国产机器人正在加速行业应用与技术突破强
2023-5-25 来源：- 作者：-
配天机器人新行业，新技术。
5月17日，配天机器人总经理索利洋亮相第十三届中国国际机器人高峰论坛主论坛，并围绕“配天机器人新行业，新技术”这一主题，展开演讲。
当天，配天机器人总经理索利洋从五个方面介绍了配天机器人近两年的一些行业与技术突破，分别是：智能非速餐具检品机；免示教焊接系统应用；多机联动焊接应用；零奇异轨迹规划功能；MotionAI。
演讲实录：
智能非速餐具检品机
索总介绍，目前常用的非速餐具类型很多，包括一次性的纸盘、纸板，还有各种商品的纸质包装。这类产品在生产过程中，多多少少会带有各种瑕疵。在以往的制造型企业中，检测这些产品的瑕疵主要依靠人工的眼睛直接进行观测，常遇到的瑕疵包括黑板、细孔、油污、水印、撕裂、钢丝等。
目前，配天机器人推出的首创非速餐具检品机产品线已经广泛应用于非速产品的国内头部企业生产过程中。这个产品带来的突破有：检测质量十分可靠，基本上可以把肉眼能够看到的99%以上的缺陷全部检测出来，同时成本很低，一台机器的成本相当于八个人工成本，换产也非常方便。为了满足非速产品的各种形状，配天机器人做了可以适用于各种形象产品的辅助夹具和辅助检测设备，同时效率很高，可以达到每分钟180件，是人工的三倍。适应性也强，布置灵活。
免示教焊接系统应用
索总表示，客户在做焊接应用的时候，由于工件种类的多样性，焊接每次都较示教，如果每个工件焊接之前都要做非常详细的扫描来确定工件的形状，效率很低。针对产品类型一致，但由于尺寸不同，造成了产品的型号比较多的情况，配天机器人开发了专门针对某种特定产品的免示教焊接系统。
这个焊接系统解决了工件种类多的问题，大大提高了用户用机器人做焊接的工作效率，并且提升了产品品质。用这种系统只需要先通过操作工人把要焊接的产品类型或者产品参数输入到机器人焊接系统，然后机器人通过简单的扫描几个基本的位置点，就可以实现从头到尾的焊接。
多机联动焊接应用
从焊接的角度来说，多机联动焊接一直是一个难度比较大的应用，它考虑到多台机器人的协同工作，而且对于协同的工作精度和效率要求比较高。目前在汽车领域，有很多汽车零部件需要多机联动焊接，来保证整个工件的焊接精度。
能做到多机联动有几种方式，一种从技术上来说叫半联动，这种联动是通过机器人的编程、指令来实现机器人和机器人之间通过IO点触发进行简单的同步，这种同步精度不高，而且效率比较低。
所谓的真联动，是一台机器人的控制系统同时控制多台机器人运动，多台机器人本体的轴在一台机器人的控制系统里做统一的规划，这样可以做到多台机器人在一条伺服总线上得到真联动，保证指令的轨迹精度，也可以保证所有焊接点的实时性。
这种联动技术有几个难点，一个是在处理器的处理能力上提了更高的要求，要完成多台本体的轨迹规划，考虑每个电机的速度和转距的约束，特定负载的情况下加速度的约束。二是算法处理能力的提升，机器人控制算法方面要做到算法的效率很高，计算速度要快。三是伺服电机性能的提升，伺服电机是执行每一个机器轴运动的直接机构，伺服电机的跟随性准不准，好不好，跟伺服电机的性能息息相关。四是对系统整体的稳定性要求更高。但凡有一台机器人出现了故障，整个焊接就会出现报废。针对多机联动的通讯，包括每台机器人在焊接过程中的稳定性，对焊机和焊箱的配合也提了更高的要求。
配天机器人自主研发，驱控一体的多机联动的控制系统，是通过一次开的总线，实现了精确的多机联动技术。
零奇异轨迹规划功能
机器人在做空间解算的时候，它是有空间奇异点的，机器人行业常遇到三类奇异点，第一类叫腕部奇异点，也就是机器人的第五轴该度为0的时候，它的四轴和六轴会贡献或者同轴，这种情况下，在空间解算的时候，如果对四轴或者六轴不限制，很有可能会出现在某些空间位置基本不变的情况下，四轴或者六轴会出现猛的旋转。
第二类肩部奇异点，这个是机器人手腕中心和一轴的关节在同一条实现上的时候会出现的奇异点，实际上也会出现类似的情况，这种情况下编程会出现某些轴的突然旋转。
第三类是肘部奇异点，主要是机器人的手腕中心与关节的二轴三轴处于同一平台的时候。这几个位置都在数学解散的时候造成了很大的困难。在实际应用中，有经验的工程师都会尽量避免机器人在整个路径过程中出现这三种姿态。
配天机器人针对这种情况，推出了一个改零奇异轨迹规划功能SFTP，能够保证机器人可以非常平顺的通过奇异点，而且不会出现任何突然的轴加速旋转，从而使之自动平滑的通过。
MotionAI智能运动控制功能
机器人运动的时候，轨迹误差来源非常多，包括DH参数误差、种力形变、电机跟随误差、减速器形变等其他软件算法的误差。为了提高机器人的轨迹精度，除了依靠传统的各种机械测量与传统算法，配天机器人引入了AI，来实现重复定位精度的进一步提升。
在生产和加工过程中，因为大多数的机器人轨迹都是重复运动的一个固定轨迹，可以通过智能迭代学习的控制原理，将误差反向补偿到原始的轨迹中，从而提升轨迹精度。
同时MotionAI鲁棒性比较强，可以应对各种复杂的非线性系统，这种功能在改善机器人在激光切割的精度、启停抖动、机器人整体性能等方面都有一定的改善，无需专业的人员操作就可以开启自学习的功能。
在高速激光切割领域，对轨迹精度要求很高。MotionAI智能运动控制功能功能满足了机器人在高速平面激光切割的轨迹精度的要求。
索总表示，目前配天机器人是一家研发中心在北京，生产基地在安徽蚌埠的机器人本体制造企业，完全自主开发机器人控制系统以及机器人的伺服系统。据透露，配天今年将会推出一系列大负载工业机器人，从2.7米到3.1米，负载范围从130公斤到280公斤，不断完善产品矩阵。
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