Сегодня перед производством стоят три большие проблемы: все меньше людей хотят работать на заводах, нормы безопасности ужесточаются с каждым годом, а компаниям требуется более высокая производительность без ущерба для прибыли. Звучит как невозможный компромисс? Так бы оно и было, если бы не растущая распространенность человекоподобных роботов на производстве.
Совместная работа человека и робота - это решение трех больших проблем. Роботы способны выполнять опасные и повторяющиеся виды работ без напряжения и несогласованности, в то время как люди принимают макрорешения и осуществляют окончательный контроль качества. Это делает рабочие места безопасными и повышает производительность труда.
Мы обсудим, что такое взаимодействие человека и робота, какие модели следует рассматривать для ваших факторов и какова роль Обработка на станках с ЧПУ на Оборудование Yijin при производстве гуманоидных роботов. Давайте погрузимся в самую суть этой дискуссии.
Основные выводы
- Гуманоидные роботы обеспечивают безопасное и эффективное взаимодействие человека и робота на производстве, выполняя повторяющиеся и опасные задачи, в то время как человек следит за качеством и принимает решения.
- Передовые технологии искусственного интеллекта и машинного обучения позволяют роботам-гуманоидам обучаться задачам с помощью демонстрации, адаптироваться к изменениям деталей и выполнять высокоточные операции, такие как обработка с ЧПУ.
- Цифровые двойники и услуги профессиональной интеграции сокращают время развертывания, обеспечивают соответствие требованиям безопасности и оптимизируют работу предприятия в среде Industry 5.0.
Что такое совместная работа человека и робота в производстве?
Совместная работа человекоподобных роботов - это совместная работа людей и роботов на одной промышленной территории. В то время как современные промышленные роботы отделены от людей ограждениями, чтобы обезопасить их от мощных роботов, человекоподобные роботы не ограничены таким образом. В этой системе человеческое мышление сочетается с силой и точностью движений роботов.
Коллаборативные роботы, часто называемые коботами, безопасно работают рядом с людьми. Они могут определить, когда человек подходит к ним слишком близко. Это помогает фабрикам производить гораздо больше продукции, обеспечивая безопасность работников.
В чем разница между традиционными и совместными роботами?
Старые промышленные роботы остаются за защитными стенами, потому что они двигаются слишком быстро и сильно для людей. Коботы используют специальные датчики, которые чувствуют, когда рядом находятся люди, и немедленно останавливаются.
Коллаборативные роботы являются частью Индустрии 5.0 и ставят человека на первое место в производстве, а не заменяют его. Этот новый способ ориентирован на длительное производство, в котором искусственный интеллект сочетается с творческим подходом и ловкостью человека.
Согласно Market.us ScoopВ 2022 году объем рынка коллаборативных роботов составил около $815,4 млн единиц. По прогнозам, к 2025 году объем продаж достигнет 735 000 единиц.
Каковы основные технологии, обеспечивающие совместную работу человека и робота?
- Большие языковые модели позволяют работникам разговаривать с роботами на повседневном языке
- Нейронные сети помогают роботам понимать, что они видят, слышат и чувствуют
- Умные рассуждения помогают роботам понять, что хотят сделать люди
- Цифровые программы-близнецы создают компьютерные копии для тестирования и улучшения работы роботов
Как совместные роботы преобразуют операции обработки с ЧПУ?
Совместные роботы обеспечивают непрерывную работу ЧПУ, выполняя загрузку, выгрузку материалов и передачу деталей между операциями. Станки с ЧПУ работают без управления во время перерывов, смен и ночных периодов, сохраняя постоянное время цикла.
Машинное обслуживание
Обслуживание станков представляет собой наиболее ценное применение коботов в системах ЧПУ. Роботы обрабатывают детали весом до 35 кг с точностью позиционирования в пределах 0,1 мм. Датчики усилия предотвращают повреждение хрупких деталей или дорогостоящей оснастки во время манипуляций.
Передовые системы захвата включают в себя:
- Вакуумные концевые эффекторы для плоских листовых материалов
- Магнитные патроны для деталей из черных металлов
- Адаптивные пальцы, повторяющие сложную геометрию
- Захваты с ограничением усилия и контролем давления в реальном времени
Интеграция искусственного интеллекта для адаптивного производства
Нейросетевые модели позволяют роботам обучаться технике манипулирования деталями с помощью демонстрации человеком. Комплексные системы искусственного интеллекта обрабатывают визуальные данные для определения оптимальных точек захвата и ориентации для деталей различной геометрии. Это позволяет отказаться от ручного программирования при внедрении новых деталей.
| Технологический компонент | Возможности | Выгода от внедрения |
|---|---|---|
| Обработка зрения | Распознавание деталей, оценка позы | Сокращение времени программирования на 60% |
| Управление силами | Адаптивный захват, соответствие | Предотвращает повреждение деталей, повышает урожайность |
| Нейронные сети | Обучение на примере демонстрации | Автоматическая обработка вариаций деталей |
| Интеграция цифровых входов/выходов | Синхронизация ЧПУ | Включает режим отключения света |
Какие стандарты безопасности применяются к совместной работе человека и робота?
Стандарт ISO 10218 устанавливает основные требования безопасности для промышленных роботов, включая совместную работу. Этот стандарт определяет четыре режима совместной работы: контролируемая остановка с учетом требований безопасности, ручное управление, контроль скорости и разделения, а также ограничение мощности и силы.
Пределы биомеханической безопасности
Стандарт ISO/TS 15066 устанавливает максимальные контактные силы для различных областей тела. В области головы и шеи контакт ограничивается 65 ньютонами. Руки и кисти допускают до 150 ньютонов до срабатывания аварийной остановки. Эти ограничения гарантируют, что контакт вызывает только кратковременную боль, не приводя к постоянным травмам.
Передовые системы безопасности
Технология Power and Force Limiting (PFL) непрерывно контролирует крутящие моменты в суставах и усилия на концевых эффекторах. Системы безопасности останавливают движение робота в течение 1-3 миллисекунд, когда контактные силы превышают пороговые значения. Такая внутренняя безопасность позволяет отказаться от внешних устройств, таких как световые завесы, во многих приложениях.
Критические компоненты безопасности:
- Безопасные датчики крутящего момента на каждой оси
- Двухканальные контроллеры безопасности с классом SIL 2/PLd
- Цепи аварийного останова с функцией останова категории 0
- Алгоритмы обнаружения столкновений с регулируемой чувствительностью
Требования к соблюдению нормативных требований
Правила OSHA требуют проведения оценки рисков перед внедрением систем совместной работы. Документация должна выявлять опасности, оценивать риски и указывать меры защиты, включая процедуры обучения и обслуживания. Маркировка CE в Европе требует сертификации безопасности и технической документации третьей стороной.
Какие модели гуманоидных роботов изменят производство?
Гуманоидные роботы в производстве позволяют использовать передовые возможности искусственного интеллекта и человекоподобную ловкость в производственных условиях. Эти гуманоидные роботы с искусственным интеллектом объединяют в себе большие языковые модели, компьютерное зрение и нейронные сети для выполнения сложных задач, выходящих за рамки возможностей традиционных коботов.
Гуманоидные платформы нового поколения
Рисунок 02 включает в себя сквозные нейронные сети для обучения реальным задачам. Робот-гуманоид обрабатывает визуальную и тактильную обратную связь, чтобы выполнять вставку листового металла с миллиметровой точностью. Интеграция OpenAI позволяет программировать на естественном языке и изменять задачи с помощью генеративного ИИ.
Argon One специализируется на прецизионном производстве и имеет множество инструментов, включая лазерную гравировку, фрезеровку и 3D-печать. Этот продвинутый гуманоид решает высокоточные задачи, которые не под силу традиционным коботам. Двенадцать сменных инструментальных головок позволяют роботам выполнять широкий спектр задач.
Boston Dynamics Atlas демонстрирует передовую мобильность и манипуляции в сложных условиях. Возможности динамического баланса и паркура позволяют работать в ограниченном пространстве, характерном для производственных помещений и заводских цехов.
Выход компании Tesla на рынок гуманоидов с Optimus представляет собой значительное развитие гуманоидных роботов для автомобильного производства. Элон Маск заявил, что эти роботы могут ускорить производственные процессы и одновременно решить проблему нехватки рабочей силы на производстве.
Возможности искусственного интеллекта в производстве
Современные роботы-гуманоиды разрабатываются на основе моделей, обрабатывающих мультимодальные данные для всестороннего понимания окружающей среды. При разработке гуманоидных роботов основное внимание уделяется системам, оснащенным передовыми датчиками, которые могут адаптироваться к производственным потребностям. Эти системы обучаются с помощью:
- Демонстрационное обучение на примере операторов-людей
- Обучение с подкреплением для оптимизации задач
- Интеграция машинного обучения для естественного общения
- Компьютерное зрение для понимания сцен в реальном времени
| Гуманоидная модель | Интеграция искусственного интеллекта | Первичный потенциал | Применение в производстве |
|---|---|---|---|
| Рисунок 02 | OpenAI, нейронные сети | Обучение на примере демонстрации | Линия сборки, обработка материалов |
| Аргон Один | Управление искусственным интеллектом с помощью нескольких инструментов | Прецизионное производство | Лазерная обработка, фрезерование |
| Атлас | Динамическая мобильность ИИ | Навигация в сложных условиях | Обслуживание объектов, логистика |
| Тесла Оптимус | Нейронные сети | Автомобильное производство | Сборка, контроль качества |
Как цифровые близнецы оптимизируют внедрение роботов?
Технология Digital Twin создает виртуальные производственные среды, в которых моделируется поведение роботов до их физической установки. Программное обеспечение для имитации моделирует кинематику, ограничения рабочего пространства, время цикла и обнаружение столкновений для оптимального программирования и проектирования компоновки при автоматизации производства.
Виртуальный процесс ввода в эксплуатацию
Алгоритмы планирования траектории движения робота оптимизируют последовательность движений для минимизации времени цикла, избегая при этом препятствий. Моделирование позволяет выявить ограничения на сочленения, нестандартные ситуации и помехи, возникающие при работе с приспособлениями или заготовками. Инженеры тестируют несколько сценариев и сравнивают показатели производительности до установки оборудования.
Ключевые возможности моделирования:
- Точное обнаружение столкновений с интеграцией моделей CAD
- Оптимизация времени цикла с помощью алгоритмов планирования движения
- Проверка зоны безопасности и оценка рисков
- Тестирование протоколов связи с помощью виртуальных ПЛК
Преимущества автономного программирования
Автоматическая генерация кода на основе имитационных моделей сокращает время настройки на производственных площадках. Программы, протестированные в виртуальной среде, требуют минимальной модификации для физических роботов. Эта возможность позволяет быстро внедрять новые программы изготовления деталей без остановки производства в гибких производственных системах.
Интеграция с CAD-моделями станков с ЧПУ, приспособлений и заготовок обеспечивает точный анализ досягаемости и оптимизацию рабочего пространства. Виртуальная проверка позволяет избежать дорогостоящих модификаций при внедрении этих роботов.
Какие этапы интеграции необходимы для внедрения робота с ЧПУ?
Установка роботов на станки с ЧПУ требует тщательного планирования и соблюдения техники безопасности. На каждом этапе необходимо соблюдать строгие правила, чтобы обеспечить безопасность работников и нормальную работу станков.
Оценка рисков и документация
Анализ безопасности проводится в соответствии с методологией EN ISO 12100 для оценки уровня риска и определения мер защиты. Документация включает спецификации систем безопасности, требования к обучению операторов и процедуры технического обслуживания для обеспечения соответствия нормативным требованиям в обрабатывающей промышленности.
Необходимая документация:
- Матрицы идентификации опасностей и оценки рисков
- Отчеты о валидации систем безопасности
- Программы обучения операторов и записи о сертификации
- Графики и процедуры профилактического обслуживания
Интеграция системы управления
Для связи между контроллерами роботов и системами ЧПУ используются дискретные сигналы ввода-вывода или промышленные протоколы Ethernet, такие как EtherCAT и PROFINET. Цепи безопасности обеспечивают согласованную работу с надлежащей блокировкой для предотвращения повреждения оборудования в существующих производственных системах.
Программирование включает в себя обработку ошибок для таких распространенных условий, как сбои в обнаружении наличия деталей или таймауты связи. Системы диагностики обеспечивают мониторинг состояния в режиме реального времени и выявление ошибок во всей цепочке поставок.
Продвинутые методологии программирования
Интеграция нейронных сетей: Современные системы включают в себя алгоритмы обучения, которые адаптируются к изменениям деталей без ручного перепрограммирования. Программирование с помощью зрения позволяет автоматически генерировать траекторию на основе распознавания геометрии детали для интеллектуальных гуманоидных роботов.
Объединение мультимодальных датчиков: Интеграция датчиков силы, зрения и приближения обеспечивает всестороннюю осведомленность об окружающей среде. Данные с датчиков поступают в нейронные сети для принятия решений в реальном времени и адаптивного поведения в промышленных и коммерческих условиях.
Будущее гуманоидных роботов в производственном секторе - это автоматизация, управляемая айтишниками, которые могут выполнять задачи на нескольких производственных линиях. Гуманоиды могут произвести революцию на заводах и складах, работая автономно, сохраняя при этом гибкость, которую обеспечивает человеческий труд.
Почему стоит выбрать профессиональные интеграционные услуги?
Интеграция роботов с ЧПУ требует специальных знаний в области стандартов безопасности, систем управления и требований к точности производства. Профессиональные услуги обеспечивают соответствие нормативным требованиям, оптимальную производительность и надежную работу с первого дня в автомобильной промышленности и других отраслях.
Комплексный пакет услуг:
- Полная оценка рисков и документация по технике безопасности
- Разработка и производство концевых эффекторов на заказ
- Интеграция и программирование систем управления
- Программы обучения и сертификации операторов
- Текущее обслуживание и техническая поддержка
Экспертная интеграция сокращает время внедрения с нескольких месяцев до нескольких недель, обеспечивая при этом соответствие требованиям безопасности и оптимальную производительность. Профессиональное программирование включает в себя лучшие практики оптимизации времени цикла и обработки ошибок в производственных процессах.
Волна гуманоидных роботов, выходящих на фабрики, представляет собой будущее робототехники, в котором люди и роботы будут сотрудничать, а не конкурировать. Эта трансформация позволит создать будущее, в котором роботы будут помогать решать производственные задачи, сохраняя при этом творческий потенциал и способность решать проблемы, присущие только людям.
Готовы ли вы преобразовать свои операции с ЧПУ с помощью совместной робототехники?
Yijin Hardware сочетает в себе опыт прецизионной обработки с ЧПУ и передовые решения в области автоматизации. Наша команда инженеров специализируется на совместной интеграции роботов в производственные среды, обеспечивая соблюдение требований безопасности и оптимальную производительность в различных производственных процессах.
Мы предоставляем комплексные решения "под ключ", включая оценку рисков, индивидуальное программирование, разработку систем безопасности и обучение операторов. Интеграция гуманоидных роботов и технологий искусственного интеллекта и робототехники позволяет нашим клиентам добиваться высокой эффективности производства и логистики. Свяжитесь с нашими специалистами по автоматизации сегодня для подробного анализа того, как совместная робототехника может расширить ваши производственные возможности и снизить операционные расходы.
Гуманоидные роботы в производстве Вопросы и ответы
Чем гуманоидные роботы отличаются от традиционных роботов для совместной работы в системах ЧПУ?
В роботах-гуманоидах реализован передовой ИИ, включая большие языковые модели и нейронные сети для обучения сложным задачам и естественного общения. Они предлагают многоинструментальные возможности, такие как лазерная обработка и фрезерование, которые не могут выполнять традиционные коботы. Для программирования двуногих роботов и других продвинутых конфигураций используется демонстрационное обучение, а не традиционные методы обучения.
Какие возможности нейронных сетей позволяют роботам автоматически адаптироваться к новым деталям с ЧПУ?
Сетевые нейронные системы обрабатывают визуальные данные для определения оптимальных точек захвата и последовательности манипуляций для деталей различной геометрии. Системы компьютерного зрения распознают особенности деталей и генерируют планы движений без ручного программирования. Алгоритмы обучения помогают роботам адаптироваться к изменениям деталей благодаря обучению с подкреплением и демонстрации человеком широкого спектра задач.
Как системы безопасности справляются с непредвиденными контактами при выполнении высокоточных операций с ЧПУ?
Датчики усилия непрерывно контролируют силу прикосновения и запускают аварийный останов в течение 1-3 миллисекунд, когда пороговые значения превышают 150 ньютонов. Контроллеры, отвечающие требованиям безопасности, обеспечивают остановку по категории 0, при которой питание отключается одновременно от всех приводов. Операторы должны вручную исследовать и перезапускать системы после событий, связанных с контактами, чтобы обеспечить надлежащие протоколы безопасности в производственной среде.
Вернуться к началу: Человекоподобные роботы в производстве
RU 
EN 
DE