其实算是第二例双臂机器人的不少感触

其实算是第二例双臂机器人的不少感触

严格来说这算是我们第二例的双臂机器人,第一例是它:

啊但是做这台双臂的老哥最近没空写文章,于是就让田野先来了

本场嘉宾:


双臂协同机器人(Dual-arm robot)这些年还算是很火,国外比较有代表性的有:

安川的CSDA10

ABB的YuMi

EPSON的Hupico

在工业上确实有土豪在用的Kawada的NEXTAGE

以及倒闭了的最近听说好像又活过来了的Rethink baxter

他们的共同点就是贵、特别贵…

要烹饪一台双臂机器人,主要佐料如下:

任意机械臂两台、末端工具两台、手眼系统两台、稳定可靠的双臂架子一台、机器人头部的云台及摄像头一台、里面跑ROS的电脑一台,可能有的还会加安全激光。

下面是我们的市场小姐姐对田工关于这个项目上的一些Q&A:

1.为什么要用双臂机器人而不是单臂机器人?

双臂机器人相对于单臂比较新颖,同时又能给教学或者研究带来一些新的发现。从控制上来讲,双臂协调是一个研究方向,双臂涉及很多算法,诸如同步、轨迹预判、防止互碰等,这些算法的考察都比较复杂,对于集成商而言考验非常大。

另外双臂机器人可以完成例如装配、拆解、喷涂等这些需要协作的任务,而这一点靠单独的机械臂无法实现的。

目前市场对于双臂协作机器人的需求一方面是看技术的发展,一方面还是出于对成本的考量,当两者达到平衡点之后,双臂应该会有起色。

2. 客户是用来做哪些方面的研究?

研究内容就是强化学习,强化学习是一个序列决策问题,通过不停的尝试来学会某些技能。

以机械臂抓取物体举例:传统的做法可能是先去判断这个物体的位置,然后通过程序告诉机械臂目标点的位置,机械臂直接运动到目标点。而强化学习则是需要通过算法计算每一个关节的角度,然后逐步逼近那个位置,就说比如说我的肘关节要转多少度?我的腕关节要转多少度?通过不断的调节,一步步逼近,这个重复次数有可能会高达107,一般是在仿真软件中完成的,达到一定状态后,才会通过实物进行实验。

3. 项目设备包括哪些?

  设备名称 用途
机械臂 UR3 ×2 6自由度机械臂,在平面或三度空间进行运动或使用线性位移移动
末端 Robotiq 2指夹爪 ×2 安装在机械臂末端,提供抓取能力
相机 Kinect相机 ×1 Realsense相机 ×2 Kinect相机通过红外原理,用于获取整体环境信息 Realsense相机用于获取抓取状态下的环境信息
云台 ELF-云台 ×1 用于扩大kinect相机视野

4. 项目周期

周期为期2个月: 2019年7月初-2019年9月6日

一共分为软件、硬件、外壳三部分。

软件:可以分为两个内容,一是ROS的模型构建;二是软件工程调试。

ROS模型构建:也就是说两个机械臂在运动过程中,需要多大的范围才能避免与本体发生碰撞,以及机械臂、相机等所处的位置,这个需要提前进行考察的,考察结束后我们会将本体标记出来,告诉机械臂这里是不能被移动的点。另外一方面就是kinect相机以及 Realsense相机需要多大的视野,才能支持机械臂的运动。这部分大概花了3-4周的时间。

软件工程调试:这么多的设备集成一套,各个设备之间的ROS会存在冲突问题,它可能是用了同样的接口,导致无法在软件中调用,所以需要不停的摸索各个设备间兼容性的问题。大概花费有3-4周时间。

另外我们花时间做了一个小demo,请欣赏:移动抓取 功能展示


硬件:

其实硬件部分,主要工作是校核整体双臂机器人在运动过程中不发生晃动,然后架子要做得便于安装和移动,这部分我们花了不少精力。

另外,用户对美观性有要求,所以我们花了大价钱打印了一套外壳,设计这个外壳还要考虑便于拆装,对本体不会干涉,着实费了一番功夫。

5. 项目的难点在哪里?

因为我们之前没有做过类似这样的项目,最大的难点在于集成设备数量比较多,一共有8个,需要考虑各个设备之间的兼容性,比如相同的两个机械臂之间接口相同,在程序里不好调用,需要想办法把两个接口分开。而且USB接口就已经有10个左右

我们的优势是:积极相应客户需求,提供现场维修支持或在线维修支持,提供售后服务和软件二次开发。

附几张培训现场(交货现场)图片:

这次为其两天的培训内容包括:

  • ROS操作
  • 使用安全规范
  • 机器人结构
  • 3D仿真模型
  • Kinect云台操作
  • 互动:学生上手操作机械臂用法

图为司草田工

Liu

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