成功的机器人无碰撞加工

　　你可能以为，众多机器人在同一共享工作空间可以愉快地合作。但是事实上，它们有可能是像人一样有自己的领地的——如果必须在很近的地方共同执行同一份任务，它们甚至很可能撞到头（更准确地说，撞到“机器臂”）。

　　在防止此问题出现的过程中，舍弗勒公司发现这是一个可以提高生产效率、减少某些自动化任务所需空间的机会，因为如果2 个分拣机器人从同一个料仓中抓取材料而不发生碰撞，公司就能更好地利用地面空间，提高生产速度。

　　这就是舍弗勒公司新的生产概念部门（NPC）想要实现的目标。他们采用了总部位于美国波士顿的RealtimeRobotics 公司的RapidPlan 运动控制和防撞软件，加工效果超出了预期。

　　“实时”的合作伙伴

　　2021 年，Realtime Robotics 公司开始与舍弗勒生产概念部门（NPC）合作，为其特殊机械部门（SMB）提供技术支持，该部门专攻新型生产系统及交钥匙方案。NPC作为一个前期开发部门，负责识别、基准和开发生产技术，最终是由SMB 部门来为公司内部和外部的客户提高整体效益的。

　　Realtime Robotics 公司专攻以RapidPlan 软件为基础的灵活机器人控制能力。他们介绍说，这款软件能够令单个或多个机器人在非结构化、非全封闭环境中全速自主运行。

　　NPC 部门希望能在复杂、不可预知的环境中测试RapidPlan 软件，以更好地了解该软件的潜在优势。他们是通过在同一共享工作空间中构建一个同步、双机器人的储物箱拣选应用来测试的。

　　大多数情况下，一次只用一台机器人进行储物箱的拣选。如果有2 台或更多台机器人，就需要拥有一个独立的工作区，或者每台机器人各用一个储物箱。因为需要将机器人分开，为防止碰撞，需要额外的空间。

　　“舍弗勒希望可以实现2 台机器人在同一个料仓中拣选，不用担心碰撞，”R ealtime Robotics 公司应用工程师团队高级经理Alejandro Soler Fenoll 说，“他们希望RapidPlan 软件能够提高加工速度——首先提高布局速度，其次希望它能保护加工单元，防止因碰撞而停机……他们还想找出在不增设加工单元的前提下依然能够增加产量的方法。”

　　在同时使用多台机器人，而零件每次出现的位置都是不可预知的时候，需要非常精确的编程方案，因为需要严格控制每台机器人的位置和操作。

　　NPC 团队审查了其他的解决方案，发现它们每次都只能修正1 台机器人的操作。这就是RapidPlan 软件对舍弗勒公司这么有吸引力的原因。这款软件可以实现两台机器人近距离合作而不发生碰撞，不仅可以加快进程，导引更复杂的单元操作，还能将装配生产线的可用空间更好地利用起来，提高产量。

　　更多机器人 + 更好协同 = 提高效率 + 增加产出

　　舍弗勒的测试结果超出了预期。合作伙伴称：测试显示两个单元串联同时运行，可以极大地改善储物箱的拣选时间。传统上，为避免碰撞，每台机器人在进入加工单元前都必须等待另一台机器人完成任务。有了RapidPlan软件，制造商可以在一项工作上同时设置多台机器人，提高生产力。

　　使用RapidPlan 软件后，就不需要设置防止机器人与其他机器人靠得太近的干扰区了，因为这款软件在机器人完成工作后会立即释放预留空间，让机器人可以彼此相邻、同时工作，近距离拣选、放置零件。因此可以大大缩减加工单元占地面积。

　　在操作中加入第二台机器人，最终产量会翻倍，可谓一个合乎逻辑的推测，但Realtime Robotics 公司称：他们所观察到的传统多台机器人操作，整体提高的产量通常只有28-30%。因为过去想加装另一台机器人时，会增加编程复杂度。

　　“应用RapidPlan软件后，当一台机器人开始移动时，另一台机器人可以出去。而且多台机器人有时甚至能同时进行拣选操作。”Fenoll 说。

　　测试显示：舍弗勒公司通过加装第二台机器人及RapidPlan 软件的使用，将产量提高了近1 倍，远远超过了最初设定的产量提高60% 的目标。

　　系统集成商们通常必须选用专门针对所用机器人品牌开发的系列模拟平台、工具，但RapidPlan 软件设计与机器人制造商无关，所以系统集成商们很容易就能简化单元调试过程。

　　过去，操作员没法确定模拟加工与实际加工是否相符，所以还需要严格的手工测试。但舍弗勒公司发现，有了RapidPlan 软件后，就能快速模拟机器人单元，实现一整套加工单元模拟，很容易就能规划出机器人的运动方式。模拟软件可模拟机器人加工动力。

　　下一步做什么？

　　舍弗勒公司NPC 部门已经将RapidPlan 软件用作模拟工具了。他们将在生产中进一步评估这项技术作为SMB 部门潜在工具的效能，还将在一个用3 台机器人打造的轴承单元的项目中应用RapidPlan 软件。

　　他们的目标是：在2023 年第二季度验证这项技术的各种应用效果，比如多台机器人进行材料处理和装配。成立于2017 年的Realtime Robotics 公司及其65 名员工——其中一半以上都是工程师——专攻汽车和物流领域，比如点焊和混箱码垛应用。但是RapidPlan 软件的开发主旨，是应对各种不同行业和应用挑战的。Realtime Robotics 公司介绍说，这项技术通过消除工程复杂性以及减少周期时间，能够实现更多流程自动化，降低总体费用，显著提高投资回报，还能实现最少的工业机器人编程布局、更新和/ 或重新布局，可以在人与人之间以及过去要布局此类解决方案成本过高的地区实现布局。

　　自2022 年6 月RapidPlan 软件推出以来，RealtimeRobotics 公司在各大市场开拓上忙个不停。最近还与三菱、川崎公司成功签订了合同，完成了一轮新的融资，与西门子公司的Process Simulate 实现了整合。公司还被指定为宝马公司的官方供应商。宝马公司将用这款软件来控制机器人对车辆的3D 扫描。