Sur la technologie de programmation indépendante de l'exemption d'enseignement des robots industriels

Dans la production moderne de fabrication, le soudage est l'une des méthodes de processus les plus importantes, il est largement utilisé dans la fabrication mécanique, l'industrie nucléaire, l'industrie pétrochimique, l'aérospatiale et de nombreux autres domaines. Étant donné que le soudage, en tant que "tailleur" industriel, est un moyen de traitement très important dans la production industrielle, en même temps, en raison de l'existence de fumées de soudage, d'arcs électriques, de projections métalliques, l'environnement de travail de soudage est très mauvais, et la qualité du soudage a un impact décisif sur la qualité du produit.

Avec le développement des technologies de robots industriels, de capteurs et d'intelligence artificielle, les robots de soudage industriels libèrent progressivement les travailleurs des sites opérationnels complexes, rigoureux et même dangereux du soudage. Selon les informations publiées par l'IFR en 2021, le nombre de robots industriels en fonctionnement dans les usines du monde entier a atteint un record de 3 millions, en augmentation de 10 % par rapport à l'année précédente. Selon les données de l'IFR 2018, 40 % des robots industriels sont utilisés dans l'industrie du soudage et de la découpe.

Le robot de soudage, depuis sa création jusqu'à maintenant, a approximativement connu trois générations : la première génération correspond au mode de fonctionnement "enseignement-répétition" (Teaching and playing) du robot, qui, en raison de sa manipulation simple, n'a pas besoin d'un modèle environnemental. L'enseignement peut corriger les erreurs causées par la structure mécanique et autres caractéristiques, ce qui l'a rendu largement utilisé dans la production industrielle de soudage. La deuxième génération est un robot de soudage basé sur l'environnement structuré et le type de programmation hors ligne (Off-line programming). Il combine les informations obtenues sur l'environnement de soudage et les données CAD/CAM des pièces, en utilisant des techniques graphiques informatiques pour planifier hors ligne et simuler dynamiquement en 3D les tâches de soudage. Ce type de robot de soudage apparaît généralement sous la forme d'une station de travail composée de "robot industriel + programmation hors ligne", comme les logiciels de programmation hors ligne tiers courants sur le marché, RobotMaster, Sprutcam, RobotSmart, ainsi que les logiciels hors ligne RobotStudio et Roboguide des fabricants de robots. La troisième génération fait référence à un robot de soudage intelligent (Intelligent) équipé de divers capteurs, capable de programmer et de planifier indépendamment selon l'environnement de soudage après avoir reçu des instructions opérationnelles. En raison de la complexité de sa technologie et du retard de l'intelligence artificielle, cette génération de robots de soudage se trouve encore à l'étape de recherche expérimentale. Actuellement, quelques fabricants nationaux et internationaux disposent de produits liés. L'auteur appelle la deuxième génération de logiciels de programmation hors ligne la programmation de robots pilotée par modèle, et la troisième génération la programmation automatique pilotée par modèle basée sur la vision.

Le contenu suivant concerne des biens secs, il s'agit d'une opinion personnelle de l'auteur et ne représente pas nécessairement la position officielle de la technologie Min Yue. Dans le processus de production en usine, les opérations de soudage et de découpe nécessitent une fiabilité et des exigences de procédé élevées. Les solutions de découpe et de soudage basées uniquement sur la vision sont adaptées à la recherche académique, mais elles ne sont actuellement pas applicables dans les environnements industriels ou ne le sont que pour des scénarios spécifiques. Les raisons en sont les suivantes. Premièrement, après avoir collecté les données de l'environnement (pièce), le robot de soudage doit juger et calculer la position de soudage ou de découpe de la pièce, ce qui est un problème similaire à la technologie de conduite autonome de NIVEAU 4. Les difficultés incluent : 1. Les données collectées sont manquantes ou pas assez précises ; 2. Même si les données répondent aux critères, comment extraire automatiquement et de manière fiable la zone de soudure à partir de données complexes de nuages de points ou d'images ; 3. Extraire la trajectoire de traitement et déterminer le processus de soudage et de découpe, ce qui est encore plus difficile que les deux premiers points.

Comparaison entre la troisième génération et la quatrième génération du programme d'enseignement sans examen

Dans ce cas, la technologie sensible utilisée dans le CAD/CAM, la robotique et la vision 3D, l'intelligence artificielle, des années d'accumulation, sur la base des logiciels de programmation intelligents de robots matures existants et des capteurs visuels 3D, en combinant les avantages des deux générations de programmation, ont proposé la quatrième génération de méthode de programmation automatique libre d'enseignement - à savoir la programmation autonome basée sur un modèle de conduite et un capteur visuel.

Comme le montre la figure ci-dessus, avant la production, la trajectoire du robot est utilisée pour planifier le module du numéro de pièce. Déterminez le processus correspondant à chaque partie grâce aux annotations de modèle et à l'extraction automatique. Cependant, il existe des différences entre les logiciels numériques hors ligne et la station de travail réelle, y compris les écarts entre le modèle et la pièce réelle, ainsi que les déformations lors du soudage et de la découpe. Pour résoudre ce problème, des capteurs visuels 3D à différentes échelles sont utilisés pour le positionnement grossier et précis des trajectoires. Grâce à la combinaison de différents capteurs, on peut répondre aux exigences d'une grande plage de programmation (plus de 100 mm) et d'une haute précision (moins de 0,1 mm) pour la compensation des trajectoires. Ce schéma est très universel, il n'y a aucune intervention humaine dans le processus de production, et la combinaison de données numériques simulées et mesurées par les capteurs améliore la fiabilité.

Le fonctionnement du logiciel de programmation hors ligne RobotSmart est décrit en détail ci-dessous. Prenez l'exemple gratuit de l'enseignement du soudage de la poutre verticale avant d'un composant de tricycle électrique à faible vitesse pour expliquer le processus opérationnel.

Étape 1, ouvrez le logiciel et entrez dans le module de soudage. Selon la pièce, le choix est d'utiliser un premier balayage avant la soudure, une localisation ou un suivi. La deuxième étape consiste à sélectionner la pièce et l'arête de soudage pour la planification de la trajectoire et le calcul automatique du processus.

Il est à noter qu'à ce jour, RobotSmart prend en charge quatre familles de robots et des robots génériques. Le capteur laser linéaire ne prend en charge que les modèles HA, WR et LDW de Minyue Technology, et prend en charge la lumière structurée stéréoscopique, y compris la gamme SmartEye Vision WR Yue autodéveloppée R/HA.