技術創新服務貼心 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 2015/11/25
PMC 技術團隊簡介 ~ 機器人智動化發展處 ~ 2015/11/25 1
PMC 機器人核心技術 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 機器人智動化發展處 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 R1: 機械設計部 R2: 機器人控制部 R3: 系統應用部 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 2015/11/25 2
核心能量及業務 智慧機器人及系統整合推廣 產業發展推廣服務 產品設計 / 數位模擬 智慧化系統整合服務 環境建置 / 廣宣活動 產業分析 機械設計 / 關鍵模組 感測系統 / 智慧化元件 機器人技術開發服務 電控系統 / 加值軟體 2015/11/25 3
整合服務模式 產業用機器人及系統整合 工具機械 上下料應用 智慧型夾爪 影像視覺 力覺元件 AGV RGV 自動倉儲 + 加工圖檔轉檔路徑規劃處理產出機器人控制碼 自動化加工整合 關鍵模組 機器人 控制器 智慧機器人 (R1+R2) conveyor tracking CAD 加值軟體 智慧化系統 (R1+R2+R3) 加工 研磨 去毛邊 組立 包裝 產業機械 2015/11/25 4
全軟體機器人控制器技術整合應用 2015/11/25 5
PMC 多軸機器人軟體控制器技術 技術特性 運動控制卡 PC 傳統控制器架構 脈波訊號 應用程式 驅動器驅動器 PC+RTOS 網路卡 全軟體控制器架構 高速數位通訊 全軟體 驅動器 非即時層 : 應用程式 即時層 : 運動控制核心 驅動器 運動控制核心 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 基本上 1 機 1 卡 難與模擬系統結合 軟體程式基本上與 CPU 無關軟體可持續累積價值 容易擴充為 Multi-Robot Controller 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 2015/11/25 6
PMC 多軸機器人軟體控制器技術 控制器整體架構 PC+RTOS 2015/11/25 7
PMC 多軸機器人軟體控制器技術 技術特性 Software Controller 高彈性易延伸之全軟體架構 Motion Control 專業運動控制功能齊備 PC+RTOS 驅動器 驅動器 EtherCAT I/O EtherCAT Sensor EtherCAT 夾爪 網路卡 高速數位通訊 (EtherCAT) 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 末端路徑插補 PC+RTOS Functions 機器人運用不可或缺之實用功能 即時線上速度重規劃 Robot Controller 控制 6 軸 /7 軸 /SCARA/DELTA 產業機器人 4 點定 TCP 功能模式 1: 給定轉角速度模式 2: 給定加工誤差 6D 滑鼠教導功能 路徑連續功能 2015/11/25 8
PMC 多軸機器人軟體控制器技術 連續路徑規劃 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 未連續路徑與速度規劃 連續路徑與速度規劃 0.6 0.5 CT= 伺服穩定時間 + 速度規劃計算時間 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 V(m/sec^2) 0.4 0.3 0.2 0.1 0.1 0 00.183sec 200 CT 400 0.766sec 600 800 1000 CT 1200 0.183sec 1400 2*CT+1.132sec 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1.068sec 2015/11/25 9
PMC 多軸機器人軟體控制器技術 連續路徑規劃 無連續路徑軌跡運動 連續路徑軌跡運動 2015/11/25 10
25mm-300mm-25mm Cycle Time:0.57 Sec 2015/11/25 11
PMC 多軸機器人軟體控制器技術 速度插斷 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
軟體控制器應用範圍 應用整合 Robot Controller Application for Multi Types of Robots 6 Axis Robot 7 Axis Robot SCARA Delta 延伸應用 PC+RTO S 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 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 2015/11/25 13
機器人動態追蹤整列應用技術 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
工業用機器人整機開發 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 產業應用情境 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 2015/11/25 15
工業用機器人整機開發 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 產業應用情境 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 2015/11/25 16
工業用機器人整機開發 雙臂機器人 國內首台產業用雙臂機器人 產業應用情境 醫療化學 : 協助危險實驗工作 電子業 : 多品種彈性組裝 製造業 : 組件裝配 / 製程整合 2015/11/25 17
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
Real Time Simulator
Real Time Simulator P.20
CAD Based Robot Programming 技術 2015/11/25 21
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 CAD Based 自動化技術 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 圖檔 CAD Based 機器人語言生成程式 可直接執行之機器人語言 2015/11/25 22
開發應用案例 智慧型機器人型鋼電漿成型系統 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 分段加工 型鋼切斷機 三維型鋼鑽孔機 具 CAD 介面智慧化軟體功能 導入前 47 公尺 自動化型鋼加工生產線 ( 示意 ) 國內首部結合多軸機械手臂之型鋼電漿成形系統 導入後 2015/11/25 23
開發應用案例 五軸雷射切管 / 彎管 CAD/CAM 軟體開發 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 自製彎管機專用 3D 模擬軟體 5 軸切管機 3D 運動模擬 ( 圓管 / 三角管 / 方管 / 多邊形管 ) 2015/11/25 24
開發應用案例 管材自動化切割機器人作業單元 / 溢料處理 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% 搭配光纖雷射對管材進行高精度切割 CAD/CAM 解析與直覺式操作介面 全自動化流程模擬 3D 介面 開發並整合雙軸外部軸翻轉彎曲管材 彎管實際雷射切割動作 特徵抽取與工藝參數調整介面 25
技術創新服務貼心 感謝您的聆聽及參與 Thanks for Your Attentions 2015/11/25