導(dǎo)語(yǔ)
隨著智慧工廠的廣泛建設(shè)，桁架機(jī)器人在制造、物流等環(huán)節(jié)中的作用日益凸顯。當(dāng)前大部分工廠仍采用傳統(tǒng)PLC（可編程邏輯控制器）來(lái)控制桁架，僅能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單場(chǎng)景下的桁架運(yùn)動(dòng)控制功能，難以支持復(fù)雜作業(yè)環(huán)境以及動(dòng)態(tài)任務(wù)場(chǎng)景下多臂桁架機(jī)器人的靈活高效控制。且PLC編程開發(fā)周期長(zhǎng)、成本高、調(diào)試難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速交付。
隨著智慧工廠的廣泛建設(shè)，桁架機(jī)器人在制造、物流等環(huán)節(jié)中的作用日益凸顯。當(dāng)前大部分工廠仍采用傳統(tǒng)PLC（可編程邏輯控制器）來(lái)控制桁架，僅能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單場(chǎng)景下的桁架運(yùn)動(dòng)控制功能，難以支持復(fù)雜作業(yè)環(huán)境以及動(dòng)態(tài)任務(wù)場(chǎng)景下多臂桁架機(jī)器人的靈活高效控制。且PLC編程開發(fā)周期長(zhǎng)、成本高、調(diào)試難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速交付。
針對(duì)以上亟待解決的難點(diǎn)，視比特機(jī)器人推出了國(guó)內(nèi)首款多臂智能桁架機(jī)器人控制器——SpeedTruss，以最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃突破傳統(tǒng)桁架自由度限制，實(shí)現(xiàn)了多臂共軸桁架機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境、復(fù)雜任務(wù)下的自動(dòng)規(guī)劃、主動(dòng)避障、敏捷執(zhí)行，適應(yīng)全場(chǎng)景柔性生產(chǎn)需求；同時(shí)支持低代碼靈活開發(fā)，極大地簡(jiǎn)化了開發(fā)流程，大幅縮短了投產(chǎn)周期，為工廠智能化水平和生產(chǎn)效率的提升帶來(lái)質(zhì)的飛躍。
SpeedTruss VS 傳統(tǒng)PLC
1.PLC在控制桁架柔性作業(yè)時(shí)遇到的挑戰(zhàn)
1.PLC在控制桁架柔性作業(yè)時(shí)遇到的挑戰(zhàn)
1）在面對(duì)動(dòng)態(tài)任務(wù)（如多SKU物品分揀）或場(chǎng)景變化（如遇到障礙物）時(shí)，桁架運(yùn)動(dòng)柔性程度低，需修改程序或重新調(diào)試來(lái)適配現(xiàn)場(chǎng)需求，開發(fā)及調(diào)試周期長(zhǎng)、成本高。
2）多臂協(xié)同作業(yè)時(shí)，機(jī)械臂越多，控制難度越大，易發(fā)生不同臂相互干涉、沖突（如碰撞）等問(wèn)題，從而影響生產(chǎn)效率，需人為編寫復(fù)雜的程序來(lái)調(diào)整。
3）桁架控制過(guò)程缺乏直觀的可視化工具，操作及調(diào)試難度大。
2.SpeedTruss智能桁架控制器的優(yōu)勢(shì)
1）搭載自研最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃技術(shù)，實(shí)現(xiàn)桁架自動(dòng)控制與智能協(xié)調(diào)，免示教、自動(dòng)規(guī)劃、主動(dòng)避障，可勝任各種高難度空間作業(yè)，無(wú)需重新編程。
2）多臂共軸無(wú)碰運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)多臂桁架機(jī)器人在共享工作空間內(nèi)高速無(wú)碰、靈敏作業(yè)，無(wú)需人為干涉。
3）在線優(yōu)化任務(wù)分配，實(shí)時(shí)調(diào)整任務(wù)執(zhí)行順序，實(shí)現(xiàn)更高效作業(yè)。
4）三維可視化界面，生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，所見即所得。
5）開發(fā)靈活、操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省心，用戶使用更便捷。
SpeedTruss全解讀
SpeedTruss智能桁架控制器主要用于多臂共軸桁架機(jī)器人（N≥1）的運(yùn)動(dòng)控制，運(yùn)用自主研發(fā)的桁架運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、多臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制、無(wú)碰運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)等算法技術(shù)，為智能產(chǎn)線提供靈活、精準(zhǔn)、高效的多臂桁架運(yùn)動(dòng)控制方案。用戶只需調(diào)用控制器提供的高級(jí)任務(wù)指令接口（如將某臺(tái)桁架臂移動(dòng)到目標(biāo)位置K），即可實(shí)現(xiàn)對(duì)桁架機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的自動(dòng)控制與協(xié)調(diào)，保障各個(gè)桁架臂高效無(wú)碰協(xié)同運(yùn)動(dòng)，有效提升生產(chǎn)效率。
1.最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，無(wú)需人為示教
SpeedTruss智能桁架控制器建立了軌跡規(guī)劃、多臂協(xié)同、無(wú)碰運(yùn)動(dòng)等多種算法相結(jié)合的桁架臂最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，可進(jìn)行單臂任務(wù)、多臂協(xié)作任務(wù)以及單臂與多臂任務(wù)混合場(chǎng)景的桁架運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃。
·針對(duì)動(dòng)態(tài)任務(wù)場(chǎng)景，以基于幾何約束的軌跡規(guī)劃算法，有效解決了因任務(wù)變化（如桁架搬運(yùn)場(chǎng)景中抓取物體尺寸的變化）導(dǎo)致的不同臂運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題，保障設(shè)備安全作業(yè)。
·針對(duì)多臂協(xié)同作業(yè)場(chǎng)景，自研多機(jī)無(wú)碰路徑規(guī)劃與協(xié)調(diào)算法，通過(guò)精確計(jì)算桁架機(jī)器人各個(gè)臂的無(wú)碰運(yùn)動(dòng)軌跡，并最大化地調(diào)度各個(gè)桁架臂同時(shí)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多臂桁架高速、靈活作業(yè)。
·針對(duì)高速重載場(chǎng)景，自動(dòng)計(jì)算桁架臂各個(gè)關(guān)節(jié)平滑運(yùn)動(dòng)的速度曲線，實(shí)現(xiàn)桁架自身速度和加速度的精準(zhǔn)控制，保障桁架平穩(wěn)高速運(yùn)動(dòng)。
·針對(duì)存在障礙物的作業(yè)場(chǎng)景，自動(dòng)規(guī)劃桁架臂避障運(yùn)動(dòng)路徑，無(wú)需人為示教避讓點(diǎn)，輕松實(shí)現(xiàn)桁架機(jī)器人主動(dòng)避障。
2.在線優(yōu)化任務(wù)分配，整體效率提升20%~35%
在多任務(wù)場(chǎng)景下，桁架機(jī)器人存在多個(gè)共軸的機(jī)械臂，不同臂在工作空間內(nèi)的任務(wù)時(shí)序直接影響整體作業(yè)效率。SpeedTruss智能桁架控制器建立了基于時(shí)空約束的最優(yōu)任務(wù)分配模型，最大限度地提高工作效率。
· 通過(guò)AI強(qiáng)化學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化任務(wù)分配，智能調(diào)度復(fù)雜空間下的任務(wù)分派，并自動(dòng)選擇最優(yōu)桁架臂進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行。
·通過(guò)在線優(yōu)化與決策，實(shí)時(shí)調(diào)整任務(wù)執(zhí)行順序，相較PLC等傳統(tǒng)控制器，SpeedTruss將桁架系統(tǒng)的整體作業(yè)效率提升了20%~35%。
3.三維可視化，所見即所得
SpeedTruss智能桁架控制器軟件系統(tǒng)——“易控”提供三維可視化窗口，輕松實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)點(diǎn)動(dòng)、回原點(diǎn)、三維場(chǎng)景可視化與編輯等功能。
· 三維顯示桁架臂當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)位置、幾何關(guān)系、障礙物等。
· 可視化場(chǎng)景編輯，用戶可在界面狀態(tài)欄中進(jìn)行障礙物方位的修改、移除或添加，實(shí)現(xiàn)對(duì)桁架機(jī)器人的柔性控制。
· 支持同步更新，便于前期方案的驗(yàn)證與部署過(guò)程中的調(diào)試，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)方便用戶進(jìn)行直觀操作，快速應(yīng)對(duì)柔性生產(chǎn)需求。
· 可視化場(chǎng)景編輯，用戶可在界面狀態(tài)欄中進(jìn)行障礙物方位的修改、移除或添加，實(shí)現(xiàn)對(duì)桁架機(jī)器人的柔性控制。
· 支持同步更新，便于前期方案的驗(yàn)證與部署過(guò)程中的調(diào)試，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)方便用戶進(jìn)行直觀操作，快速應(yīng)對(duì)柔性生產(chǎn)需求。
4.開發(fā)靈活，操作簡(jiǎn)便
在使用SpeedTruss智能桁架控制器時(shí)，用戶只需在軟件中調(diào)用任務(wù)指令接口即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，無(wú)需進(jìn)行額外的開發(fā)工作，輕松實(shí)現(xiàn)多臂桁架機(jī)器人的柔性運(yùn)動(dòng)控制。
·在線控制狀態(tài)下，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桁架控制運(yùn)行狀態(tài)，輕松控制桁架機(jī)器人多臂無(wú)碰運(yùn)動(dòng)。
·離線仿真模式支持虛擬場(chǎng)景構(gòu)建，從而驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)階段桁架臂的可達(dá)性、數(shù)量等設(shè)計(jì)參數(shù)是否達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)入場(chǎng)前提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，隨時(shí)隨地調(diào)試優(yōu)化，可大幅縮短投產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)快速交付。
SpeedTruss應(yīng)用情況
SpeedTruss智能桁架控制器以功能強(qiáng)大、開發(fā)靈活、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)在重工、物流等領(lǐng)域多家龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)批量落地。相比傳統(tǒng)PLC，在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境、復(fù)雜任務(wù)下多臂桁架協(xié)同運(yùn)動(dòng)、靈活作業(yè)的同時(shí)，使桁架整體作業(yè)效率提升了20%~35%，全方位推進(jìn)工廠智能化升級(jí)以及降本增效。在重工制造業(yè)鋼板切割件分揀場(chǎng)景，來(lái)料零件重且規(guī)格多樣、作業(yè)空間跨距大、生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，難點(diǎn)在于桁架高速重載運(yùn)動(dòng)以及多臂無(wú)碰協(xié)同作業(yè)的控制。國(guó)內(nèi)多家重工龍頭企業(yè)生產(chǎn)線采用SpeedTruss智能桁架控制器進(jìn)行多臂桁架的智能調(diào)度與協(xié)同作業(yè)，實(shí)時(shí)規(guī)劃最優(yōu)運(yùn)動(dòng)軌跡，主動(dòng)避障、多機(jī)無(wú)碰、高效作業(yè)，輕松完成了上萬(wàn)種鋼板切割件的柔性揀選。
視比特機(jī)器人成立于2018年，是一家專注于AI機(jī)器視覺及工業(yè)智能軟件的高科技公司，致力成為工業(yè)智能賽道的持續(xù)開拓者與領(lǐng)航者。總部位于長(zhǎng)沙，研發(fā)總部位于上海，在天津、寧波、貴陽(yáng)、加拿大、塞爾維亞、捷克、東南亞等地設(shè)立了辦事處。
公司圍繞“軟件定義工業(yè)智能”，憑借自主研發(fā)的3D視覺算法、機(jī)器人柔性控制、手眼協(xié)同融合、多機(jī)器人協(xié)同、工廠級(jí)智能規(guī)劃與調(diào)度等核心技術(shù)，打造面向敏捷開發(fā)、可視測(cè)試、快速部署、持續(xù)運(yùn)維的“數(shù)字孿生+云原生”工業(yè)智能軟件平臺(tái)，為客戶提供系統(tǒng)級(jí)軟硬件一體解決方案，加速各行業(yè)智能產(chǎn)線和智慧工廠的落地應(yīng)用。
公司首創(chuàng)的重工業(yè)鋼板切割智能下料分揀產(chǎn)線已在多家龍頭企業(yè)規(guī)模落地應(yīng)用；汽車行業(yè)大尺寸高精度在線測(cè)量專機(jī)系列打破國(guó)外長(zhǎng)期壟斷，已成功交付全球多家汽車主機(jī)廠及零部件龍頭企業(yè)；物流行業(yè)動(dòng)態(tài)分揀機(jī)器人在食品、電商、醫(yī)藥、快遞物流、倉(cāng)儲(chǔ)物流等領(lǐng)域大面積交付使用，在行業(yè)中享有良好口碑。
成立以來(lái)，已完成6輪融資，天使輪由圖靈創(chuàng)投領(lǐng)投+道生資本跟投，戰(zhàn)略輪由同威資本領(lǐng)投，A輪由和玉資本領(lǐng)投，A+輪由中金資本領(lǐng)投，B輪3億元融資由經(jīng)緯創(chuàng)投領(lǐng)投。同時(shí)，公司在科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、社會(huì)貢獻(xiàn)方面受到各界關(guān)注和認(rèn)可，已獲國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定，榮摘國(guó)家科技部2021年度全國(guó)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽優(yōu)秀項(xiàng)目、2021年科創(chuàng)中國(guó)新銳企業(yè)獎(jiǎng)等眾多獎(jiǎng)項(xiàng)。
