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模塊化原理生成程序代碼并降低維護成本，并能夠獨立于制造商工作并緩解熟練工人的短缺。

世界上最大的汽車供應商之一，始建于105年前，當時是一家齒輪廠(德國Zahnradfabrik“ ZF”)。如今，采埃孚(ZF Friedrichshafen)在41個國家/地區(qū)擁有230個分支機構(gòu)，擁有近150，000名員工，年銷售額約為370億歐元。

采埃孚(ZF Friedrichshafen)使用大量工業(yè)機器人進行生產(chǎn)，特別是通過收購，不斷增加其他制造商的新模型。對于ZF而言，僅是各種各樣的機器人系統(tǒng)就是一個挑戰(zhàn)。另外，機器人市場正在迅速發(fā)展。在生產(chǎn)線中以前只有大型工業(yè)機器人的地方，最近又增加了重量更輕的機器人。它們也被稱為協(xié)作機器人，因為它們旨在直接在工作站上為員工提供支持，而無需使用機柜。但是，他們的編程仍然需要專家。

Uwe Wachter是ZF Friedrichshafen的生產(chǎn)技術(shù)中心機器人與視覺技術(shù)負責人。他報告說：“大約三年半前，我們在Schweinfurt成立了生產(chǎn)技術(shù)中心機器人技術(shù)。我們是ZF集團的部門，負責諸如輕型機器人，攝像頭系統(tǒng)或軟件解決方案。

在擔任技術(shù)偵察員和顧問的過程中，Uwe Wachter一直在尋找使ZF的工作更輕松的新解決方案。這就是他了解ArtiMinds軟件的方式。他回憶說：“經(jīng)過最初的演講和介紹，我知道：這正是我們所需要的。機器人編程套件使我們能夠在更高的水平上進行通用機器人編程。”

這是機器人編程套件(RPS)的亮點：在RPS中開發(fā)機器人應用程序，并使其可以隨時在不同的機器人系統(tǒng)上運行。Wachter解釋說：“例如，如果我們?yōu)镾chweinfurt的制造商A的機器人開發(fā)一個應用程序，那么我們可以根據(jù)此源代碼為制造商B的機器人生成可執(zhí)行程序，并將該程序通過電子郵件發(fā)送到我們在葡萄牙的工廠然后，葡萄牙的同事可以使用他們的機器人系統(tǒng)B進行相同的生產(chǎn)，就像我們在Schweinfurt的機器人系統(tǒng)A一樣。只有ArtiMinds的軟件才能為我們提供這種靈活性。”

自Wachter為自己和他的團隊發(fā)現(xiàn)ArtiMinds機器人編程套件以來，他一直在使用它來開發(fā)適用于各種任務(wù)的解決方案。將簡要介紹三種此類機器人應用程序：

在實驗室環(huán)境中使用輕型機器人，為可行性研究創(chuàng)建模擬，以及為以前認為無法自動化的任務(wù)開發(fā)應用程序。

機器人作為靈活的實驗室助手

ZF Friedrichshafen在Schweinfurt工廠運營著一個大型實驗室，用于各種分析，例如材料測試。Wachter解釋說：“到目前為止，在單獨的房間中可以使用固定系統(tǒng)來獲取X射線圖像。由于這種安裝方式不靈活，因此實驗室的同事還購買了移動X射線單元。”

該設(shè)備可以認為是手持掃描儀。為了產(chǎn)生良好的X射線圖像，必須以恒定的速度和恒定的迎角沿工件引導移動式X射線單元。結(jié)合防止X射線的防護，原則上，此任務(wù)對于輕型機器人來說是理想的選擇。

然而，問題在于工件的種類以及相關(guān)的不同要求。沃特(Wachter)的協(xié)作機器人工程師喬納斯·阿諾德(Jonas Arnold)解釋說：“每天必須檢查不同的零件。今天，將測試300個齒輪。明天它將成為批量大小為1的活塞桿。機器人的功能就像人的手臂，但可以更精確，更靈活地沿著不同的幾何形狀運動。但是，對于每次檢查，即對于每個運動序列，都必須對機器人進行重新編程。”

到目前為止，機器人編程一直是專家的任務(wù)。實驗室人員缺乏必要的資格。采埃孚如何解決這個問題?Wachter：“借助ArtiMinds機器人編程套件，我們能夠為實驗室的同事提供預定義的程序模塊。借助向?qū)В瑢嶒炇壹夹g(shù)人員可以輕松地配置機器人的運動序列。這是快速完成的，并且只有基本知識是必須的。”

對于簡單的幾何形狀，兩點之間的線性移動就足夠了。對于更復雜的任務(wù)，機器人可以將自己定位在相應測試零件的CAD模型上。CAD2Path功能可根據(jù)加載到軟件中的CAD數(shù)據(jù)創(chuàng)建程序，從而在此提供幫助。

沃克特總結(jié)。“通過機器人編程套件的簡化配置，一開始就使這種類型的應用程序在實驗室環(huán)境中成為可能。甚至非專家也可以對機器人進行編程，并通過可視化仿真檢查結(jié)果。”

模擬，然后實現(xiàn)

無論如何，模擬是生產(chǎn)技術(shù)中心機器人技術(shù)的主要任務(wù)之一。為此，Arnold經(jīng)常使用機器人編程套件。他解釋說：“在給定的情況下，我們經(jīng)常面臨估算機器人是否可以滿足特定周期時間的任務(wù)。在簡單的情況下，很容易對此進行估算。但是在更復雜的項目中，我們必須做出可行性研究。”

過去，面對進行此類可行性研究的任務(wù)，采埃孚不得不在現(xiàn)場安裝機器人系統(tǒng)，并為此付出昂貴的代價，開發(fā)合適的應用程序并測試系統(tǒng)是否滿足指定的周期時間。借助機器人編程套件，ZF不僅可以編程，還可以模擬應用程序，從而節(jié)省了時間和成本。喬納斯·阿諾德(Jonas Arnold)解釋說：“可視化使我們能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在問題。這已經(jīng)從空間條件開始?？捎每臻g甚至提供足夠的移動自由度嗎?”

另外，在使用協(xié)作機器人時，必須滿足特殊標準，以確保人機協(xié)作的安全性。Arnold解釋說：“例如，我們必須預先進行評估，在可能發(fā)生人與機器人碰撞的地方。機器人手臂可以達到頭部的高度嗎?是否有可能的夾緊點?為了確保安全，我們必須遵守以下規(guī)定：以及壓力值和限制機器人運動的速度。在抓取過程中，我們必須考慮到會導致時間延遲的不準確性。我們可以通過使用Robot Programming Suite對其進行仿真來更輕松地評估所有這些情況。”

基于此類技術(shù)可行性研究，ZF還可以估算出使用機器人進行相應任務(wù)是否在經(jīng)濟上值得。沃克特評論說：“最后，這始終是我們是否能夠達到某個目標的問題。一個輕量級機器人，其工作時間為20到30秒，必須進行硬件，編程和安裝。不超過規(guī)定的價格。借助模擬，我們可以在早期階段迅速評估我們是否可以達到該目標。”

喬納斯·阿諾德(Jonas Arnold)總結(jié)說：“對我而言，RPS的最大優(yōu)勢在于許多靈活的功能，這些功能使我們甚至可以在實際構(gòu)建應用程序之前就對其進行仿真，并且還可以執(zhí)行以前從未自動化的新任務(wù)。”

按特殊要求開放

Uwe Wachter和Jonas Arnold已經(jīng)在各種應用中積累了多年的經(jīng)驗。而且，他們?nèi)匀唤?jīng)常遇到不太容易實現(xiàn)的應用程序。他們發(fā)現(xiàn)：“安全氣囊是在葡萄牙的采埃孚工廠內(nèi)縫合在一起的。面臨的挑戰(zhàn)是，即使安全氣囊的幾何形狀不一致，縫紉速度也必須保持恒定。” 事實證明，用機器人來完成這項任務(wù)非常困難。因為根據(jù)Arnold的說法，“機器人幾乎位于組件的中心位置。這意味著，取決于機器人臂必須移動多遠和以什么角度移動，移動速度必須不斷進行調(diào)整。”

緩解熟練工人的短缺

Wachter和Arnold確信，機器人的使用在ZF將來將繼續(xù)變得越來越重要。因為他們看到了巨大的潛力，特別是在非增值過程或迄今為止無法實現(xiàn)自動化的領(lǐng)域中，但是代表著很高的物理壓力或單調(diào)的工作。Wachter解釋說：“專門用于經(jīng)典機器人編程的工作人員很少。借助RPS，我們至少可以有選擇地通過在軟件的幫助下實現(xiàn)機器人應用程序來緩解這種短缺。” 此外，數(shù)字現(xiàn)代工具在年輕的初級職員中比在復雜的程序代碼中更受歡迎。“這也使在采埃孚工作更具吸引力。”

機器人正在自我維護

ZF目前正在評估ArtiMinds機器人工具學習與分析(LAR)。阿諾德(Arnold)已經(jīng)清楚地知道此功能如何為他提供幫助：“維護機器人系統(tǒng)所需的工作對我們來說是一個大問題。我們在某些應用中，磨損以及材料特性隨時間的變化會改變LAR可以幫助我們及早進行干預，只需單擊幾下即可進行更正，甚至可以使機器人自動適應。”

在較大的系統(tǒng)中，重新教學可能需要幾天的時間，在此期間，系統(tǒng)處于停止狀態(tài)。這正是機器人學習和分析的用武之地。在操作過程中，LAR會不斷收集每一次動作的數(shù)據(jù)?；诖藬?shù)據(jù)收集，例如，如果抓地運動中出現(xiàn)不正確的信息，該軟件可以及早檢測并發(fā)出警告。避免了昂貴的維護工作。

沃克特總結(jié)說：“通過使用ArtiMinds機器人編程套件，我們能夠降低機器人應用程序開發(fā)的成本。借助針對機器人的學習與分析，我們還將能夠在未來降低維護成本。”