在抓取材料時,會思考他們想要抓取的物體在哪里,它們有多大和多重,以及如何伸出手臂來避免接觸盒子內部和其他物體。
但是對于復合機器人來說,需要規劃好動作,即如何移動機械臂,從而在不與周圍物體發生碰撞的情況下抓住目標物體。這就是規劃技術。機器人“動作規劃”的實現是根據識別技術獲得的信息,在計算機制作的模型空間內反復模擬操作,規劃出更的動作方案。
完成“行動計劃”后,下一步就是實際的“行動”。這種“動作”所需要的技術被稱為“機制控制技術”。從人的角度來看,這也可以說是“實現靈巧動作的技術”。
為了實現“智能動作”的目標,機器人認為較低性能標準需要是:通過模擬操作制定機械臂的動作計劃,并按照計劃正確移動機械臂。
例如,當人類將工件放入數控站時,他們會將工件放在數控站的中心。為了使工件靠近數控站的中心,人們會用眼睛觀察并確認站的邊緣,然后將工件放在站的中心。然后慢慢將加工好的工件推到加工位置,當你感覺到加工好的工件碰到加工位置邊緣的反作用力時,你會確認加工好的工件已經放入工作位置,然后你就會松手。
然而,對于復合機器人“手臂抓手”來說,實現人類這些無意識的動作要復雜得多,這就需要“實現靈巧動作的技術”。
具體來說,就是通過安裝在復合機器人手臂上的“力傳感器”來檢測工件與數控機床的接觸行為,實現動作的靈巧性。復合機器人幫助人類完成“人類完成”的工作,這需要確保安全。復合機器人具有多重安全保護,可以獨立規劃更好路徑,主動避開人或其他障礙物,還可以人機協同,幫助工廠實現更高效的生產力。