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Realtime Robotics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，” Realtime 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，Realtime Robotics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。

舍弗勒是一家位于德国荷索金劳勒市的企业集团，专攻运动和移动解决方案，生产用于汽车动力总成和底盘系统的精密部件和系统，以及用于其他运输（包括航天飞机）和工业应用的滚动和滑动轴承产品。作为一家全球性汽车和工业产品供应商，舍弗勒集团75年来始终秉承开拓创新精神，致力于推动交通出行和工业制造领域的创新与发展。依托在电驱动、低碳驱动、工业4.0、数字化和可再生能源领域提供创新型技术、产品和服务，舍弗勒集团致力于成为值得信赖的合作伙伴，让交通出行和工业制造更高效、更智能、更可持续。

2022年，舍弗勒集团全年实现销售额158亿欧元，按固定汇率增长9.4%，超过预期目标。得益于市场需求增加带来的销量增长，舍弗勒集团汽车科技事业部实现销售额95亿欧元，按固定汇率增长7.7%，高于全球乘用车和轻型商用车产量增幅1.5个百分点。在业务板块方面，电驱动和底盘系统业务增长尤其显著。

2022年，集团汽车科技事业部新增123亿欧元订单，其中50亿欧元来自于电驱动业务。在集团四大区域中，受外部环境带来的巨大影响，大中华区汽车业务微幅下降1.4%。

2022年，舍弗勒集团汽车售后事业部实现销售额20.38亿欧元，按固定汇率较上一年增长7%。集团四大区域均实现增长，其中大中华区汽车售后业务增长6.7%。

2022年，舍弗勒集团工业事业部继续保持销售额和盈利双增长，全年实现销售额42.71亿欧元，按固定汇率增长14.7%。欧洲区、经销商及工业自动化业务的销量增加是这一增长的主要驱动力。集团四大区域均实现增长，其中大中华区工业业务增长8.8%，主要得益于原材料和工业自动化业务的销量增长。2022年，对Melior Motion、伊维莱、CERASPIN公司的收购，进一步增强了工业业务的技术实力和业务发展。

来源：荣格-《国际金属加工商情》

原创声明：
本站所有原创内容未经允许，禁止任何网站、微信公众号等平台等机构转载、摘抄，否则荣格工业传媒保留追责权利。任何此前未经允许，已经转载本站原创文章的平台，请立即删除相关文章。