על טכנולוגיית התכנות העצמאית של פטור לימוד רובוטים תעשייתיים

ביצור המודרני, חיבור הוא אחת השיטות החשובות ביותר, והוא נמצא בשימוש נרחב בייצור מזגנים, בתעשייה הגרעינית, בתעשייה הפטרו-כימית, בחלל ובתעשיות רבות אחרות. מכיוון שחיבור כ"שורט תעשיה", הוא אמצעי עיבוד חשוב מאוד בתעשיית הייצור, בו זמנית, בגלל קיומה של עשן חיבור, קשת חשמלית, וזרימת מתכת, הסביבה בה עובד חיבור היא מאוד גרועה, והאיכות חיבור יש להשפעה הכרעת על איכות המוצר.

עם התפתחותה של רובוטיקה תעשייתית, חיישנים והאינטליגנציה המלאכותית, רובוטים לתעשיית חיבור שחררו את העובדים מהאתרי עבודה מסובכים, קשים ואף מסוכנים של חיבור. לפי המידע שפורסם ב-IFR 2021, מספר הרובוטים התעשייתיים פעילים בפабריות ברחבי העולם הגיע ל-3 מיליון, עלייה של 10% בהשוואה לשנה הקודמת. לפי נתוני IFR מ-2018, 40% מרובוטי התעשייה משמשים בתעשיית חיבור וחיתוך.

רובוט חיבור מסורתי מיוולדתו ועד היום עבר בערך שלוש דורות: הדור הראשון הוא "השכלה-שחזור" (Teaching and playing) שיטת עבודה של הרובוט, בשל הפעולה הפשוטה, אין צורך במודל הסביבה, השכלה יכולה לתקן את השגיאות שנגרמו מהמבנה המכניקלי ומאפיינים נוספים, והופך לשימוש נרחב בתעשיית חיבור. הדור השני הוא רובוט חיבור מבוסס על הסביבה המבנית והסוג התכנות החיצוני (Off-line programming), שמשלב את המידע הסביבתי של החיבור ואת נתוני CAD/CAM של הפריט, באמצעות טכניקות גרפיות מחשב, תכנון חיצוני וסימולציה דינמית 3D של משימות חיבור. סוג זה של רובוט חיבור בדרך כלל מופיע בצורה של "רובוט תעשייתי + תכנות חיצוני" תחנת עבודה, למשל, תוכנות תכנות חיצוניות פופולריות של צד שלישי כמו RobotMaster, Sprutcam, RobotSmart בשוק, וכן תוכנות חיצוניות של יצרני גוף הרובוט כמו RobotStudio, Roboguide וכו'. הדור השלישי מתייחס לרובוט חיבור חכם (Intelligent) עם מגוון חיישנים שיכול לתכנת ולהתאים באופן עצמאי לפי הסביבה של החיבור לאחר קבלת הוראות פעילות. בגלל מורכבות הטכנולוגיה שלו והעיכוב של חוכמת מלאכותית, דור זה של רובוטי חיבור נמצא בשלב מחקר ניסיוני. כיום, מספר יצרנים בודדים ברחבי העולם יש להם מוצרים קשורים. המחבר מכנה את התכנות החיצוני של הדור השני כתכנות רובוטים מבוססת מודל, והדור השלישי הוא תכנות אוטומטי מבוסס חזות מודל.

המحتوى הבא כולל מוצרי יבש, אשר מייצג את הפרספקטיבה האישית של המחבר, ולא מייצג בצורה מלאה את הטכנולוגיה הרשמית של Min Yue. בתהליך הייצור במפעל, לحام וחתיכה דורשים אמינות גבוהה ודרישות תכונתיות גבוהות. סchemas מבוססי חזון בלבד לא חתיכה ולحام מתאימים לחקר אקדמי, אך אינם מתאימים להזדמנויות תעשייתיות נוכחיות או רק מתאימים לתרחיש מסוים של תת-תחום. הסיבות מוצגות להלן. ראשית, לאחר איסוף נתוני הסביבה (העיבוד), על רובוט הלحام להחליט ולהคำיר את מיקום הלחם או החתיכה של העיבוד) נתונים, מה שמהווה בעיה דומה לטכנולוגיית נהיגה עצמית ברמת 4. הקשיים כוללים: 1. הנתונים שנאספו חסרים או אינם די מדויקים; 2. גם אם הנתונים עונים על הדרישות, כיצד להוציא באופן אוטומטי ובטוח את קו הלחם מתוך נתוני ענן נקודות מורכבים או נתונים של תמונה; 3. להוציא מסלול עיבוד והחלטה על תהליך הלחם והחתיכה, מה שקשה יותר משני הקודמים.

השוואה בין תוכנית הוראה ללא בחינה של הדור השלישי והדור הרביעי

במקרה זה, הטכנולוגיה הרגישה בשימוש ב- CAD / CAM, רובוטיקה וראייה תלת מימדית, חכמת מלאכותית, שנים של צטברות, על בסיס תוכנה חכמה קיימת לתוכנית רובוטים וחיישן חזותי תלת-מימדי, בהסתמך על יתרונות שני הדורות והדור השלישי של תכנות, הציעו שיטת תכנות אוטומטי חופשי ללא הוראות - כלומר תכנות עצמאי מבוסס על דריבת מודל וחיווי חיישנים חזותיים.

כפי שמצוייר בשרטוט לעיל, לפני ייצור, מסלול הרובוט משמש לתכנון מודול מספר חלקים. לקבוע את התהליך המתאים של כל חלק באמצעות תבליט מודל והוצאת אוטומטית. עם זאת, יש הבדלים בין תוכנת הדיגיטאלית לאופייה ובין סטציית העבודה האמיתית, כולל סטיות בין המודל לחלק האמיתי וההיפוך במהלך תהליך החתיכה וההנפשה. בנוגע לבעיה זו, חיישני חזון 3D בשקילות שונות משמשים להערכות גסות ודיוקיות של המסלולים. באמצעות צירוף של חיישנים שונים, ניתן לעמוד בדרישות של תכנות ברווח גדול (יותר מ-100 מ"מ) ובדיוק גבוה (פחות מ-0.1 מ"מ) עבור קומפנסציה של מסלול. התוכנית היא מאוד כללית, איןแทรกת אדם בתהליך הייצור, והצירוף של נתונים דיגיטליים מודליסטים ונתונים ממדידות של חיישנים מגדיל את האמינות.

הפעולה של תוכנת התכנות מחוץ לרשת RobotSmart מתוארת בפירוט למטה. נקח את ההוראה החינמית של חיבור תחתון של העמוד האנכי הקדמי של רכיב טריציקל חשמלי איטי כדוגמה כדי להסביר את תהליך ההפעלה.

שלב 1, פתח את התוכנה וכנס לתוך מודול החיבור. לפי המרכיב, בחירה היא להשתמש בסוריקה ראשונה לפני החיבור, helya, או מעקב. השלב השני הוא לבחור את המרכיב ואת שפת החיבור לתכנון מסלול וחישוב תהליך אוטומטי.

שווה לציין כי נכון לעכשיו, RobotSmart תומך בארבע משפחות רובוטים וברובוטים רבים. חיישן לייזר הקו רק תומך במודלים HA, WR ו-LDW של Minyue Technology, ותומך גם באור מבטאים דו-עיניים כולל SmartEye Vision WR Yue סדרת R/HA שנוצרה באופן עצמאי.