Teollisuusrobotit ovat kaikkialla ympärillämme; ne tuottavat kuluttamiamme tavaroita ja ajamiamme ajoneuvoja. Monet pitävät näitä teknologioita usein luonteeltaan yksinkertaisina. Loppujen lopuksi, vaikka ne pystyvät ainutlaatuisen hyvin tuottamaan tuotteita nopeasti ja korkealaatuisesti, ne toimivat rajoitetulla liikeradalla. Kuinka paljon teollisuusrobotin ohjelmointiin sitten oikeastaan ​​menee?

Totuus on, että vaikka teollisuusrobotit vaihtelevat monimutkaisuustasoissaan, jopa yksinkertaisin teollisuusrobotin sovellus on kaukana plug and play -toiminnallisuudesta. Toisin sanoen robottikäsivarsi, joka vaatii rajoitetusti liikettä X-, Y- ja Z-akseleilla suorittaakseen tehtävänsä päivittäin, vaatii enemmän kuin vain muutaman rivin koodia. Kun teollisuusrobotiikka kehittyy yhä enemmän ja perinteisiä tehtaita päivitetään älykkäiksi tehtaiksi, näiden keinotekoisten valmistajien kouluttamiseen tarvittava työmäärä ja asiantuntemus kasvavat vastaavasti. Tarkastellaanpa muutamia tapoja, joilla nykyaikaista robottia ohjelmoidaan.

Teach-riipus

Termi ”robotti” voi tuoda mieleen monia erilaisia ​​mielikuvia. Vaikka suuri yleisö saattaa verrata robottia johonkin elokuvassa tai televisiossa näkemäänsä, useimmilla teollisuudenaloilla robotti koostuu robottikäsivarresta, joka on ohjelmoitu suorittamaan eritasoisia tehtäviä hyväksyttävällä laatutasolla.

Joskus tuotannon aikana voidaan havaita tehokkuusetuja, ja robotin liikkeisiin on tehtävä pieniä muutoksia. Tuotannon pysäyttäminen laitteiden uudelleenohjelmointia varten olisi kallis ja epäkäytännöllinen hanke. Yleinen käsitys on, että jokainen näiden liikkeiden muunnelma on ohjelmoitava huolellisesti tietokoneeseen rivi riviltä, ​​mutta tämä ei voisi olla kauempana totuudesta.

Opetuslaatikko, tai yleisemmin opetusriipus tai opetuspistooli, on kestävä teollistettu kädessä pidettävä laite, jonka avulla käyttäjä voi ohjata robottia reaaliajassa ja syöttää logiikkakomentoja ja tallentaa tiedot robotin tietokoneeseen.

Teollisuusrobotit toimivat yleensä nopeuksilla, jotka haastavat ihmissilmän, mutta opetusriipusta käyttävä käyttäjä voi hidastaa laitteita voidakseen suunnitella robotin liikkeet muutoksen mukaan. Tämä prosessi saattaa kuulostaa helpolta kenelle tahansa, joka on joskus käyttänyt videopeliohjainta, mutta siinä on kyse paljon muustakin kuin vain syötteiden syöttämisen osaamisesta. Käyttäjän on esimerkiksi kyettävä visualisoimaan robotin tehokkain reitti, jotta liikkeet rajoittuvat tiukasti välttämättömiin. Tarpeettomat liikkeet tai ajan pidennykset, olivatpa ne kuinka pieniä tahansa, voivat vaikuttaa tuotantolinjan tuotantokykyyn. Ajan kuluessa ekstrapoloituna robotille piirretty tehoton reitti voi aiheuttaa valmistajalle merkittäviä taloudellisia tappioita.

Tietenkin jokaisen liikkeen nopeus on myös otettava huomioon, jotta robotti voi suorittaa nivelliikkeitä mahdollisimman usein. Nämä liikkeet ovat tehokkaampia liikkeen näkökulmasta, olettaen, että ohjelmoijalla on kokemusta niiden toteuttamisesta. Tämäntyyppinen ohjelmointi voi itse asiassa vaikuttaa yksinkertaiselta prosessia tarkkailevalle, mutta itse asiassa sen oppiminen voi viedä vuosia. Opetusriipuksia on ollut olemassa jo vuosia, ja ne ovat edelleen olennainen osa robottiohjelmointia.

Offline-simulaatiot

Yksi suurimmista riskeistä teollisuusrobotin ohjelmoinnissa tehtaan lattialla on siitä johtuva seisokkiaika. Ohjelmoijan on oltava yhteydessä koneeseen, tehtävä muutoksia koodiin ja testattava laitteen liikettä tuotannon kontekstissa ennen kuin toiminta voi jatkua. Onneksi offline-simulointiohjelmistoa voidaan käyttää arvioimaan kaikkia koodimuutoksia, joita käyttäjä aikoo tehdä, virheet voidaan korjata ennen ohjelmointipäivityksen julkaisua ja kaikki tämä ilman toiminnan keskeyttämistä. Offline-simulaatioiden suorittamisesta ei ole taloudellisia haittoja eikä käyttäjälle aiheudu vaaraa, koska simulaatiot voidaan suorittaa tehtaan lattian ulkopuolella sijaitsevalla tietokoneella.

On olemassa monia erityyppisiä ohjelmia, jotka tarjoavat offline-simulointiominaisuuksia, mutta periaate on sama: luodaan valmistusprosessia edustava virtuaaliympäristö ja ohjelmoidaan liikkeet hienostuneen 3D-mallin avulla.

On huomattava, ettei mikään ohjelma ole suoraan parempi kuin mikään muu, mutta yksi voi olla parempi sovelluksen monimutkaisuudesta riippuen. Tämän tyyppisen ohjelmoinnin houkutteleva ominaisuus on se, että se antaa ohjelmoijalle mahdollisuuden paitsi ohjelmoida robotin liikkeitä, myös toteuttaa ja tarkastella törmäys- ja läheltä piti -tilanteiden havaitsemistoimintoja sekä tallentaa sykliaikoja.

Koska ohjelma luodaan laitteesta riippumatta ulkoisella tietokoneella (eikä manuaalisesti, kuten opetusriipuslaitteen tapauksessa), se antaa valmistajille mahdollisuuden hyötyä lyhytaikaisesta tuotannosta automatisoimalla prosessin nopeasti estämättä normaalia toimintaa.

Vaikka riippuohjausohjelmoinnin opettaminen tarjoaa hyvin vivahteikkaan lähestymistavan robotiikan säätöihin tehdaslattialla, on luultavasti suurempi hyöty siinä, että ohjelmointipäivityksiä voidaan suorittaa testiympäristössä ennen koodin päivittämistä fyysisessä laitteessa.

Ohjelmointi demonstraation avulla

Tämä menetelmä on pitkälti samanlainen kuin opetusriippupaneelin prosessi. Esimerkiksi, kuten opetusriippupaneelissakin, käyttäjä voi "näyttää" robotille erittäin tarkasti sarjan uusia liikkeitä ja tallentaa tiedot robotin tietokoneeseen. Näiden kahden välillä on kuitenkin muutamia etuja, jotka erottavat ne toisistaan. Esimerkiksi opetusriippupaneeli on hienostunut kädessä pidettävä laite, jossa on paljon erilaisia ​​ohjaimia ja toimintoja. Ohjelmointi demonstraation avulla edellyttää yleensä, että käyttäjä ohjaa robottikäsivartta joystickin avulla (näppäimistön sijaan). Tämä tekee ohjelmointiprosessista paljon yksinkertaisemman ja nopeamman – kaksi asiaa, jotka vähentävät seisokkiaikaa.

Tämän tyyppinen robottiohjelmointi vie myös käyttäjältä vähemmän aikaa tulla taitavaksi, koska itse tehtävä ohjelmoidaan paljolti samalla tavalla kuin ihminen suorittaisi sen.

Robottiohjelmoinnin tulevaisuus

Kaikilla näillä ohjelmointimenetelmillä on paikkansa teollisuusrobotiikan maailmassa, mutta mikään niistä ei ole täydellinen. Omalla tavallaan kunkin kehittäminen ja käyttöönotto voivat haitata tuotantoa ja lisätä valmistajan kustannuksia. Robotin opettaminen tehtävän suorittamiseen vie aikaa. Monissa tapauksissa käyttäjän tai teknikon taidot voivat vaihdella suuresti sovelluksesta toiseen.

Kuvittele kuitenkin, että teollisuusrobotin tarvitsisi vain "nähdä" tehtävän valmistuvan voidakseen suorittaa sen virheettömästi yhä uudelleen ja uudelleen. Teollisuusrobotiikan ohjelmointiin liittyvät kustannukset ja aika vähenisivät valtavasti.

Jos se vaikuttaa liian hyvältä ollakseen totta, kannattaa ehkä tutustua robotiikkateollisuuteen lähemmin; tällainen robottikoulutus on jo teollisuusrobottien suunnittelijoiden mielessä. Teknologian taustalla oleva teoria on järkevä: pyydä käyttäjää näyttämään robotille, miten tietty tehtävä suoritetaan, ja anna robotin analysoida nämä tiedot määrittääkseen tehokkaimman liikesarjan, joka on suoritettava tehtävän toistamiseksi. Kun robotti oppii tehtävän, sillä on mahdollisuus löytää uusia tapoja parantaa tehtävän suorittamistapaa.

Monimutkaisempien robottien ohjelmointi

Kun yhä useammat tehtaat siirtyvät älykkäisiin tehtaisiin ja asennetaan enemmän autonomisia laitteita, roboteille annettavat tehtävät monimutkaistuvat. Tästä huolimatta näiden robottien ohjelmointiin tällä hetkellä käyttämämme menetelmät joutuvat kehittymään. Vaikka nykyiset ohjelmointitoiminnot toimivat ihailtavasti, ei ole epäilystäkään siitä, etteikö tekoälyllä olisi tärkeä rooli robottien oppimisessa.