從1920年，'Robot'這個(gè)詞被捷克斯洛伐克作家薩佩克創(chuàng)造出來，到現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展了已百年歷史，從最初的單純用于搬運(yùn)的工業(yè)機(jī)器人，到第二代具有視覺傳感器以及信息處理技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人，再到目前正在研究的'智能機(jī)器人'，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用日新月異。
在中國(guó)眾多制造業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是汽車及汽車零部件制造業(yè)，并且正在不斷地向其他領(lǐng)域拓展，如電子電器行業(yè)、機(jī)械金屬加工行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域中。
圖1??中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)解讀
在工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，焊接機(jī)器人、磨拋加工機(jī)器人、焊接機(jī)器人、激光加工機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、真空機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。
我們知道，各個(gè)制造商的車間工廠需要依靠機(jī)器人和自動(dòng)化系統(tǒng)來增加復(fù)雜制造工序的靈活性，同時(shí)還需要達(dá)到降本增效的目標(biāo)要求，那將會(huì)面臨業(yè)務(wù)和技術(shù)上的挑戰(zhàn)。諸如：如何規(guī)劃&優(yōu)化機(jī)器人與自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)？如何直觀的模擬仿真真實(shí)的制造過程？如何優(yōu)化制造流程中工時(shí)節(jié)拍和工藝序列？有哪些科學(xué)有效的數(shù)據(jù)和報(bào)告支撐工業(yè)機(jī)器人規(guī)劃可行性研究？傳統(tǒng)企業(yè)往往會(huì)花費(fèi)巨資購買機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，不僅試驗(yàn)樣品經(jīng)常會(huì)遭到損壞，制造工藝流程也會(huì)耗時(shí)耗力，資源浪費(fèi)和不平衡時(shí)常發(fā)生。因此，我們必須尋找新的方法來實(shí)現(xiàn)制造商降本增效的目標(biāo)。
“數(shù)字化雙胞胎”是一種擬人化的說法。“數(shù)字化雙胞胎”分指現(xiàn)實(shí)世界以及利用數(shù)字化技術(shù)營(yíng)造的與現(xiàn)實(shí)世界對(duì)稱的數(shù)字化鏡像。我們可以基于“數(shù)字化雙胞胎”構(gòu)建虛擬機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)場(chǎng)景，基于虛擬仿真平臺(tái)我們可以進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)單元的設(shè)計(jì)&仿真、產(chǎn)線規(guī)劃&布局驗(yàn)證、機(jī)器人離線編程應(yīng)用、機(jī)器人路徑規(guī)劃與優(yōu)化、機(jī)器人能耗分析與六軸關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控等等技術(shù)應(yīng)用。
圖2 ??基于數(shù)字化雙胞胎機(jī)器人仿真技術(shù)應(yīng)用
機(jī)器人學(xué)與自動(dòng)化規(guī)劃解決方案不僅能夠執(zhí)行各種機(jī)器人仿真任務(wù)，而且還能構(gòu)造由基于事件功能驅(qū)動(dòng)的仿真。通過使用這些功能，企業(yè)能夠?qū)χ圃煜到y(tǒng)進(jìn)行仿真、驗(yàn)證和虛擬試生產(chǎn)，從而大幅縮短新產(chǎn)品的上市時(shí)間。
圖3 ?機(jī)器人仿真應(yīng)用業(yè)務(wù)場(chǎng)景
機(jī)器人學(xué)與自動(dòng)化規(guī)劃通過以下幾個(gè)方面為企業(yè)提供這些收益：
能夠解釋一個(gè)混合模型生產(chǎn)設(shè)施中的產(chǎn)品與過程變差
通過采用一種裝置驅(qū)動(dòng)的技術(shù)來進(jìn)行徹底的系統(tǒng)級(jí)評(píng)估，提高準(zhǔn)確性
持續(xù)運(yùn)行仿真，優(yōu)化系統(tǒng)，包括準(zhǔn)確的周期時(shí)間分析和機(jī)床配置，如機(jī)器人干涉區(qū)
在一個(gè)虛擬環(huán)境中進(jìn)行制造試生產(chǎn)，減少在車間進(jìn)行的調(diào)試數(shù)量和時(shí)間
圖4 ?工業(yè)機(jī)器人虛擬試生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)
總之，借助數(shù)字化雙胞胎的工業(yè)機(jī)器人解決方案，您可以在更短的時(shí)間內(nèi)規(guī)劃和驗(yàn)證工業(yè)機(jī)器人在更高質(zhì)量的更復(fù)雜的工業(yè)領(lǐng)域里的應(yīng)用，并可以通過雙胞胎的虛實(shí)連接，數(shù)據(jù)的不斷迭代，模型的不斷優(yōu)化，進(jìn)而獲得最優(yōu)的解決方案。