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Kane 利用 GRIT 視覺系統(tǒng)提高了協(xié)作機(jī)器人效率

2024-02-05 08:58 性質(zhì):原創(chuàng) 作者:Mulan 來源:AGV
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美國凱恩機(jī)器人公司(Kane Robotics Inc.)表示,該公司已將人工智能與視覺傳感器相結(jié)合,使其協(xié)作機(jī)器人能夠自動(dòng)跟蹤并高精度、高速度地打磨焊縫。該公司表示,其 GRIT 視覺系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)視覺...

美國凱恩機(jī)器人公司(Kane Robotics Inc.)表示,該公司已將人工智能與視覺傳感器相結(jié)合,使其協(xié)作機(jī)器人能夠自動(dòng)跟蹤并高精度、高速度地打磨焊縫。該公司表示,其 GRIT 視覺系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用于 GRIT 協(xié)作機(jī)器人,以完成制造過程中的打磨、磨削和拋光等材料清除任務(wù)。

凱恩機(jī)器人公司在一份新聞稿中表示,GRIT機(jī)器人將于2023年推出,與人類一起為任何規(guī)模和類型的制造商執(zhí)行勞動(dòng)密集型精加工任務(wù)。這家總部位于德克薩斯州奧斯汀的公司解釋說,雖然該機(jī)器人最初是為航空航天工業(yè)的材料去除而設(shè)計(jì)的,但也可配置用于金屬加工、木工和其他類型的制造。

Kane Robotics 援引了 Paul Mueller 公司的案例,該公司尋求一種更高效的方法來打磨大型鋼罐上的焊縫。這家總部位于美國密蘇里州斯普林菲爾德的不銹鋼設(shè)備制造商還希望減少與疲勞相關(guān)的傷害,改善工作條件。

凱恩機(jī)器人公司表示,GRIT 視覺系統(tǒng)展示了其在實(shí)時(shí)物體檢測和自適應(yīng)重新校準(zhǔn)方面的技能,使 Paul Mueller 能夠打磨不同尺寸的儲(chǔ)罐外殼和各種類型的焊縫。

工程師講解 GRIT 視覺系統(tǒng)

Arlo Caine 博士是凱恩機(jī)器人公司的顧問工程師,也是公司顧問委員會(huì)的成員,幫助設(shè)計(jì)了 GRIT 視覺系統(tǒng)。他是機(jī)器人編程、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、協(xié)作機(jī)器人技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺方面的專家。

Caine 還是美國加州州立理工大學(xué)波莫納分校數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)系教授、數(shù)學(xué)與科學(xué)卓越教學(xué)中心副主席兼教員。他回答了 GRIT 視覺系統(tǒng)的以下問題。

在過去幾年中,我們看到很多人對(duì)將機(jī)器視覺和協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用到焊接和精加工領(lǐng)域很感興趣。凱恩機(jī)器人公司的方法與其他公司有何不同?

凱恩:GRIT 視覺系統(tǒng)包括一個(gè)與凱恩機(jī)器人手臂和專有人工智能軟件集成的攝像頭。人工智能利用攝像頭的圖像進(jìn)行 "思考",引導(dǎo)機(jī)器人沿著焊縫前進(jìn)。當(dāng)焊縫不完美時(shí),人工智能的自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)跟蹤不平整的圖案,并相應(yīng)地調(diào)整機(jī)械臂的方向。

在安裝之前,凱恩工程師會(huì)教人工智能識(shí)別各種焊縫。通過軟件更新,視覺系統(tǒng)學(xué)會(huì)了檢測焊縫的變化并提高打磨精度。

這一點(diǎn)與其他 cobot 焊接系統(tǒng)不同,因?yàn)閯P恩人工智能視覺系統(tǒng)能 "看到 "打磨工具要遵循的路徑,甚至在焊縫消失時(shí)也是如此。大多數(shù)視覺系統(tǒng)都能看到物體并做出反應(yīng),但這些物體不會(huì)消失,焊縫也是如此。

Kane 的視覺系統(tǒng)克服了這一問題,它學(xué)習(xí)每個(gè)特定焊縫打磨過程的各個(gè)階段,這樣 cobot 就能識(shí)別何時(shí)繼續(xù)或停止打磨。這在 cobot 領(lǐng)域是前所未有的。

GRIT 機(jī)器人如何知道工作何時(shí)完成?

凱恩:cobot機(jī)器人承擔(dān)著固定打磨機(jī)的枯燥而又骯臟的工作,視覺系統(tǒng)則負(fù)責(zé)長時(shí)間跟蹤大面積接縫的單調(diào)工作。但是,人類操作員仍然要選擇給定磨料的力度、沿著接縫移動(dòng)的速度,以及要經(jīng)過多少道工序才能達(dá)到要求的光潔度。打磨工作何時(shí) "完成 "由人工操作員做出最終判斷。

對(duì)于不同的客戶和不同的應(yīng)用,"完成 "的含義是不同的。對(duì)于凱恩公司的客戶 Paul Mueller Co. 而言,其應(yīng)用范圍非常廣泛且多樣,因此完全教授 GRIT 超出了競標(biāo)范圍。

凱恩教導(dǎo)系統(tǒng)完成所需的基本工作,并將管理工作留給人工操作員。這與凱恩的理念不謀而合,即簡單化和自動(dòng)化,只有最關(guān)鍵的部分才能幫助人類更好地完成工作。

凱恩 cobot 讓人類參與其中

雖然很多人認(rèn)為自動(dòng)化就是機(jī)器人完全取代人類工人,但為什么人類在這些制造任務(wù)中 "不可或缺 "呢?

凱恩視覺系統(tǒng)利用機(jī)器學(xué)習(xí)來近乎實(shí)時(shí)地糾正機(jī)器人的動(dòng)作。但是,制造出來的零件很少能完全復(fù)制完美的 CAD 模型和精確的機(jī)器人動(dòng)作,因此仍然需要人的判斷。人類操作員最終將決定如何以最佳方式打磨焊縫。

人類操作員決定如何定位工具、使用何種磨料,以及何時(shí)達(dá)到精加工規(guī)格。GRIT 視覺系統(tǒng)控制 cobot 后,實(shí)時(shí)定制界面可讓人類操作員根據(jù)需要進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整。

需要強(qiáng)調(diào)的是,我們的系統(tǒng)是真正的協(xié)作式系統(tǒng)。cobot 完成單調(diào)乏味的工作,而熟練的操作員則對(duì)成品進(jìn)行加工。

您只使用 FANUC 的 CRX-10iA/L 機(jī)器人手臂嗎?是否需要額外的集成?

凱恩:視覺系統(tǒng)的基本操作如下:

視覺系統(tǒng)檢測焊縫

引導(dǎo)算法計(jì)算機(jī)器人的動(dòng)作,以跟蹤焊縫,以及實(shí)時(shí)控制程序向機(jī)器人控制器發(fā)出指令,使機(jī)械臂快速做出反應(yīng)。操作 1 和操作 2 與機(jī)器人無關(guān)。凱恩只針對(duì)所有 FANUC CRX 類型(而不僅僅是 CRX-10iA/l)實(shí)施了操作 3。我們正在為 Universal Robots 的機(jī)械臂開發(fā)第 3 部分。

每個(gè)項(xiàng)目都將根據(jù)工作需要進(jìn)行不同的集成,無論是不同尺寸或樣式的磨床,還是不同的研磨介質(zhì)。

Paul Mueller 項(xiàng)目集成了一臺(tái) 2HP 氣動(dòng)砂帶磨削機(jī)。該工具可配置不同的接觸臂和砂輪,以使用各種不同的砂帶(1 到 2 英寸寬,30 英寸長),砂帶的質(zhì)量也不同,從粗到細(xì)再到混合。

凱恩的人工智能程序非常強(qiáng)大,足以適應(yīng)使用同一視覺系統(tǒng)的各種工具。

人工智能學(xué)習(xí)焊接過程

您能更詳細(xì)地描述一下人工智能是如何幫助檢測物體和理解消失的焊縫的嗎?

凱恩:凱恩專有的人工智能軟件可根據(jù) GRIT 視覺系統(tǒng)攝像頭每秒拍攝的幾十幀圖像,從周圍材料中識(shí)別出焊縫。人工智能使用實(shí)時(shí)物體檢測模型來直觀地識(shí)別焊縫。

視覺系統(tǒng)可以學(xué)習(xí)特定焊接打磨過程的各個(gè)階段,因此 cobot 可以識(shí)別何時(shí)停止或繼續(xù)打磨。隨著凱恩從客戶那里收集到更多關(guān)于焊接打磨 "直至完成 "的所有不同階段的數(shù)據(jù),這項(xiàng)功能仍在開發(fā)中。

在指定工作的每個(gè)階段,人工智能每秒都會(huì)做出許多微小的決定,以完成指定的任務(wù),但它還不具備對(duì)這些任務(wù)進(jìn)行排序或負(fù)責(zé)質(zhì)量控制的執(zhí)行權(quán)......。

凱恩機(jī)器人公司是否與Paul Mueller 公司合作開發(fā) GRIT 系統(tǒng)?

凱恩:是的,我們與Paul Mueller公司合作開發(fā),并與他們的團(tuán)隊(duì)首次在商業(yè)應(yīng)用中使用了GRIT視覺系統(tǒng)及其專有的人工智能。

保羅-穆勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)能夠?qū)π庐a(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估,并提出調(diào)整和改進(jìn)建議。在測試和使用該系統(tǒng)的過程中,他們不斷向我們反饋數(shù)據(jù),這也讓 GRIT 進(jìn)一步了解了成品應(yīng)該是什么樣子。

您收到了哪些反饋,又是如何處理的?

凱恩:Paul Mueller 對(duì) GRIT 視覺系統(tǒng)的焊接打磨效果很滿意。他們?nèi)栽跍y試和培訓(xùn)階段,但對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、人工智能界面的直觀性和整體性能表示滿意。

Paul Mueller建議凱恩在人工智能界面中加入一個(gè)選項(xiàng),讓操作員在打磨前后指定提升距離,從而提高系統(tǒng)繞過從罐體表面延伸出來的障礙物(如管件、吊耳、人孔等)進(jìn)行打磨的能力。

Paul Mueller還希望有一個(gè)功能更強(qiáng)大的工具,能轉(zhuǎn)動(dòng)更大范圍的砂帶,以適用于更大和更小的接縫。由于 CRX-10iA/l 的有效載荷有限,我們選擇了 2HP 砂帶磨削機(jī),以獲得與重量相當(dāng)?shù)淖畲蠊β省?/p>

在設(shè)計(jì)過程中,我們與保羅-穆勒公司的首席磨削技師進(jìn)行了會(huì)談,以確保我們的工具設(shè)計(jì)足夠堅(jiān)固,能夠執(zhí)行他們的工藝。因此,我們打造的系統(tǒng)讓他們的操作員覺得非常有用,操作起來也很直觀。

凱恩為焊接以外的應(yīng)用提供 GRIT 視覺系統(tǒng)對(duì)于人工智能視覺的未來應(yīng)用,你們下一步是否有計(jì)劃與特定的合作伙伴或任務(wù)合作?

凱恩:對(duì)于機(jī)器人視覺系統(tǒng)來說,焊接打磨是一個(gè)令人興奮的新領(lǐng)域。凱恩已準(zhǔn)備好與焊工和制造團(tuán)隊(duì)合作,采用 GRIT 視覺系統(tǒng)對(duì)多個(gè)行業(yè)的所有類型焊縫進(jìn)行打磨。

但 GRIT 視覺系統(tǒng)不僅適用于焊縫打磨,我們還計(jì)劃將其用于各行各業(yè)的其他類型操作,包括打磨航空航天裝配中的復(fù)合材料部件、拋光汽車制造中的金屬件、打磨家具制造和相關(guān)行業(yè)中的木材,以及其他材料去除應(yīng)用。

江蘇銀田機(jī)電工程有限公司,自2003年創(chuàng)立之日起一直致力于集設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試為一體。多年來一直專業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)、銷售大型光纖激光切割機(jī)、板管一體機(jī)、手持焊接機(jī)、打標(biāo)機(jī)、工業(yè)干燥爐、自動(dòng)化物流輸送線、表面處理涂裝設(shè)備及負(fù)責(zé)川崎機(jī)器人涂裝、自動(dòng)化等系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)、制造、銷售、售后服務(wù)(產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的保養(yǎng)、維護(hù)、維修等)、技術(shù)咨詢等相關(guān)工作。銀田從顧客的角度集成并提供高性能產(chǎn)品,用其豐富的經(jīng)驗(yàn)和卓越的技術(shù),為客戶提供好的服務(wù)。

我公司依托川崎重工的強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)為后盾,為客戶提供優(yōu)化的機(jī)器人自動(dòng)化解決方案,更大限度的提高企業(yè)生產(chǎn)效率,降低制造成本。我公司將本著專業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的態(tài)度來完成每一項(xiàng)工作,充分保證所有產(chǎn)品的品質(zhì)滿足客戶的需求。

銀田全體員工愿以自己的技術(shù)和信譽(yù),與廣大用戶進(jìn)行密切合作,并提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù),我們竭誠歡迎國內(nèi)外客商前來我公司洽談合作!銀田的宗旨:精心制造、全心服務(wù)。

公司的目標(biāo):成為客戶心中的供應(yīng)商。

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