天拓分享 | 基于数字化双胞胎的工业机器人解决方案
发布日期:
2020-04-23

从1920年,'Robot'这个词被捷克斯洛伐克作家萨佩克创造出来,到现在机器人已经发展了已百年历史,从最初的单纯用于搬运的工业机器人,到第二代具有视觉传感器以及信息处理技术的工业机器人,再到目前正在研究的'智能机器人',工业机器人的发展及应用日新月异。

在中国众多制造业领域中,工业机器人应用最广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业,并且正在不断地向其他领域拓展,如电子电器行业、机械金属加工行业、橡胶及塑料工业、食品工业、医疗等领域中。

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图1  中国机器人产业市场发展趋势解读

在工业应用场景中,焊接机器人、磨抛加工机器人、焊接机器人、激光加工机器人、喷涂机器人、搬运机器人、真空机器人等工业机器人都已被大量采用。

我们知道,各个制造商的车间工厂需要依靠机器人和自动化系统来增加复杂制造工序的灵活性,同时还需要达到降本增效的目标要求,那将会面临业务和技术上的挑战。诸如:如何规划&优化机器人与自动化生产系统?如何直观的模拟仿真真实的制造过程?如何优化制造流程中工时节拍和工艺序列?有哪些科学有效的数据和报告支撑工业机器人规划可行性研究?传统企业往往会花费巨资购买机器人进行现场工艺试验,不仅试验样品经常会遭到损坏,制造工艺流程也会耗时耗力,资源浪费和不平衡时常发生。因此,我们必须寻找新的方法来实现制造商降本增效的目标。

“数字化双胞胎”是一种拟人化的说法。“数字化双胞胎”分指现实世界以及利用数字化技术营造的与现实世界对称的数字化镜像。我们可以基于“数字化双胞胎”构建虚拟机器人自动化生产场景,基于虚拟仿真平台我们可以进行自动化生产单元的设计&仿真、产线规划&布局验证、机器人离线编程应用、机器人路径规划与优化、机器人能耗分析与六轴关节运动实时监控等等技术应用。

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图2   基于数字化双胞胎机器人仿真技术应用

机器人学与自动化规划解决方案不仅能够执行各种机器人仿真任务,而且还能构造由基于事件功能驱动的仿真。通过使用这些功能,企业能够对制造系统进行仿真、验证和虚拟试生产,从而大幅缩短新产品的上市时间。

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图3  机器人仿真应用业务场景

机器人学与自动化规划通过以下几个方面为企业提供这些收益:

能够解释一个混合模型生产设施中的产品与过程变差

通过采用一种装置驱动的技术来进行彻底的系统级评估,提高准确性

持续运行仿真,优化系统,包括准确的周期时间分析和机床配置,如机器人干涉区

在一个虚拟环境中进行制造试生产,减少在车间进行的调试数量和时间

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图4  工业机器人虚拟试生产应用技术架构

总之,借助数字化双胞胎的工业机器人解决方案,您可以在更短的时间内规划和验证工业机器人在更高质量的更复杂的工业领域里的应用,并可以通过双胞胎的虚实连接,数据的不断迭代,模型的不断优化,进而获得最优的解决方案。