下一代机器人软件

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机器人作为昏暗设备的日子已经过去了。未来充满智能传感器,软件和EOAT。因为它是大脑背后的大脑。傀儡拉绳。逃离无情的单调。没有软件,辉煌的硬件无处不在。

但软件无法单独做到。那些机器人“大脑”是人类能力的延伸。反映我们对可能的愿景。每一代和每个技术飞跃的愿景更加激化。复杂的软件和智能机器人依赖于我们的发展。

在位于俄亥俄州马里恩的Tri-Rivers职业中心,机器人先进制造技术教育合作组织(RAMTEC)的所在地,各年龄段的学生都为他们的未来做准备。未来人们拥有智能机器和连接系统。

RAMTEC工程协调员Ritch Ramey说:“重要的是孩子们开始理解机器人的概念。“未来15至20年,我们将会看到它的扩展可能在使用机器人方面有十倍。他们应该至少知道机器人的基础知识。“

根据国际机器人联合会的统计,全球机器人部署将从2009年的100万台增加到2018年的230万台机器人的两倍以上。为了保持机器人的嗡嗡声和不断发展,我们将需要一个技术熟练的劳动力。需要关闭自动化技能差距的高要求:行动呼吁。

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软件认证


高中学生通过学习如何在虚拟世界中使用机器人编程软件并用工业机器人进行动手来准备工业认证。

(由Tri-Rivers职业中心RAMTEC提供)软件认证
学习如何编程机器人,以及各种软件平台的出入口,是RAMTEC课程的一个组成部分。学生学习如何使用FANUC,安川Motoman和Universal机器人制造的机器人。他们还学习机器人焊接,PLC,液压,气动,CNCs,计算机辅助设计,甚至3D打印,任何出色的工程师或机器人技术人员的必要构建块。

RAMTEC的资深讲师Ramey表示,他们计划在机器人课程中增加机器视觉,因为视觉引导的机器人技术已成为许多工业应用的必需品。随着工业4.0即将到来的工业物联网(IIOT)对智能工厂的概念至关重要,他说,RAMTEC的学生在进入一个不断变化的工业世界时,还需要学习思科平台。

RAMTEC教员有资格在FANUC和安川工业机器人平台上进行教学。他们最近还在Tri-Rivers的课程中添加了通用机器人协作机器人。Ramey希望能够在程序中添加更多类型的协作机器人。

“随着FANUC和Motoman,我们在他们的设施接受了培训,然后他们对教练进行了额外的培训,以证明他们的学生在工业机器人领域,”Ramey解释说。“导师必须经过专业培训,超过行业四天的培训和30小时的电子学习。”

机器人协调员马克·埃丁顿(Mark Edington)在获得地区级荣誉后,被评为全国ACTE年度最佳教师。凭借FANUC和安川平台,Edington在三年前退休,从此培养了近250名学生和许多他的教练。他是2017年全国冠军的五名决赛入围者之一,将于11月公布。

RAMTEC网站,全俄罗斯9个,为学生提供以下证书所需的软件培训:

FANUC HandlingTool操作和编程认证
安川Motoman DX100基本编程认证
认证SOLIDWORKS助理
AutoCAD认证专家
Ramey说:“我们的学生必须完全按照行业人员做的。” “同样的时间,相同的任务,同样的电子学习和相同的测试,以获得他们的证书。”

学生通常是高中毕业生和老年人,如克里斯蒂娜·欧文和布里安娜·普里查德(Brianna Pritchard),学习如何使用FANUC的ROBOGUIDE机器人仿真软件。学生正在将电子学习课程中使用的PC上的软件菜单与FANUC认证教育机器人培训(CERT)购物车中的实际机器人进行比较。这种类型的虚拟和动手训练为学生准备了FANUC认证。

FANUC最近推出了它的Cert Cart的无栏版本。。

“我们教授离线编程,因为这是一个真正的工具,”Ramey说。“你不能只是停止生产线来编程机器人。大部分的编程都是在ROBOGUIDE或者MotoSim(安川模拟软件)的虚拟软件上完成的。“

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动手机器人训练


FANUC和安川每个都有自己的系统语言与机器人控制器固有的。FANUC拥有其TP(教学坠子)编程语言,安川有INFORM。

学生使用示教器来编程机器人来模拟码垛过程。 (由Tri-Rivers职业中心RAMTEC提供)“我不认为机器人编程语言都有优势,”Ramey说。“无论学生首先学习哪一个有点困难,因为这是一个全新的概念。但是,一旦学生学习一种编程语言,他们就能快速地接手下一个程序。“

如图所示,高中初中的维斯利·斯蒂芬斯(Wesley Stillions)使用教学坠子来安排一个安川的Motoman机器人来模拟码垛过程,同学们布里安娜·普里查德,乔丹·布什和杰伊·泰勒观察示威游行。

在RAMTEC中,学生机器人比例通常为2:1或3:1,所以学生可以获得与机器人单元相当的实际操作时间。学生学习焊接和码垛过程,不仅使用移动教育车,而且还使用大型有效载荷机器人。

Ramey解释说:“有了很多学校,他们可能会有10个软件虚拟软件包,也可能是一个工业机器人,所以他们将在虚拟机器人上进行编程。“然后他们把这个程序放在一个吊坠上,然后将其插入机器人并运行。您也可以在计算机上安装虚拟挂件,但真正的培训是(硬件)教导控制所有内容的挂件。

对于资源有限的教育环境,安川提供MotoSIM触摸模拟工具,这是一款基于PC的离线编程环境和机器人仿真工具,为导师和学生提供了一个“真实世界”的虚拟机器人经验,只需购买成本的一小部分工业机器人。

“我们也有虚拟软件,但在我们的工厂,学生主要从事机器人工作,”Ramey说。“一切都在一个教导的吊坠上。”

机器人编程愿望清单
Ramey表示,他希望看到机器人教导吊坠更小,更像是PlayStation控制器,更容易使用。“走下坡路,我看到他们甚至是你的基本手机和平板电脑来编程机器人。”

他还希望在最近的IMTS展会上看到的一个功能变得普遍:“你可以把你的最终执行器或机器人的末端拖到你想要的位置,然后它会记住那些,而不是使用XYZ坐标和所有的慢跑坐标。这将使事情变得更简单。您可以进入并抓住机器人,显示您想要的操作,然后调整程序。这需要在所有机器人中变得普遍。

他补充说:“必须能够将教学工具插入机器人,”而不是使用闪存驱动器将程序传输到机器人。

Ramey说:“我认为下一代软件将能够接触到年轻一代的学生。“我认为所有的行业正在考虑如何让更多的高中和中学生参与。学校也把机器人推向小学阶段。下一波的学生将比这一代更多的机器人精通,因为多年的经验和术语将帮助他们学习更快。那时候,工业界可能要赶上孩子们。“

RAMTEC正在10月13 日举办庆祝制造日的活动,包括设施巡视,VEX机器人大赛,以及第一次工业机器人比赛。Ramey表示,学生们渴望获得更多的真实世界的机器人应用体验。他希望工业机器人竞赛将成为全国性的竞争对手。

自动化和机器人的最终用户经常使用这些类型的事件来侦察新兵。Ramey指出,在4月的国家机器人挑战赛中,业内合作伙伴本田雇佣了15名以上的RAMTEC学生。

得益于俄亥俄州教育部第三轮直达A奖金共计600万美元,RAMTEC概念将在2017年秋天在23个地点蓬勃发展。更大的学生人数将有机会在先进制造和机器人领域开展职业发展。大力推高技能差距。

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机器人大学


在世界其他地方,他们正在路上接受培训。看看这个首个在巴西的机器人手机培训中心。

高级编程用于操纵双臂工业机器人,用于修复空间卫星的研究。 (由伦斯勒理工学院提供)机器人大学
沿着哈德逊河畔,这里的学生们也在为先进制造业的未来做准备。Glenn Saunders正在为智能工厂的时代帮助下一代工程师和机器人专家准备。作为纽约特洛伊市伦斯勒理工学院自动化技术与系统中心(CATS)的高级研究工程师,他从事于机器人,自动化和制造行业的应用研究。桑德斯及其本科生和研究生的研究工作经常受到具体需求的公司的激励,通常分为两个方面。

Saunders解释说:“我们喜欢说我们在”机器人技术“中进行研究,我们用”机器人“进行研究。“机器人技术的研究通常是我们开发机器人的地方,或者我们正在开发具有工业机器人的研究型应用。而在研究'机器人'时,我们不会混淆本机控制器,而是使用工业用户可用的所有工具。这真的是针对机器人的具体应用,而不是用机器人来做新的和有趣的事情。“

伦斯勒研究人员和学生拥有广泛的机器人平台。这包括一台小型的StäubliRX40机器人,两台Adept Cobra机器人,一台Mitsubishi手臂,一款安川Motoman SDA双臂机器人,三台Baxter协同机器人,一台Universal Robots UR5 cobot和一款Barrett WAM手臂。

Saunders说:“通过Adept机器人,我们正在使用Adept编程软件和Adept视觉软件。” “这就是我们试图发现我们是否可以解决工业部门制造问题的一个例子,而不是将其扩展到一个可能没有被使用过的工业部门的整个新领域。”

Saunders说:“例如,使用安川双臂,我们正在使用高速控制器,并且与典型的工业客户的接口水平相比要低得多。“但它仍然是一个工业机器人。所以在这种情况下,我们使机器人系统更加智能化。

Saunders解释说:“我们正在直接向机器人控制器发出命令,而不使用示教器。”Saunders指出,这需要对工业界通常使用的软件编程有更深入的了解。

高级的外部空间软件编程在
哪里比一个超出这个世界的应用程序更好?桑德斯和他的学生正在与NASA的戈达德太空飞行中心合作,探索使用工业机器人手臂修复太空卫星。

Saunders说:“这些卫星已经在太空中进行了多年,甚至数十年的卫星,而且已经达到设计的寿命。“问题是你是否可以真正为太空中的这些卫星提供服务,而这些卫星从来没有被设计为提供服务,而是从这个非常昂贵的资产中获得额外的生命,而不是发射一颗全新的卫星。”

安川双臂机器人(如图)配备了Robotiq 3指自适应夹具和ATI力/扭矩传感器。网络摄像头安装在用于跟踪空间物体的臂上。视觉标签向机器人提供位置/方向信息。

“我们正在做力量控制,我们把力传感器放在手臂上。Saunders解释说,机器人的运动是响应于我们在力矩传感器处遇到的力而不是仅仅点对点的运动。“这既是研究和行业的领域,特别是强制控制。但是我们做的不一样,因为我们需要模拟零重力条件(如在空间中)。“

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校园的模拟软件


基于PC的仿真和离线编程软件为工业机器人单元提供了3D虚拟开发平台。 (由ABB机器人提供)
Saunders 校园的模拟软件在许多情况下表示,他们只是使用机器人附带的本机编程。他们最近收购的情况就是ABB机器人IRB 6640机器人,它使用ABB的RAPID编程语言。

ABB还为Rensselaer提供了100个座席的RobotStudio模拟和离线编程软件(截图),使其适用于校园里的所有学生。

Saunders说:“这是我们通过ABB进行采购决定的重要一环。“我们所有的学生都可以访问它(RobotStudio),我们非常感谢。”

高级离线编程和仿真软件已经投入了一些独特的任务。使用OCTOPUZ软件在这个客户关注中观看机器人雕刻。

Saunders表示,他对工业领域的软件功能印象深刻。他列举了一个例子,伦斯勒帮助公司来源的工业机器人。

“我们有一个外部设备,一台印刷机,它将沿一定的向量弹出一个零件,所以机器人需要能够访问该载体的载荷。我们从四家供应商那里得到报价,每一家都说:“是的,我们有一个解决方案,随时可用。这让我们惊讶 我们认为这将是困难的,但每个人都已经有了解决方案。我们对工业软件的复杂性印象深刻。“

开放源代码软件
在Saunders引用的更多的“研究”方面,Rensselaer所做的很多事情都是ROS,这是一个开源机器人操作系统,它最近庆祝了其八周年。

Saunders说:“我们使用ROS,并为ROS中的开源社区做出贡献。“学习曲线相当陡峭。有强大的功能,但肯定不容易使用。在电脑周围舒适的年轻人,Linux操作系统更容易上手。

Saunders还表示:“Baxter(Rethink Robotics)和UR(Universal Robots)都在很大程度上取决于ROS。“ROS具有很多不同的软件功能,其中之一是可视化(Gazebo机器人仿真)。它包括执行路径规划的软件。该软件将提出一种将手臂从A点移动到B点的方法,而不会碰到工作信封中的东西。它还包括用于移动基地的软件,这是超出大多数工业机器人的。“

Rethink的Baxter机器人来自工业版和研究版。桑德斯说,差异在于软件。“百特研究机器人基本上让您可以访问很多较低级别的功能,您通常无法作为工业客户使用。”

伦斯勒研究人员访问了基于ROS的低级功能来开发移动式家庭辅助机器人。观看Baxter on Wheels(BOW)行动。

大部分ROS开放源代码软件的应用都是纯研究方面的。尽管如此,Rensselaer正在向ROS工业联盟展望未来,将ROS的先进功能扩展到制造自动化和机器人技术。

“我们在工业领域工作。这就是为什么我们成为ROS-I联盟的成员,“Saunders说。“我们是会员,已经有三年了。

他说:“我们的使命之一就是帮助行业,特别是纽约州的行业更有竞争力。” “为了让我们能够做好我们的工作,我们需要在一个我们可以向我们的工业客户提出建议的位置。我们看到ROS-I对工业机器人的能力以及我们的工业合作伙伴的能力有很大的影响。这真的是我们期待的。“

Saunders表示,该联盟的成员提供了洞察开源软件如何用于工业界的研究和各种应用。大牌,如3M,宝马,波音,卡特彼勒,福特,约翰迪尔和西门子都是会员。从第三个生日开始看看ROS-I的这个视频蒙太奇。

德克萨斯大学奥斯汀分校,核能与应用机器人组等教育和研究界的其他联盟成员正在探索可用于远程危险场所的新型遥控应用。观看ROS-I在行动中,因为这个机器人得到一些帮助穿针。

“我们参加会议,我们看到在其他工业设施或工业伙伴的财团内正在完成的工作,这样我们就可以将这些信息传回给我们合作的公司。”Rensselaer的Saunders说。“主要的好处是与社区有联系。”

保持行业与教育界的联系将有助于弥合技能差距。准备我们目前和未来的自动化和机器人工作人员将会跨越这个鸿沟。

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