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視比特機(jī)器人：最聰明的桁架控制器——SpeedTruss正式發(fā)布

2023/4/17 9:44:29

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導(dǎo)語

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）來控制桁架，僅能實(shí)現(xiàn)簡單場景下的桁架運(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、成本高、調(diào)試難，無法實(shí)現(xiàn)快速交付。

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針對以上亟待解決的難點(diǎn)，視比特機(jī)器人推出了國內(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)效率的提升帶來質(zhì)的飛躍。

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SpeedTruss vs 傳統(tǒng)PLC

PLC在控制桁架柔性作業(yè)時(shí)遇到的挑戰(zhàn)

1）在面對動(dòng)態(tài)任務(wù)（如多SKU物品分揀）或場景變化（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)試來適配現(xiàn)場需求，開發(fā)及調(diào)試周期長、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）等問題，從而影響生產(chǎn)效率，需人為編寫復(fù)雜的程序來調(diào)整。

3）桁架控制過程缺乏直觀的可視化工具，操作及調(diào)試難度大。

SpeedTruss全解讀

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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任務(wù)指令接口（如將某臺桁架臂移動(dòng)到目標(biāo)位置K），即可實(shí)現(xiàn)對桁架機(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)桁架臂高效無碰協(xié)同運(yùn)動(dòng)，有效提升生產(chǎn)效率。

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多臂共軸桁架機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制簡圖

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△ 電氣連接關(guān)系

最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，無需人為示教

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)混合場景的桁架運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃。

·針對動(dòng)態(tài)任務(wù)場景，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)干涉問題，保障設(shè)備安全作業(yè)。

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動(dòng)態(tài)任務(wù)下調(diào)整零件姿態(tài)

針對多臂協(xié)同作業(yè)場景，自研多機(jī)無碰路徑規(guī)劃與協(xié)調(diào)算法，通過精確計(jì)算桁架機(jī)器人各個(gè)臂的無碰運(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)。

微信圖片_20230417094752.gif 雙臂桁架場景主動(dòng)避讓障礙物

在線優(yōu)化任務(wù)分配，整體效率提升20%~35%

在多任務(wù)場景下，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%。

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左為在線優(yōu)化任務(wù)分配后，右為未優(yōu)化時(shí)

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、操作簡便等優(yōu)勢在重工、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)工廠智能化升級以及降本增效。

在重工制造業(yè)鋼板切割件分揀場景，來料零件重且規(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)以及多臂無碰協(xié)同作業(yè)的控制。國內(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)無碰、高效作業(yè)，輕松完成了上萬種鋼板切割件的柔性揀選。

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在物流行業(yè)，大尺寸輕型板材物料的運(yùn)輸與分揀一般需由桁架機(jī)器人完成，其難點(diǎn)在于大跨距、輕量化作業(yè)環(huán)境下桁架運(yùn)動(dòng)速度與穩(wěn)定性的平衡。某知名物流系統(tǒng)集成商櫥柜板材分揀項(xiàng)目采用SpeedTruss智能桁架控制器，自動(dòng)控制雙臂桁架機(jī)器人執(zhí)行揀選、差數(shù)配板（反揀）、余料回庫等任務(wù)，在多任務(wù)類型混合場景、物料尺寸變化場景適應(yīng)性強(qiáng)，全自動(dòng)、精準(zhǔn)、快速地完成了櫥柜板材、墊板海量SKU的分揀與碼垛。

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