前言
人口老齡化與少子化背景下,“機(jī)器換人”,由機(jī)器人替代重復(fù)性及危險(xiǎn)性的工作,是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ),也是未來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的保障,其意義不言而喻,同時(shí)也已是老生常談的話題。
但是隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型不斷向前邁進(jìn),機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),數(shù)字化高技能人才的需求缺口卻越來(lái)越大,尤其在機(jī)器人專業(yè)領(lǐng)域的人才需求更為凸顯。
如何培養(yǎng)合格的機(jī)器人專業(yè)人才?教育問(wèn)題始終是重中之重。面對(duì)當(dāng)下產(chǎn)學(xué)研的人才培養(yǎng)不匹配,大族機(jī)器人與合作伙伴基于前沿VR、AR及數(shù)字孿生技術(shù),共同開發(fā)“數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)”,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人教學(xué)效率的倍增,培養(yǎng)機(jī)器人操作的高級(jí)技能型人才。
1. 痛點(diǎn):產(chǎn)學(xué)研供需不匹配
機(jī)器人被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,不僅是在減速器,伺服電機(jī),關(guān)節(jié)模組及其他如機(jī)器人視覺(jué)等領(lǐng)域的研發(fā)難度高,其操作難度也非同一般,一個(gè)熟練的機(jī)器人操作員需要在企業(yè)生產(chǎn)車間內(nèi)多次鍛煉,理論與實(shí)踐相結(jié)合,才能培養(yǎng)得到。
但在當(dāng)下許多高校的普遍培養(yǎng)現(xiàn)狀中,或受限于機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室配置高昂無(wú)法滿足多數(shù)學(xué)生的實(shí)踐需要,或囿于陳舊的機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)模式而忽視實(shí)踐教育,這些都導(dǎo)致如今機(jī)器人專業(yè)技術(shù)人才的稀缺,并已經(jīng)成為亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
2. 解決方案:數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)
Q:什么是數(shù)字孿生?
A:數(shù)字孿生是在數(shù)字世界中建立與物理實(shí)體的性能完全一致,且可對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真的模型。利用安裝在真實(shí)系統(tǒng)上的傳感器數(shù)據(jù)作為該仿真模型的邊界條件,實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生體與物理實(shí)體的同步。
2.1 數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)-硬件
——單工位數(shù)字孿生機(jī)器人硬件操作臺(tái)
其主體由VR機(jī)器人實(shí)訓(xùn)操作一體機(jī),大族協(xié)作機(jī)器人Elfin、VR頭盔(1套),VR操作手柄(2對(duì))定位器,1臺(tái)Pad,1套追蹤器等設(shè)備組成。
學(xué)生通過(guò)顯示屏進(jìn)入實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)后,用戶可選擇戴上頭盔或直接在Pad上通過(guò)虛擬示教器或者通過(guò)手柄拖拽的方式操作機(jī)器臂,用戶同時(shí)可以體驗(yàn)不同品牌單個(gè)機(jī)器人工作站的焊接、搬運(yùn)、碼垛、上下料等任務(wù)訓(xùn)練,以及實(shí)現(xiàn)虛擬協(xié)作機(jī)器人和實(shí)體協(xié)作機(jī)器人的虛實(shí)互控、虛實(shí)互動(dòng)。
2.2 數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)-軟件
——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)
數(shù)字孿生機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)軟件充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR),在虛擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的知識(shí)學(xué)習(xí)和體驗(yàn)真實(shí)環(huán)境應(yīng)用。
并利用數(shù)字孿生技術(shù),在虛擬仿真技術(shù)基礎(chǔ)上依托并集成其他技術(shù)以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)映射、虛實(shí)互動(dòng),讓教學(xué)和實(shí)訓(xùn)更高效,操作方式包括虛擬示教器操作、手柄拖拽機(jī)器臂方式、實(shí)體示教器和Pad觸摸式。
平臺(tái)提供了大族機(jī)器人多行業(yè)(如:焊接、碼垛、搬運(yùn)、上下料、切割、噴涂等)應(yīng)用場(chǎng)景。
3. 一起探索更好玩的機(jī)器人操作體驗(yàn)
不止于VR,大族機(jī)器人不斷探索以前沿技術(shù)賦能機(jī)器人學(xué)習(xí)與使用。
我們與合作伙伴開發(fā)基于AR實(shí)現(xiàn)絕佳的機(jī)器人操作體驗(yàn),讓生產(chǎn)環(huán)節(jié)更簡(jiǎn)易,快和大族機(jī)器人一起探索更多實(shí)用、安全、簡(jiǎn)單、好玩的工作新模式。