Sulla tecnologia di programmazione indipendente dell'esenzione dall'insegnamento del robot industriale

Nella produzione moderna di manifattura, la saldatura è uno dei metodi di processo più importanti, viene utilizzata ampiamente nella produzione di macchinari, nell'industria nucleare, petrolchimica, aerospaziale e in molti altri settori. Poiché la saldatura, come un "sarto" industriale, è un mezzo di lavorazione molto importante nella produzione industriale, allo stesso tempo, a causa della presenza di fumi di saldatura, arco e schizzi metallici, l'ambiente di lavoro per la saldatura è molto cattivo, e la qualità della saldatura ha un impatto decisivo sulla qualità del prodotto.

Con lo sviluppo delle tecnologie di robotica industriale, sensori e intelligenza artificiale, i robot industriali per la saldatura stanno gradualmente liberando i lavoratori dai luoghi di operazione complessi, difficili e persino pericolosi. Secondo le informazioni pubblicate dall'IFR nel 2021, il numero di robot industriali in funzione nelle fabbriche in tutto il mondo ha raggiunto un record di 3 milioni, con un aumento dell'10% rispetto all'anno precedente. Secondo i dati dell'IFR del 2018, il 40% dei robot industriali è utilizzato nell'industria della saldatura e del taglio.

Il robot per la saldatura, dalla sua nascita ad oggi, ha grosso modo sperimentato tre generazioni: la prima generazione è il "modo di lavoro insegnamento-riproduzione" (Teaching and playing) del robot, a causa della semplice operazione, non necessita di un modello dell'ambiente, l'insegnamento può correggere l'errore causato dalla struttura meccanica e altre caratteristiche, è stato ampiamente utilizzato nella produzione industriale di saldatura. La seconda generazione si basa sull'ambiente strutturale e sul tipo di programmazione offline (Off-line programming) del robot da saldare, combina le informazioni sull'ambiente di saldatura ottenute e i dati CAD/CAM del pezzo, utilizzando tecniche grafiche al computer, pianificazione offline e simulazione dinamica 3D delle attività di saldatura, questo tipo di robot da saldatura in genere appare sotto forma di "stazione di lavoro + robot industriale + programmazione offline", ad esempio, il comune software di programmazione offline di terze parti RobotMaster, Sprutcam, RobotSmart presenti sul mercato e il software offline RobotStudio, Roboguide dei produttori di robot originali, ecc. La terza generazione fa riferimento a un robot da saldatura intelligente (Intelligent) dotato di vari sensori che può programmare e pianificare autonomamente in base all'ambiente di saldatura dopo aver ricevuto istruzioni operative. A causa della complessità della sua tecnologia e del ritardo nell'intelligenza artificiale, questa generazione di robot per la saldatura si trova allo stadio di ricerca sperimentale. Attualmente, poche aziende nazionali e internazionali hanno prodotti correlati. L'autore chiama la seconda generazione di software di programmazione offline programmazione robotica guidata dai modelli, e la terza generazione di programmazione automatica guidata dai modelli basata sulla visione.

Il contenuto seguente riguarda merci secche, che rappresentano il punto di vista dell'autore in prima persona e non rappresentano completamente la posizione ufficiale della Min Yue Technology. Nell'ambito del processo produttivo della fabbrica, saldatura e taglio richiedono un alto livello di affidabilità e requisiti tecnologici. Gli schemi di taglio e saldatura basati esclusivamente su visione sono adatti per la ricerca accademica, ma attualmente nei luoghi industriali non sono applicabili o lo sono solo per scene specifiche di nicchie. Le ragioni sono mostrate di seguito. Primo, dopo aver raccolto i dati dell'ambiente (pezzo da lavorare), il robot per la saldatura deve giudicare e calcolare la posizione di saldatura o taglio del pezzo, il che è un problema simile alla tecnologia di guida autonoma di LIVELLO 4. Le difficoltà includono: 1. I dati raccolti sono mancanti o non abbastanza precisi; 2. Anche se i dati soddisfano i requisiti, come estrarre automaticamente e in modo affidabile la linea di saldatura dai complessi dati a nuvola di punti o immagini; 3. Estrarre il percorso di lavorazione e come determinare il processo di saldatura e taglio, che è più difficile dei primi due punti.

Confronto tra la terza generazione e la quarta generazione del programma di insegnamento senza esame

In questo caso, la tecnologia sensibile utilizzata in CAD/CAM, robotica e visione 3D, intelligenza artificiale, anni di accumulo, nel software di programmazione intelligente dei robot esistente e nei sensori visivi 3D, sulla base delle vantaggiose caratteristiche della seconda e terza generazione di programmazione, si propone il metodo di programmazione automatica libera della quarta generazione, ovvero la programmazione autonoma basata su modello drive e sensori visivi.

Come mostrato nella figura sopra, prima della produzione, la traiettoria del robot viene utilizzata per pianificare il modulo del numero di parti. Si determina il processo corrispondente di ciascuna parte attraverso l'annotazione del modello e l'estrazione automatica. Tuttavia, esistono differenze tra il software digitale offline e la stazione di lavoro reale, inclusi scarti tra il modello e la parte reale, nonché deformazioni durante i processi di saldatura e taglio. Per questo problema, vengono utilizzati sensori visivi 3D su diverse scale per la posizionamento grezzo e preciso delle traiettorie. Attraverso la combinazione di diversi sensori, è possibile soddisfare i requisiti di programmazione su un ampio intervallo (superiore a 100mm) e alta precisione (inferiore a 0,1mm) per la compensazione delle traiettorie. La soluzione è altamente universale, non ci sono interventi umani nel processo produttivo, e la combinazione di dati digitali simulati e misurati dai sensori migliora la affidabilità.

La funzionalità del software di programmazione offline RobotSmart è descritta in dettaglio di seguito. Prendendo come esempio l'insegnamento gratuito della saldatura del montante verticale anteriore di un componente di un triciclo elettrico a bassa velocità, si spiega il processo operativo.

Passo 1, aprire il software e accedere al modulo di saldatura. In base al pezzo da lavorare, la selezione è di utilizzare la prima scansione prima della saldatura, la posizionatura o il tracking. Il secondo passo è selezionare il pezzo e il bordo di saldatura per la pianificazione della traiettoria e il calcolo automatico del processo.

Va menzionato che attualmente RobotSmart supporta quattro famiglie di robot e una vasta gamma di robot. Il sensore laser a linea supporta solo i modelli HA, WR e LDW di Minyue Technology, e supporta la luce strutturata binoculare inclusa SmartEye Vision WR yue sviluppata autonomamente dalla serie R/HA.