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与未来工业 say hello | 实时机器人运动规划解决方案

与未来工业 say hello | 实时机器人运动规划解决方案 智参科技
2022-07-07
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导读:让机器人在物理世界中安全地移动是件棘手的事情。机器人功能强大,但也存在与人或物发生碰撞发生意外的风险。通常,机器人只是简单地在设置路径上操作,而人类则需要避开机器人操作范围。为了解决这个痛点,Real



机器人在物理世界中安全地移动是件棘手的事情。机器人功能强大,但也存在与人或物发生碰撞发生意外的风险。通常,机器人只是简单地在设置路径上操作,而人类则需要避开机器人操作范围。

机器人领域有三大方向:感知、规划、控制。其中规划的目的是为机器人生成安全、高效的运动轨迹。在机器人工作前,其手臂需要划出工作所需的环境面积,这通常需要几秒钟来暂停和计算其路线。因为它不仅要考虑从A到B,还要计算它在那里所占据的3D空间。实际使用中,即使没有人员进入机器人的工作范围,其它机器人的运动也可能造成障碍。并且它们都太慢了,无法适应时刻变化的环境。



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为了解决这个痛点,Realtime推出了它的运动规划解决方案。智参科技  作为专业提供 全流程数字孪生解决方案 的创新型公司,基于Realtime的运动规划创新技术,开发运动规划解决方案在不同工业场景中的应用。



Realtime 运动规划演示


搭载了Realtime的机器人手臂几乎瞬间对新环境起反应,无需进行数秒的停顿。实现实时的运动规划,让机器人可以在动态,非结构化环境中操作。





Realtime 运动规划解决方案


Realtime 如同人类大脑的运动皮层,它能够让机器人灵活的运动。通过定制化的硬件对运动规划进行加速,从而让机器人实现实时的运动规划能力。



Realtime Robotics公司制作了一个完整的机器人控制器以及运动解决方案。控制器可以和厂家的机器人控制PLC通信,从而控制机器人,其实就是个PCI总线插着FPGA板卡的工控机。Realtime Robotics公司已经与很多机器人制造商建立和合作,能够提供控制器接口。



Realtime Robotics的AI驱动技术自动编排所有机器人运动,允许多个机器人并排工作,无碰撞。本质上,这是一个通用翻译器,无需机器人品牌特定的编程专家,使公司能够实现智能自动化,降低成本并提高生产力。借助 Realtime平台,工作单元的实施变得更简单,从而降低了成本,降低了自动化的门槛,并使制造商能够更快、更经济高效地自动化更广泛的任务。



▍Realtime Controller



• 使用专有算法加速运动规划,比在高端GPU上运行的传统方法快1000倍。

• 本质上是一个通用转换器,可同时为多达 16个机器人生成运动规划。

• 可与各种垂直应用无缝集成,例如3D视觉、PLC 和工装夹具。



▍RapidPlan Software




围绕静态动态物体进行规划,为单个或多个机器人创建运动计划。


▍RapidSense 空间感知



RapidSense为Realtime Controller和RapidPlan带来了交钥匙式的空间感知。

使机器人能够在动态、非结构化的环境中工作。工作单元监测和主动障碍物检测为机器人运动可靠地确定无障碍空间。




核心技术


故障恢复

实时机器人技术使生产足够灵活,可以在意外故障后迅速恢复运行。




人机协作

实时机器人技术使机器人能够对周围移动的物体做出快速反应并避免碰撞。



去除干扰区

Realtime Robotics 的解决方案缩小了干扰区域,以包括机器人在移动时将占据的空间。机器人现在可以更加高效,因为它们可以相互规划,这确保它们不会浪费时间等待其他机器人退出中央工作区。






--- Design ---




创建

数字化工作单元创建

通过导入标准 CAD 文件匹配工作单元设计,而无需从头开始重建。


优化

基于机器学习的人工智能

自主优化机器人位置、任务分配和顺序,并显着缩短循环时间。


程序

自动化编程

为传统的运行时解决方案生成离线程序和互锁位置。



--- Test ---




模拟和可视化

通过虚拟调试对任务计划进行可视化、优先排序和模拟,以验证机器人程序。


快速修改

无需重新编程即可更新位置和航点。



--- Deploy ---



轻松连接

数字孪生和运行时软件之间的连续性 通过以太网或 PLC 功能块连接第三方系统



--- Run ---




控制

操作无碰撞

可靠的机器人运动和动态避障


自动故障恢复

不再需要手动重置机器人,具有自动恢复的能力。


感知

避开障碍物

添加 3D 传感器以感知和避开动态障碍物


监控工件

添加 2D 和 3D 传感器以监控多阶段工作流程



---Collaborate---



人机协作

使工业机器人能够安全地与人协作,无需电力或力量限制

速度和间隔监控,以确定机器人与最近人的距离时可以运行的最大安全速度。




Q&A




Q:Realtime的防撞系统和大多数移动机器人和协作机械臂有哪些不同?



A:AMR 确实具有完善且可靠的防撞系统。它们基于 2D 传感器,可以感应人腿等物体,位于小腿中部附近的地面高度,AMR 要么停止(常见),要么试图避开障碍物(不常见)。

以Cobot机械臂为例,它没有防撞系统。它被设计成在与人或非人的东西发生碰撞时进行感应,并尽快停止。安全准则限制了他们的出力,以避免对人造成严重伤害。这也意味着它们只能携带相对较轻的物体,并且运动得更缓慢,从而限制了它们的可用性。

Realtime的解决方案专注于工业机器人手臂。它利用2D和3D传感器避免碰撞并调整机器人的运动,避免它们与人进行不可接受的近距离接触或碰撞,同时仍然完成其指定的任务。对于在三维空间中运动的六自由度机器人手臂来说,这项任务要比在二维空间中的二维AMR困难得多,而实现这一点正是Realtime技术突破的关键所在。




Q:RealtimeRobotics的运动规划技术是如何大规模运作的?



A:Realtime的运动规划解决方案为自动化工作单元中的机器人提供自主无碰撞运动。通过将带有特殊板载硬件和软件的工业PC插入工作单元网络,将Realtime的IPC逻辑连接到机器人控制器和任务序列器(PLC、拣选系统或其他控制设备),在部署中提供该功能。任务排序器向Realtime的IPC发出非常简单的排序命令,将每个机器人带到下一个位置,以便完成任务。任务序列器不必包含任何低级代码或驱动程序来驱动机器人,也不需要关注每个机器人控制器、硬件或编程语言的实际限制。这些都在Realtime这边处理。





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