如何將機(jī)器人集成到工作環(huán)境中去

機(jī)器人的部署越來越多，其中許多情況涉及人與機(jī)器人之間的協(xié)作，例如，減輕人們?cè)诠ぷ鲌鏊械姆敝厝蝿?wù)。最大的挑戰(zhàn)在于如何將機(jī)器人集成到工作環(huán)境中以及如何對(duì)其進(jìn)行操作。

在與大眾汽車股份公司的聯(lián)合項(xiàng)目中，HHI的弗勞恩霍夫電信研究所和Heinrich Hertz研究所展示了人機(jī)協(xié)作以檢查汽車工業(yè)中的焊縫，從而證明了HRC的使用可以帶來的優(yōu)勢。

完美的焊縫是汽車工程中至關(guān)重要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在手勢和語音命令的控制下，機(jī)器人將固定并操縱特定的組件，而員工則標(biāo)記并記錄焊接質(zhì)量中的任何缺陷。將來，大眾汽車的焊縫將由人機(jī)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行檢查，每個(gè)人都將貢獻(xiàn)其特定的技能和專業(yè)知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)真正的完美人機(jī)協(xié)作融合。

聯(lián)合研究項(xiàng)目EASY COHMO（用于非接觸式人機(jī)操作的人體工程學(xué)輔助系統(tǒng)）借鑒了Fraunhofer HHI在3D捕獲、3D信息處理和3D可視化領(lǐng)域積累多年的經(jīng)驗(yàn)。該系統(tǒng)用于視覺檢查汽車生產(chǎn)中關(guān)鍵部件上的焊縫，為HRC如何在行業(yè)中發(fā)揮作用提供了一個(gè)很好的例子。在未來幾年中，這項(xiàng)技術(shù)將為大眾汽車的檢查程序提供具體幫助。

從人工檢查到工業(yè)4.0

幾十年來，汽車流水線的檢查程序一直保持不變。在產(chǎn)線上首先必須手動(dòng)將每個(gè)組件固定在旋轉(zhuǎn)定位器中，以便可以從各個(gè)角度對(duì)其進(jìn)行檢查。但不可避免地，這涉及員工不得不擔(dān)任不符合人體工程學(xué)的職位，這可能導(dǎo)致重復(fù)性勞損。此外，對(duì)于這種復(fù)雜的程序，給員工僅留出了很短的時(shí)間，這可能會(huì)對(duì)檢查質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。

基于增強(qiáng)手勢的用戶界面被投影到組件和工作臺(tái)上，用于控制機(jī)器人和檢查程序。

目前，員工可以自行進(jìn)行糾察，這不可避免地導(dǎo)致了非標(biāo)準(zhǔn)化的程序，使得根據(jù)不同檢查員的觀察結(jié)果來識(shí)別系統(tǒng)缺陷更加困難。此外，任何此類缺陷通常都不會(huì)記錄下來，或者必須通過鍵盤和鼠標(biāo)費(fèi)力地輸入到單獨(dú)的系統(tǒng)中。

將來，這種檢查過程將是交互式的，使用機(jī)器人來固定重零件并將其操縱到一個(gè)位置，使員工可以按照人體工程學(xué)的方式對(duì)其進(jìn)行檢查。這樣的機(jī)器人將具有至少六個(gè)軸，因此將能夠在每個(gè)可能的方向上移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)和傾斜組件。機(jī)械手將自動(dòng)從生產(chǎn)線上移除組件并將其提交進(jìn)行檢查。員工將通過顯式和隱式手勢與機(jī)器人進(jìn)行交互，從而將組件操縱到所需位置。員工可以將精力集中在識(shí)別缺陷上，從而可以忽略較少的缺陷。

多模式控制

Fraunhofer HHI開發(fā)的軟件可協(xié)調(diào)用于捕獲總體工作情況的各種傳感器，根據(jù)員工的位置和手勢，該軟件將計(jì)算所需的機(jī)械臂移動(dòng)，這也確保了用戶安全。例如，每當(dāng)員工停止直接看組件時(shí)，該軟件就會(huì)停止機(jī)械臂，以防萬一。

Fraunhofer HHI項(xiàng)目經(jīng)理Paul Chojecki解釋說：“ 機(jī)器人也可以設(shè)置為響應(yīng)個(gè)性化指令?！?“我們新的感知界面能夠處理用戶的各個(gè)手勢和語音命令。這意味著可以根據(jù)工作站的特定要求快速定制該系統(tǒng)?！?/p>

手勢用于標(biāo)記，分類和確認(rèn)組件上的缺陷。通過精確的對(duì)象跟蹤和基于投影儀的擴(kuò)充，員工可以在其工作空間區(qū)域的組件上直接找到接口。這提供了一種有效而直觀的方式來生成焊縫中任何缺陷的數(shù)字3-D記錄。相比之下，當(dāng)前的檢查程序缺乏任何系統(tǒng)的缺陷記錄，因?yàn)椴煌瑔T工之間很少有正式的信息交換。使用新程序，任何缺陷都可以立即輸入系統(tǒng)，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估。這意味著可以更快地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)缺陷，從而可以在焊接階段將其消除。

用戶識(shí)別的焊縫缺陷的位置可以通過手指跟蹤和3D焊縫跟蹤的組合來確定，并精確記錄。

可擴(kuò)展到所有人機(jī)工作站

該系統(tǒng)具有大量傳感器，并結(jié)合了基于增強(qiáng)型中間件的多模式控制以及自定義的操作說明和機(jī)器學(xué)習(xí)功能。這種方法很可能會(huì)為進(jìn)一步的HRC應(yīng)用帶來突破，并擴(kuò)大人與機(jī)器人之間的協(xié)作和交互范圍。其他應(yīng)用領(lǐng)域包括銑床或非工業(yè)環(huán)境（例如醫(yī)療保健或服務(wù)業(yè)）中的交互式機(jī)器人助手。