Промышленные роботы повсюду вокруг нас; они производят товары, которые мы потребляем, и транспортные средства, на которых мы ездим. Многие считают эти технологии упрощенными по своей природе. В конце концов, хотя они и обладают уникальной способностью производить продукцию быстро и с высоким уровнем качества, они работают в ограниченном диапазоне движений. Так сколько же на самом деле требуется для программирования промышленного робота?

Правда в том, что хотя промышленная робототехника, безусловно, различается по уровню сложности, даже простейшее применение промышленного робота очень далеко от функциональности plug and play. Другими словами, роботизированная рука, требующая ограниченного движения по осям X, Y и Z для выполнения своей задачи изо дня в день, требует больше, чем просто несколько строк кода. По мере того, как промышленная робототехника становится все более продвинутой, а традиционные фабрики модернизируются до интеллектуальных фабрик, объем работы и экспертных знаний, которые вкладывают в обучение этих искусственных производителей, будет соразмерно увеличиваться. Давайте рассмотрим несколько способов программирования современного робота.

Подвеска для обучения

Термин «робот» может вызывать множество различных образов. В то время как широкая публика может сравнивать робота с чем-то, что они видели в кино или по телевизору, в большинстве отраслей робот состоит из роботизированной руки, которая запрограммирована на выполнение задачи различной сложности с приемлемым уровнем качества.

Иногда эффективность может быть определена в процессе производства, и необходимо внести небольшие изменения в движения робота. Остановка производства для перепрограммирования оборудования была бы дорогостоящим и непрактичным занятием; общепринятая мудрость предполагает, что каждое изменение этих движений должно быть тщательно запрограммировано в компьютере, строка за строкой; но это не может быть дальше от истины.

Обучающий пульт, или чаще называемый обучающим пультом или обучающим пистолетом, представляет собой прочное промышленное портативное устройство, которое позволяет оператору управлять роботом в режиме реального времени, вводить логические команды и записывать информацию в компьютер робота.

Промышленные роботы, как правило, работают на скоростях, бросающих вызов человеческому глазу, но оператор, использующий обучающий пульт, может замедлить оборудование, чтобы иметь возможность составить план движений робота для адаптации к изменению процедуры. Этот процесс может показаться простым любому, кто когда-либо использовал контроллер видеоигр, но в нем есть гораздо больше, чем просто знать, как вводить входные данные. Например, оператор должен иметь возможность визуализировать наиболее эффективный путь, по которому пойдет робот, чтобы движения были строго ограничены теми, которые необходимы. Ненужные движения или увеличение времени, какими бы незначительными они ни казались, могут иметь волновой эффект на выходные возможности производственной линии. Экстраполированный со временем неэффективный путь, составленный для робота, может привести к значительным финансовым потерям для производителя.

Конечно, скорость каждого движения также должна учитываться, чтобы робот мог выполнять совместные движения как можно чаще. Эти движения более эффективны с точки зрения движения, если у программиста есть опыт для их реализации. Действительно, этот тип программирования может показаться простым для того, кто смотрит на процесс изнутри, но на самом деле могут потребоваться годы, чтобы освоить его. Подвески Teach существуют уже много лет и продолжают оставаться основным продуктом в мире программирования роботов.

Оффлайн симуляции

Одним из самых больших рисков при программировании промышленного робота на заводе является возникающее в результате простоя время. Программисту необходимо взаимодействовать с машиной, вносить изменения в код и тестировать движение оборудования в контексте производства, прежде чем операции могут быть возобновлены. К счастью, программное обеспечение для автономного моделирования может использоваться для аппроксимации любых изменений кода, которые оператор намеревается включить, ошибки могут быть исправлены до того, как обновление программы будет запущено, и все это без остановки операций. Нет никаких финансовых недостатков в запуске автономных симуляций и никакой опасности для оператора, поскольку симуляции могут быть запущены на ПК, расположенном вне заводского цеха.

Существует множество различных типов программ, предлагающих возможности офлайн-симуляции, но принцип один и тот же: создание виртуальной среды, представляющей производственный процесс, и программирование движений с использованием сложной 3D-модели.

Следует отметить, что ни одна программа не лучше любой другой, но одна может быть предпочтительнее в зависимости от сложности приложения. Привлекательность этого типа программирования заключается в том, что он позволяет программисту не только программировать движения робота, но и реализовывать и просматривать результаты функциональности обнаружения столкновений и близких к ним промахов, а также записывать время цикла.

Поскольку программа создается независимо от устройства на внешнем компьютере (а не вручную, как в случае обучения с помощью подвесного пульта), она позволяет производителям извлекать выгоду из мелкосерийного производства за счет возможности быстро автоматизировать процесс, не мешая обычной работе.

Хотя обучение программированию на пульте управления предлагает очень тонкий подход к настройке робототехники в заводских условиях, возможно, есть еще больший плюс в возможности запускать обновления программы в тестовой среде перед обновлением кода на физическом оборудовании.

Программирование путем демонстрации

Этот метод в целом похож на процесс обучающего пульта. Например, как и в случае с обучающим пультом, оператор имеет возможность «показать» роботу с высокой степенью точности ряд новых движений и сохранить эту информацию в компьютере робота. Однако есть несколько преимуществ, которые создают некоторые точки различия между ними. Например, обучающий пульт — это сложное портативное устройство, которое содержит множество различных элементов управления и функций. Программирование путем демонстрации обычно требует, чтобы оператор управлял роботизированной рукой с помощью джойстика (а не клавиатуры). Это делает процесс программирования намного проще и быстрее — две вещи, которые приводят к сокращению времени простоя.

Этот тип роботизированного программирования также требует меньше времени для того, чтобы оператор освоил его, поскольку сама задача программируется примерно так же, как ее выполнил бы оператор-человек.

Будущее робототехнического программирования

Все эти методы программирования имеют свое место в мире промышленной робототехники, но ни один из них не идеален. По-своему, разработка и внедрение каждого из них может затруднить производство и увеличить затраты производителя. Потребуется время, чтобы научить робота выполнять задачу. Во многих случаях мастерство оператора или техника может сильно варьироваться в зависимости от области применения.

Однако представьте, если бы промышленному роботу нужно было только «видеть» выполнение задачи, чтобы безупречно выполнять ее снова и снова. Стоимость и время, связанные с программированием промышленной робототехники, значительно сократились бы.

Если это кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой, возможно, вам стоит пристальнее взглянуть на робототехническую отрасль; этот тип обучения роботов уже на уме у промышленных конструкторов роботов. Теория, лежащая в основе этой технологии, надежна; пусть оператор покажет роботу, как выполнять определенную задачу, и дайте роботу возможность проанализировать эту информацию, чтобы определить наиболее эффективную последовательность движений, которые необходимо выполнить для воспроизведения задачи. По мере того, как робот изучает задачу, у него появляется возможность открыть новые способы улучшения способа ее выполнения.

Программирование более сложных роботов

По мере того, как все больше заводов переходят на интеллектуальные фабрики и устанавливается больше автономного оборудования, задачи, возлагаемые на роботов, будут становиться все более сложными. При этом методы, которые мы в настоящее время используем для программирования этих роботов, будут вынуждены эволюционировать. Хотя современные программные действия выполняются превосходно, нет никаких сомнений в том, что искусственный интеллект будет играть важную роль в том, как роботы учатся.