導(dǎo)語
隨著智慧工廠的廣泛建設(shè)，桁架機器人在制造、物流等環(huán)節(jié)中的作用日益凸顯。當(dāng)前大部分工廠仍采用傳統(tǒng)PLC（可編程邏輯控制器）來控制桁架，僅能實現(xiàn)簡單場景下的桁架運動控制功能，難以支持復(fù)雜作業(yè)環(huán)境以及動態(tài)任務(wù)場景下多臂桁架機器人的靈活高效控制。且PLC編程開發(fā)周期長、成本高、調(diào)試難，無法實現(xiàn)快速交付。
隨著智慧工廠的廣泛建設(shè)，桁架機器人在制造、物流等環(huán)節(jié)中的作用日益凸顯。當(dāng)前大部分工廠仍采用傳統(tǒng)PLC（可編程邏輯控制器）來控制桁架，僅能實現(xiàn)簡單場景下的桁架運動控制功能，難以支持復(fù)雜作業(yè)環(huán)境以及動態(tài)任務(wù)場景下多臂桁架機器人的靈活高效控制。且PLC編程開發(fā)周期長、成本高、調(diào)試難，無法實現(xiàn)快速交付。
針對以上亟待解決的難點，視比特機器人推出了國內(nèi)首款多臂智能桁架機器人控制器——SpeedTruss，以最優(yōu)運動規(guī)劃突破傳統(tǒng)桁架自由度限制，實現(xiàn)了多臂共軸桁架機器人在復(fù)雜環(huán)境、復(fù)雜任務(wù)下的自動規(guī)劃、主動避障、敏捷執(zhí)行，適應(yīng)全場景柔性生產(chǎn)需求；同時支持低代碼靈活開發(fā)，極大地簡化了開發(fā)流程，大幅縮短了投產(chǎn)周期，為工廠智能化水平和生產(chǎn)效率的提升帶來質(zhì)的飛躍。
SpeedTruss VS 傳統(tǒng)PLC
1.PLC在控制桁架柔性作業(yè)時遇到的挑戰(zhàn)
1.PLC在控制桁架柔性作業(yè)時遇到的挑戰(zhàn)
1）在面對動態(tài)任務(wù)（如多SKU物品分揀）或場景變化（如遇到障礙物）時，桁架運動柔性程度低，需修改程序或重新調(diào)試來適配現(xiàn)場需求，開發(fā)及調(diào)試周期長、成本高。
2）多臂協(xié)同作業(yè)時，機械臂越多，控制難度越大，易發(fā)生不同臂相互干涉、沖突（如碰撞）等問題，從而影響生產(chǎn)效率，需人為編寫復(fù)雜的程序來調(diào)整。
3）桁架控制過程缺乏直觀的可視化工具，操作及調(diào)試難度大。
2.SpeedTruss智能桁架控制器的優(yōu)勢
1）搭載自研最優(yōu)運動規(guī)劃技術(shù)，實現(xiàn)桁架自動控制與智能協(xié)調(diào)，免示教、自動規(guī)劃、主動避障，可勝任各種高難度空間作業(yè)，無需重新編程。
2）多臂共軸無碰運動規(guī)劃，實現(xiàn)多臂桁架機器人在共享工作空間內(nèi)高速無碰、靈敏作業(yè)，無需人為干涉。
3）在線優(yōu)化任務(wù)分配，實時調(diào)整任務(wù)執(zhí)行順序，實現(xiàn)更高效作業(yè)。
4）三維可視化界面，生產(chǎn)信息實時監(jiān)控，所見即所得。
5）開發(fā)靈活、操作簡便，省時省心，用戶使用更便捷。
SpeedTruss全解讀
SpeedTruss智能桁架控制器主要用于多臂共軸桁架機器人（N≥1）的運動控制，運用自主研發(fā)的桁架運動規(guī)劃、多臂協(xié)同運動控制、無碰運動協(xié)調(diào)等算法技術(shù)，為智能產(chǎn)線提供靈活、精準(zhǔn)、高效的多臂桁架運動控制方案。用戶只需調(diào)用控制器提供的高級任務(wù)指令接口（如將某臺桁架臂移動到目標(biāo)位置K），即可實現(xiàn)對桁架機器人運動軌跡的自動控制與協(xié)調(diào)，保障各個桁架臂高效無碰協(xié)同運動，有效提升生產(chǎn)效率。
1.最優(yōu)運動規(guī)劃，無需人為示教
SpeedTruss智能桁架控制器建立了軌跡規(guī)劃、多臂協(xié)同、無碰運動等多種算法相結(jié)合的桁架臂最優(yōu)運動規(guī)劃方法，可進(jìn)行單臂任務(wù)、多臂協(xié)作任務(wù)以及單臂與多臂任務(wù)混合場景的桁架運動軌跡的規(guī)劃。
·針對動態(tài)任務(wù)場景，以基于幾何約束的軌跡規(guī)劃算法，有效解決了因任務(wù)變化（如桁架搬運場景中抓取物體尺寸的變化）導(dǎo)致的不同臂運動干涉問題，保障設(shè)備安全作業(yè)。
·針對多臂協(xié)同作業(yè)場景，自研多機無碰路徑規(guī)劃與協(xié)調(diào)算法，通過精確計算桁架機器人各個臂的無碰運動軌跡，并最大化地調(diào)度各個桁架臂同時運動，實現(xiàn)多臂桁架高速、靈活作業(yè)。
·針對高速重載場景，自動計算桁架臂各個關(guān)節(jié)平滑運動的速度曲線，實現(xiàn)桁架自身速度和加速度的精準(zhǔn)控制，保障桁架平穩(wěn)高速運動。
·針對存在障礙物的作業(yè)場景，自動規(guī)劃桁架臂避障運動路徑，無需人為示教避讓點，輕松實現(xiàn)桁架機器人主動避障。
2.在線優(yōu)化任務(wù)分配，整體效率提升20%~35%
在多任務(wù)場景下，桁架機器人存在多個共軸的機械臂，不同臂在工作空間內(nèi)的任務(wù)時序直接影響整體作業(yè)效率。SpeedTruss智能桁架控制器建立了基于時空約束的最優(yōu)任務(wù)分配模型，最大限度地提高工作效率。
· 通過AI強化學(xué)習(xí)實現(xiàn)在線優(yōu)化任務(wù)分配，智能調(diào)度復(fù)雜空間下的任務(wù)分派，并自動選擇最優(yōu)桁架臂進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行。
·通過在線優(yōu)化與決策，實時調(diào)整任務(wù)執(zhí)行順序，相較PLC等傳統(tǒng)控制器，SpeedTruss將桁架系統(tǒng)的整體作業(yè)效率提升了20%~35%。
3.三維可視化，所見即所得
SpeedTruss智能桁架控制器軟件系統(tǒng)——“易控”提供三維可視化窗口，輕松實現(xiàn)關(guān)節(jié)點動、回原點、三維場景可視化與編輯等功能。
· 三維顯示桁架臂當(dāng)前運動狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括實時位置、幾何關(guān)系、障礙物等。
· 可視化場景編輯，用戶可在界面狀態(tài)欄中進(jìn)行障礙物方位的修改、移除或添加，實現(xiàn)對桁架機器人的柔性控制。
· 支持同步更新，便于前期方案的驗證與部署過程中的調(diào)試，在實際生產(chǎn)運行時方便用戶進(jìn)行直觀操作，快速應(yīng)對柔性生產(chǎn)需求。
· 可視化場景編輯，用戶可在界面狀態(tài)欄中進(jìn)行障礙物方位的修改、移除或添加，實現(xiàn)對桁架機器人的柔性控制。
· 支持同步更新，便于前期方案的驗證與部署過程中的調(diào)試，在實際生產(chǎn)運行時方便用戶進(jìn)行直觀操作，快速應(yīng)對柔性生產(chǎn)需求。
4.開發(fā)靈活，操作簡便
在使用SpeedTruss智能桁架控制器時，用戶只需在軟件中調(diào)用任務(wù)指令接口即可實現(xiàn)相應(yīng)功能，無需進(jìn)行額外的開發(fā)工作，輕松實現(xiàn)多臂桁架機器人的柔性運動控制。
·在線控制狀態(tài)下，系統(tǒng)實時監(jiān)測桁架控制運行狀態(tài)，輕松控制桁架機器人多臂無碰運動。
·離線仿真模式支持虛擬場景構(gòu)建，從而驗證方案設(shè)計階段桁架臂的可達(dá)性、數(shù)量等設(shè)計參數(shù)是否達(dá)標(biāo)，實現(xiàn)入場前提前發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，隨時隨地調(diào)試優(yōu)化，可大幅縮短投產(chǎn)周期，實現(xiàn)快速交付。
SpeedTruss應(yīng)用情況
SpeedTruss智能桁架控制器以功能強大、開發(fā)靈活、操作簡便等優(yōu)勢在重工、物流等領(lǐng)域多家龍頭企業(yè)實現(xiàn)批量落地。相比傳統(tǒng)PLC，在實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境、復(fù)雜任務(wù)下多臂桁架協(xié)同運動、靈活作業(yè)的同時，使桁架整體作業(yè)效率提升了20%~35%，全方位推進(jìn)工廠智能化升級以及降本增效。在重工制造業(yè)鋼板切割件分揀場景，來料零件重且規(guī)格多樣、作業(yè)空間跨距大、生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，難點在于桁架高速重載運動以及多臂無碰協(xié)同作業(yè)的控制。國內(nèi)多家重工龍頭企業(yè)生產(chǎn)線采用SpeedTruss智能桁架控制器進(jìn)行多臂桁架的智能調(diào)度與協(xié)同作業(yè)，實時規(guī)劃最優(yōu)運動軌跡，主動避障、多機無碰、高效作業(yè)，輕松完成了上萬種鋼板切割件的柔性揀選。
視比特機器人成立于2018年，是一家專注于AI機器視覺及工業(yè)智能軟件的高科技公司，致力成為工業(yè)智能賽道的持續(xù)開拓者與領(lǐng)航者。總部位于長沙，研發(fā)總部位于上海，在天津、寧波、貴陽、加拿大、塞爾維亞、捷克、東南亞等地設(shè)立了辦事處。
公司圍繞“軟件定義工業(yè)智能”，憑借自主研發(fā)的3D視覺算法、機器人柔性控制、手眼協(xié)同融合、多機器人協(xié)同、工廠級智能規(guī)劃與調(diào)度等核心技術(shù)，打造面向敏捷開發(fā)、可視測試、快速部署、持續(xù)運維的“數(shù)字孿生+云原生”工業(yè)智能軟件平臺，為客戶提供系統(tǒng)級軟硬件一體解決方案，加速各行業(yè)智能產(chǎn)線和智慧工廠的落地應(yīng)用。
公司首創(chuàng)的重工業(yè)鋼板切割智能下料分揀產(chǎn)線已在多家龍頭企業(yè)規(guī)模落地應(yīng)用；汽車行業(yè)大尺寸高精度在線測量專機系列打破國外長期壟斷，已成功交付全球多家汽車主機廠及零部件龍頭企業(yè)；物流行業(yè)動態(tài)分揀機器人在食品、電商、醫(yī)藥、快遞物流、倉儲物流等領(lǐng)域大面積交付使用，在行業(yè)中享有良好口碑。
成立以來，已完成6輪融資，天使輪由圖靈創(chuàng)投領(lǐng)投+道生資本跟投，戰(zhàn)略輪由同威資本領(lǐng)投，A輪由和玉資本領(lǐng)投，A+輪由中金資本領(lǐng)投，B輪3億元融資由經(jīng)緯創(chuàng)投領(lǐng)投。同時，公司在科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、社會貢獻(xiàn)方面受到各界關(guān)注和認(rèn)可，已獲國家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定，榮摘國家科技部2021年度全國顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽優(yōu)秀項目、2021年科創(chuàng)中國新銳企業(yè)獎等眾多獎項。
