Промислові роботи оточують нас; вони виробляють товари, які ми споживаємо, і транспортні засоби, якими ми керуємо. Багато хто вважає ці технології спрощеними за своєю природою. Зрештою, хоча вони мають унікальну здатність швидко та якісно виробляти продукцію, вони працюють з обмеженим діапазоном рухів. Тож скільки насправді потрібно для програмування промислового робота?

Правда в тому, що хоча промислова робототехніка, безумовно, різниться за рівнем складності, навіть найпростіше застосування промислового робота далеке від функціональності «підключи та працюй». Іншими словами, робота-маніпулятор, який потребує обмеженого руху по осях X, Y та Z для щоденного виконання свого завдання, вимагає більше, ніж просто кілька рядків коду. Оскільки промислова робототехніка стає все більш досконалою, а традиційні фабрики перетворюються на розумні фабрики, обсяг роботи та досвіду, що витрачаються на навчання цих штучних виробників, відповідно зростатиме. Давайте розглянемо кілька способів програмування сучасного робота.

Підвіска для навчання

Термін «робот» може викликати багато різних образів. Хоча широка публіка може порівнювати робота з чимось, що вона бачила у фільмі чи по телевізору, у більшості галузей промисловості робот складається з роботизованої руки, запрограмованої на виконання завдання різної складності з прийнятним рівнем якості.

Іноді ефективність можна виявити під час виробництва, і потрібно внести невеликі зміни в рухи робота. Зупинка виробництва для перепрограмування обладнання була б дорогим і непрактичним заходом; загальноприйнята думка передбачає, що кожну варіацію цих рухів потрібно ретельно програмувати в комп'ютер, рядок за рядком; але це зовсім не так.

Навчальний блок, або його частіше називають навчальним підвісним пультом або навчальним пістолетом, — це міцний промисловий портативний пристрій, який дозволяє оператору керувати роботом у режимі реального часу, вводити логічні команди та записувати інформацію в комп'ютер робота.

Промислові роботи, як правило, працюють зі швидкостями, які є складними для людського ока, але оператор за допомогою навчального підвіски може уповільнити обладнання, щоб він міг відстежувати рухи робота відповідно до змін у процедурі. Цей процес може здатися простим будь-кому, хто коли-небудь користувався контролером відеоігор, але це набагато більше, ніж просто знання того, як вводити дані. Оператор, наприклад, повинен вміти візуалізувати найефективніший шлях, який пройде робот, щоб рухи були суворо обмежені тими, які необхідні. Непотрібні рухи або збільшення часу, якими б незначними вони не здавались, можуть мати хвильовий ефект на виробничі можливості виробничої лінії. З часом неефективний шлях, відображений у роботі, може призвести до значних фінансових втрат для виробника.

Звичайно, швидкість кожного руху також потрібно враховувати, щоб робот міг виконувати рухи суглобів якомога частіше. Ці рухи є більш ефективними з точки зору руху, якщо припустити, що програміст має досвід для їх реалізації. Дійсно, цей тип програмування може здатися простим для того, хто вивчає процес, але насправді його освоєння може зайняти роки. Підвіски-навчальники існують вже багато років і продовжують бути основним елементом у світі робототехнічного програмування.

Офлайн-симуляції

Одним з найбільших ризиків програмування промислового робота на заводському цеху є пов'язаний з цим простой. Програміст повинен взаємодіяти з машиною, вносити зміни до коду та тестувати рух обладнання в контексті виробництва, перш ніж операції зможуть відновитися. На щастя, програмне забезпечення для офлайн-моделювання може бути використане для приблизного визначення будь-яких змін коду, які оператор має намір внести, помилки можна виправити до запуску оновлення програмування, і все це без зупинки операцій. Немає жодних фінансових недоліків у запуску офлайн-моделювання та жодної небезпеки для оператора, оскільки симуляції можна запускати на ПК, розташованому поза заводським цехом.

Існує багато різних типів програм, що пропонують можливості офлайн-моделювання, але принцип той самий: створення віртуального середовища, що відображає виробничий процес, та програмування рухів за допомогою складної 3D-моделі.

Слід зазначити, що жодна програма не є одразу кращою за будь-яку іншу, але якась може бути кращою залежно від складності застосування. Привабливість цього типу програмування полягає в тому, що він дозволяє програмісту не лише програмувати рухи роботів, але й реалізовувати та переглядати результати функції виявлення зіткнень та близьких промахів, а також записувати час циклу.

Оскільки програма створюється незалежно від пристрою на зовнішньому комп'ютері (а не вручну, як у випадку з навчальним підвісним контролером), це дозволяє виробникам отримувати вигоду від коротких серій виробництва, маючи можливість швидко автоматизувати процес, не перешкоджаючи нормальній роботі.

Хоча навчання програмуванню підвісних пристроїв пропонує дуже тонкий підхід до роботизованих налаштувань на заводському цеху, можливо, є більша перевага в можливості запускати оновлення програмування в тестовому середовищі перед оновленням коду на фізичному обладнанні.

Програмування шляхом демонстрації

Цей метод загалом схожий на процес використання навчального пульта. Наприклад, як і у випадку з навчальним пультом, оператор має можливість «показати» роботу з високим ступенем точності серію нових рухів і зберегти цю інформацію в комп'ютері робота. Однак є кілька переваг, які відрізняють ці два методи. Наприклад, навчальний пульт — це складний портативний пристрій, який містить багато різних елементів керування та функцій. Програмування шляхом демонстрації зазвичай вимагає від оператора керування роботизованою рукою за допомогою джойстика (а не клавіатури). Це значно спрощує та пришвидшує процес програмування — дві речі, які призводять до зменшення часу простою.

Цей тип робототехнічного програмування також потребує менше часу для того, щоб оператор став кваліфікованим, оскільки саме завдання програмується майже так само, як його виконував би оператор-людина.

Майбутнє робототехнічного програмування

Усі ці методи програмування мають своє місце у світі промислової робототехніки, але жоден з них не є ідеальним. По-своєму, розробка та впровадження кожного з них можуть перешкоджати виробництву та збільшувати витрати виробника. Знадобиться час, щоб навчити робота виконувати завдання. У багатьох випадках навички оператора або техніка можуть значно відрізнятися від одного застосування до іншого.

Однак уявіть, що промисловому роботу потрібно лише «бачити», як виконується завдання, щоб виконувати його бездоганно знову і знову. Вартість і час, пов'язані з програмуванням промислової робототехніки, значно зменшилися б.

Якщо це здається надто гарним, щоб бути правдою, можливо, вам варто уважніше придивитися до індустрії робототехніки; цей тип навчання роботів вже займається розробниками промислових робототехніків. Теорія, що лежить в основі цієї технології, є обґрунтованою: нехай оператор покаже роботу, як виконувати певне завдання, і дозвольте роботу проаналізувати цю інформацію, щоб визначити найефективнішу послідовність рухів, які необхідно виконати для повторення завдання. У міру того, як робот вивчає завдання, він має можливість відкрити нові способи покращення способу його виконання.

Програмування складніших роботів

Оскільки все більше заводів переходять на розумні заводи та встановлюється більше автономного обладнання, завдання, що покладаються на роботів, стають складнішими. Проте, методи, які ми зараз використовуємо для програмування цих роботів, будуть змушені еволюціонувати. Хоча сучасні методи програмування показують чудові результати, мало хто сумнівається, що штучний інтелект відіграватиме важливу роль у способі навчання роботів.