全軟體機器人控制器技術整合應用 - digitimes科技網 ·...
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© 2014 PMC 技術創新 服務貼心
技術創新 服務貼心
2015/11/25
全軟體機器人控制器技術整合應用
財團法人精密機械研究發展中心
機器人智動化發展處
賴政賢
© 2014 PMC 技術創新 服務貼心
~機器人智動化發展處~
PMC技術團隊簡介
2015/11/25 1
© 2014 PMC 技術創新 服務貼心
產業機器人應用技術•機器人作業單元技術•CAD Based機器人控制技術•產業機器人智慧化技術
自主移動技術•移動式機器人技術• Laser Based定位導航技術• DSP Based控制器開發技術•多感測器整合技術
工業用/服務型機器人開發技術•Delta/SCARA/Articulated
•機器人整機設計技術•機器人多軸控制技術
關鍵模組技術開發•適應性夾爪技術•非接觸式驅動模組技術•智慧致動器開發技術•雷射掃瞄器開發技術
PMC機器人核心技術
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R1:機械設計部
R2:機器人控制部 R3:系統應用部
機器人智動化發展處
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產業分析
環境建置/
廣宣活動
產品設計/
數位模擬
電控系統/
加值軟體
感測系統/
智慧化元件
機械設計/
關鍵模組
智慧化系統整合服務
機器人技術開發服務
產業發展推廣服務
核心能量及業務 – 智慧機器人及系統整合推廣
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組立、包裝
加工圖檔轉檔路徑規劃處理產出機器人控制碼
CAD 加值軟體
智慧機器人(R1+R2) 智慧化系統
(R1+R2+R3)
工具機械
產業機械
機器人
控制器
關鍵模組
智慧型夾爪
影像視覺 力覺元件
+
自動化加工整合
conveyor
tracking
AGV RGV
自動倉儲
上下料應用
加工、研磨、去毛邊
整合服務模式 – 產業用機器人及系統整合
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全軟體機器人控制器技術整合應用
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© 2014 PMC 技術創新 服務貼心
技術特性
PC+RTOS
驅動器
驅動器網路卡
全軟體控制器架構
高速數位通訊 …
即時層:運動控制核心
非即時層:應用程式全軟體
項目 傳統控制器 高速數位通訊全軟體控制器
運動核心軟體化 易受限於DSP晶片能力 PC CPU持續不斷發展
多核CPU威力更大
DSP改版=韌體重寫
換DSP幾乎等於所有韌體重來
軟體程式基本上與CPU無關
軟體可持續累積價值
基本上1機1卡 容易擴充為Multi-Robot Controller
難與模擬系統結合 可與模擬系統緊密結合
驅動器連結 脈波訊號架構回傳資訊少 高速數位通訊可即時回傳位置/速度/扭力,有利於高階控制技術發展
PMC多軸機器人軟體控制器技術
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PC
驅動器
驅動器
…
脈波訊號
傳統控制器架構
運動控制核心
運動控制卡
應用程式
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PC+RTOS
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PMC多軸機器人軟體控制器技術
控制器整體架構
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PC+RTOS
Robot Controller
控制6軸/7軸/SCARA/DELTA產業機器人
EtherCAT
夾爪
PC+RTOS
驅動器
驅動器
高速數位通訊(EtherCAT)
… EtherCAT
I/OEtherCAT
Sensor…
網路卡
EtherCAT through all equipment
採用泛用高速數位通訊EtherCAT,技術承接者可賡續開發連接同介面之外部軸、感測器、夾爪等
Motion Control
專業運動控制功能齊備
技術特性
末端路徑插補
即時線上速度重規劃
4點定TCP功能 模式1:給定轉角速度 模式2:給定加工誤差
路徑連續功能
Software Controller
高彈性易延伸之全軟體架構
Functions
機器人運用不可或缺之實用功能
6D滑鼠教導功能
PMC多軸機器人軟體控制器技術
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未連續路徑與速度規劃 連續路徑與速度規劃
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連續路徑速度規劃,將會用所給定之容許誤差來進行連續路徑與連續速度的產生,在容許誤差內可以增加路徑運動的平滑性,並加速路徑軌跡之運動。
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0 200 400 600 800 1000 1200
V(m/sec^2)
1.068sec
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0 200 400 600 800 1000 1200 14000.766sec0.183sec 0.183secCTCT
CT=伺服穩定時間+速度規劃計算時間
2*CT+1.132sec
連續路徑規劃
PMC多軸機器人軟體控制器技術
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無連續路徑軌跡運動
連續路徑軌跡運動
PMC多軸機器人軟體控制器技術
連續路徑規劃
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25mm-300mm-25mm Cycle Time:0.57 Sec
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應用功能:
1.教導時即時變更路徑速度百分比(KUKA/ABB)
2.細微教導時的滑順直覺行為(KUKA/ABB)
3.緊急停止時的速度變更
PMC多軸機器人軟體控制器技術
速度插斷
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PC+RTO
S
Multi-axes Automation
Controller
由於採用軟體控制器架構,技術承接者可非常容易的改寫架構運用於多軸產業機械控制。
Real Time Simulator
由於採用軟體控制器架構,甚至可以模擬所有實體運動/生產程序,未來User總是先買控制器,做好模擬,再建構硬體。
延伸應用
Robot Controller Application for Multi Types of Robots
6 Axis Robot SCARA Delta7 Axis Robot
2015/11/25 13
應用整合
軟體控制器應用範圍
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• 可藉由視覺或I/O訊號取得追蹤物體起始位置
• 藉由Encoder回傳即時線上追蹤物體位置
• PMC控制器可同步重新規劃軌跡速度與位置
• 可相對輸送帶進行末端軌跡移動
• 追蹤時可跟隨輸送帶進行速度與位置變化
機器人動態追蹤整列應用技術
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中負荷六軸垂直多關節機器人
國產PC Based EtherCAT中負荷六軸機械手臂
加工機物件取放
金屬加工業減輕3K負擔
包裝業貨物取放堆棧
產業應用情境
工業用機器人整機開發
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工業用機器人整機開發
2015/11/25 16
七軸垂直多關節機器人
國內首台PC Based EtherCAT七軸機械手臂
PMC首台垂直關節型多軸產業型機械手臂
工具機充分空間利用
製造業複雜路徑少死點
電子業靈活組裝應用
產業應用情境
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工業用機器人整機開發
2015/11/25 17
雙臂機器人
國內首台產業用雙臂機器人
醫療化學:協助危險實驗工作
製造業:組件裝配/製程整合
電子業:多品種彈性組裝
產業應用情境
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多機種機器人控制技術以1台PMC所開發之全軟體控制器同時進行6軸、SCARA等多機種控制,並以協同概念進行多機動態展示。
特色: 提供1對多功能與多機協同功能 採用Ether CAT高速數位通訊 國產PC Based全軟體控制器
效益: 機器人控制器國產化 提供機器人作業單元之多機種控制
器解決方案
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Real Time Simulator
© 2014 PMC 技術創新 服務貼心 P.20
Real Time Simulator
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CAD Based Robot Programming技術
2015/11/25 21
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可直接執行之機器人語言
CAD Based機器人語言生成程式
CAD 圖檔
現有產業機器人應用困境
• 單工,無法對應少量多樣彈性化cell生產模式
• 大多使用教導模式,換機換線工作沉重
• 單純使用位置教導,需要各式桌面治具固定工件
技術特色
• 直接讀入操作對象物CAD圖檔,抽取並指定特徵,自動產生工業機器人控制語言,
不需教導。
• 具備3D操作介面,可直接點選特徵(如面、輪廓)並指定為加工路徑。
• 根據客戶需求開發對應不同廠牌機器人之後處理器,直接轉出機器人語言。
• 內建機器人路徑模擬/偵錯器,檢視產出之路徑是否遭遇關節極限等限制。
CAD Based自動化技術
2015/11/25 22
© 2014 PMC 技術創新 服務貼心
產業需求(Need):
• 二維加工範圍有所限制
• 型鋼加工步驟多、耗時• 現有自動化型鋼加工系統佔地過
大、價格昂貴
解決方案(Solution):
• 發展三維複合加工系統• 結合機器人、電漿系統、進給平台、
CAD Based技術
開發應用案例
2015/11/25 23
導入前 導入後
47公尺
三維型鋼鑽孔機型鋼切斷機
自動化型鋼加工生產線(示意)
分段加工
具CAD介面智慧化軟體功能
國內首部結合多軸機械手臂之型鋼電漿成形系統
智慧型機器人型鋼電漿成型系統
© 2014 PMC 技術創新 服務貼心
• 結合5軸切管機運動路徑及控制,可模擬5軸控制命令
• 可抽取管材CAD特徵並自動轉換為加工路徑程式
• 提高設備操作便利度,減輕人員學習負擔
五軸雷射切管/ 彎管CAD/CAM軟體開發
5軸切管機3D運動模擬(圓管/三角管/方管/多邊形管)
開發應用案例
2015/11/25 24
自製彎管機專用3D 模擬軟體
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開發應用案例
結合CAD/CAM技術、機器人及雷射加工,改善教導式操作不便問題
突破現有彎管切割均使用人工或專用機來執行之限制,提升金屬管材加工業自動化效率90%
CAD/CAM解析與直覺式操作介面
搭配光纖雷射對管材進行高精度切割
開發並整合雙軸外部軸翻轉彎曲管材
全自動化流程模擬3D介面
特徵抽取與工藝參數調整介面
彎管實際雷射切割動作
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管材自動化切割機器人作業單元 / 溢料處理
© 2014 PMC 技術創新 服務貼心
技術創新 服務貼心
2015/11/25
感謝您的聆聽及參與Thanks for Your Attentions
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