最近，我们将同样的自动化钻孔技术运用于艺术创作，打造出一件令人惊叹的作品。

如今，自动化机器人钻孔已出现在艺术与数字艺术领域，Neoset Designs工作室为艺术家 Robert Longo打造的艺术品便是典型范例。

本文将揭秘实现高端自动化机器人钻孔的关键步骤。

一件独特的艺术品

艺术家Robert Longo设计了一件名为《死亡之星2018》的装置作品，为此专门定制了一套自动化钻孔系统。

这件艺术品是一个悬浮球体，表面覆盖着4万枚抛光的铜制子弹壳，象征着过去25年间美国大规模枪击事件死亡人数的增长。为支持遏制枪支暴力的行动，《死亡之星II》作品销售收入的20%将捐赠给”每个城镇支持枪支安全”组织。

技术挑战：高精度机器人钻孔解决方案

这件艺术品由Neoset Designs工作室出品。通过采用最新的机器人钻孔技术，让他们在两周内完成了4万个钻孔，精度误差始终控制在0.15毫米以内。

单纯钻孔易如反掌，但实现高速精准钻孔却是一大技术难题。核心挑战在于精准定位钻孔点，在保持规定公差的同时确保生产效率。

机器人能有效加速生产流程，这本是经济高效的解决方案，但众所周知，传统机器人存在精度不足的缺陷。

本次采用的系统包括KUKA Titan机器人（KUKA是当前最大型号机器人）、加工主轴和WEISS品牌回转工作台。为达到预期精度标准，还配备了Creaform C-Track光学测量系统。通过RoboDK软件进行机器人校准与离线编程，最终实现0.15毫米以内的校准精度，满足4万个钻孔点的公差要求。

幕后创新：工业机器人的精密艺术

对于工业机器人领域的挑战，Neoset Designs总能迎刃而解。他们集结了专业的团队和设备，打造出这件独特的艺术杰作。

为了建造这个重达1吨、由子弹构成的球体，他们必须将球体分成两半制作。每个半球均由铸钢制成，这对于机器人钻孔工艺至关重要，因为它能使机器人的加工和钻孔过程更加稳定。在钻孔之前，每个半球都经过精密加工，以确保球面精确且完美无瑕。

内部结构和工字梁骨架由Proptogroup设计。

一位前美国宇航局的工程师协助Neoset团队创建了一套坐标点，用以描述每颗子弹在三维空间中的位置。团队使用Matlab定制了一种专用算法，确保所有子弹孔之间的间距保持均匀一致。

为此，还专门设计了一款特制的钻孔工具，以最大限度地减少振动。这款工具就像一台安装在机器人法兰上的微型三轴数控机床。

最后，Neoset公司还利用RoboDK软件对KUKA Titan机器人进行校准，并采用自适应机器人控制技术来完成4万个点位（孔洞坐标）的钻孔作业。通过Python脚本和机器人驱动器，在RoboDK中实现了实时机器人补偿——即在机器人开始钻孔循环前，通过测量系统验证定位精度。若精度未达标，则利用C-Track 6D测量系统（位姿补偿）对机器人位置进行修正。该补偿程序在每次钻孔前执行，最终实现了优于0.1毫米的定位精度。

能够直接参与Neoset团队运用RoboDK、Matlab及Python API构建这一独特钻孔系统的过程，对RoboDK而言是一段难得的经历。

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对于工业应用而言，时间限制一直是需要平衡的难题。添加机器人可以提高整条生产线的产量，但工厂生产线的动态特性也给机器人自动化带来了挑战。

机器人需要适应不同的生产线速度、严格的周期时间要求以及物体位置的不断变化。

受客户所提出挑战的启发，作为视觉引导机器人领域的专家，Inbolt使用 RoboDK创建了一个强大的实时视觉应用。

解决移动生产线上的实时机器人难题

Inbolt是一家专注于实时机器人视觉和人工智能领域的公司。该公司总部位于法国和美国，在2019年从加利福尼亚大学伯克利分校的一个预加速器项目结束后成立。

Inbolt团队围绕客户经常提及的各种限制条件和挑战，开发了这款最新的应用程序。

此类限制条件包括以下需求：

• 达到特定的循环时间。
• 适应不同的线速。
• 准确估计周期时间。
• 确保机器人能够到达所有目标位置。

该团队发现，若不进行物理测试，要满足这些限制条件颇具挑战性，因为物理测试不仅耗时，而且缺乏灵活性。

解决方案：利用精准模拟来简化电池模组设计

生产线的调整变化给团队带来了难得的机遇。

当时，该公司的不少客户已经在借助RoboDK软件来仿真他们的机器人工作站。这为Inbolt简化并优化其验证流程提供了良机。

借助RoboDK，Inbolt团队搭建了一套系统，用于评估工作站布局配置。借助该系统，能确保机器人在整个运动过程中都能稳定到达所需位置。

RoboDK应用程序是如何结合在一起的

为了构建他们的应用程序，Inbolt团队采用了一种结构化的方法，该方法以创建一个高效、贴近现实世界的流程为核心。

该应用程序具备的功能包括：

• 利用带有移动传送带的产线模拟来复制工厂环境。
• 集成一个模拟摄像头，用于追踪传送带上移动的零部件，并向机器人提供实时位置数据。
• 分析模拟结果（如循环时间），以优化所创建的机器人程序，使其满足客户需求。

在测试装置中，团队对机器人进行编程，使其在零部件一进入摄像头的视野范围就开始对其进行加工处理。

在完成数据分析后，团队能够迅速对应用程序进行调整，直至找到最佳设置方案。

由于该系统的核心目标是验证系统的可行性，因此整个过程中仅使用了RoboDK这一款软件，并且在此阶段无需进行硬件集成。

Inbolt所应对的动态生产的五大核心挑战

Inbolt构建的方案解决了在移动生产线工作时常见的一些核心挑战。

以下是他们所应对的挑战：

1.实现实时跟踪的精准性

在传送带上让机器人运动与快速移动的物体保持同步时，常常会出现延迟或跟踪误差。

Inbolt通过将3D摄像技术融入该流程，能够捕捉实时位置数据，从而实现精准的实时跟踪。

2.应对生产线可变速度

现代工厂环境的动态特性意味着机器人需要根据特定生产线的情况适应不同的产线速度。

该解决方案使团队能够在模拟环境中测试并适应不同的产线速度。

3. 消除硬件限制

采用传统方法开发此类先进的机器人应用程序，需要进行大量的物理硬件测试。

Inbolt通过机器人仿真技术，开发出了这一项功能，使其现场应用工程师能够在无需进行成本高昂的实物测试的情况下，快速对程序的修改进行测试。

4. 平衡成本和时间效率

在机器人应用的开发与测试过程中，成本与时间一直是关键考量因素。

借助RoboDK平台，团队不仅能够显著加快为客户设计流程的速度，还能在进入实物测试阶段前为客户提供更强的信心保障。

5. 验证与优化站点配置

该解决方案的一大优势在于其能大幅简化不同站点配置的验证与测试流程。

公司现场工程师可通过单一软件完成站点配置测试、验证工作，并将模拟结果共享给客户以提升沟通效率。

为什么选择RoboDK是明智的决定

在为项目选择仿真平台时，Inbolt团队对多款机器人仿真软件进行了评估。他们既考察了工业级解决方案，也研究了学术类工具，最终得出以下结论：

• 传统工业软件价格昂贵、受供应商限制且需要专业培训。
• 学术类工具虽然多为开源，但要求使用者具备高级编程技能并进行大量定制开发。

Inbolt联合创始人兼首席运营官Albane Dersy解释道：

“RoboDK 非常适合这个项目，因为它让仿真流程既简单又灵活。借助该平台，我们无需使用实体机器人或其他硬件，就能高效测试不同的工位配置方案。”

能够模拟移动生产线并实时验证机器人性能，这极大地提升了该公司验证流程的可靠性。此举不仅为他们节省了宝贵的时间，更在实际测试前为其设计方案增添了额外的信心保障。

Inbolt和RoboDK的下一步是什么

这一进展只是Inbolt为工业机器人领域推出的最新创新解决方案。

该团队计划通过将类似的流程应用于其他动态工业流程来扩展这个解决方案。他们还正在考虑升级这个解决方案，在数据中添加实时深度摄像头，从而提供更详细的跟踪功能。

该项目为测试和验证工业机器人流程提供了宝贵方法。

这个项目代表了一种测试和验证工业机器人流程的有价值方法。

借助RoboDK的强大功能并结合自身专业优势，Inbolt团队成功将原本可能耗时费力的挑战转化为简化的、有发展前景的解决方案。

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虚拟调试的兴起对RoboDK来说并不奇怪——在过去的十年里，我们一直在推广使用虚拟仿真技术进行机器人部署！

机器人部署中的一个关键挑战是硬件组件之间缺乏集成。可编程逻辑控制器（PLC）和机器人控制器之间的碎片化就是一个很好的例子。

UNIMORE的研究人员正在使用RoboDK来弥补这一问题，这是也是欧洲PeneloPe项目的一部分。

UNIMORE和PeneloPe

此RoboDK项目涉及摩德纳大学和雷焦艾米利亚大学（UNIMORE）工程科学与方法系（DISMI）的研究人员。

UNIMORE

位于意大利摩德纳的摩德纳和雷焦艾米利亚大学位于工程原理与实际应用相结合的前沿。DISMI研究任务的其中之一就是将研究知识转移到社会和商业环境中。

PeneloPe

PeneloPe项目由欧洲地平线2020计划资助。它由专门从事可持续性、自动化和其他制造技术的合作伙伴公司的协作网络提供支持。

该项目旨在通过开发闭环数字通道来彻底改变制造业。UNIMORE团队是则是负责将工业机器人集成到这个数字通道中。

挑战：协调PLC和机器人控制器

部署机器人系统时的一个常见挑战是硬件组件之间的碎片化。这种标准化的缺乏通常会使集成机器人技术的过程复杂化——事实上，解决这个问题是我们RoboDK的核心之一。

UNIMORE的研究人员确定了一种通常具有挑战性的特定硬件组合：PLC 和机器人控制器。

在这项研究中，该团队指出，这两个组成部分之间的有效协调至关重要。制造商经常面临缩短上市时间的压力。但是，当组件由不同品牌制造时，集成可能既困难又耗时。

该团队致力于创建用于仿真多品牌机器人系统的统一方法和软件工作流程。

系统：RoboDK、KUKA以及TwinCAT

研究人员创建的解决方案将一些核心硬件和软件组合到一个集成系统中：

硬件组件

核心硬件组件包括：

库卡KR210 R2700 Prime机器人——这款来自KUKA的多功能工业机器人为该解决方案提供了核心机器人硬件。

工具库——工具库为生产过程的各阶段提供了一个井井有条的空间，并可以快速访问多种工具。

主轴工具——主轴用于团队对于去毛刺等加工操作的测试用例应用。

软件组件

该系统的核心软件组件包括：

RoboDK模拟器——该解决方案的核心是RoboDK。除了强大的离线编程和仿真功能外，RoboDK还提供了允许多品牌组件兼容性的关键功能。

Beckhoff TwinCAT——TwinCAT用于PLC开发，为创建工业程序和处理数据交换提供了平台。

ROS2连接器——该团队还开发了该系统的增强版本，使用机器人操作系统（ROS）作为系统协调器。

Python通信桥——该团队使用Python编程语言开发了一个通信桥，以使用TwinCAT来管理RoboDK和PLC之间的实时I/O信号同步。

该解决方案的5个潜在好处和影响

UNIMORE团队提出的解决方案为希望部署多品牌自动化解决方案的制造商提供了几个潜在的好处，包括：

更高的效率——为PLC和机器人通信创建单一的组合系统意味着更加简化和高效的机器人部署。

降低成本——通过RoboDK和系统进行虚拟调试，允许工程师优化仿真，减少停机时间，从而降低了机器人集成的成本。

加快上市时间——通过简化PLC和机器人控制器之间的协调，该系统可以加快将新解决方案推向市场的时间。

提高灵活性——互操作性通常是自动化工程师面临的挑战，而，专注于多品牌自动化解决方案解决了互操作性的核心挑战。

更广泛的应用——此方案的测试应用是铸铁部件的去毛刺。但是，它可以应用于更多应用。作为PeneloPe项目的一部分，该团队已经在努力将其用于航空航天试验线。

项目的下一步

UNIMORE团队的这个项目为PeneloPe项目的未来发展提供了核心基础。通过其ROS2集成，该团队希望为任务协调和系统管理开辟新的途径，以提升该工具的功能。

在PeneloPe项目中，下一步是将该系统应用于航空航天飞行器生产线的制造，该生产线解决了飞机机身下部的组装问题。

在您的项目中使用RoboDK

您是否有可以从RoboDK的广泛功能中受益的项目？

UNIMORE团队的这个项目只是使用RoboDK的众多机器人研究项目之一。

RoboDK一直是PeneloPe项目中的核心工具之一，使我们能够从初步阶段开始有效地模拟定制机器人单元及其完整的控制软件。它与外部软件的轻松集成允许更快的开发和调试，UNIMORE机械工程教授Pietro Bilancia说到：

该软件的简洁界面和强大的API接口允许您通过自己的开发来扩展软件的核心功能，避免重复工作。

如果您想试用 RoboDK，只需下载免费试用版并亲自试用即可。我们还为学术研究人员提供了教育许可证。

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该合作伙伴关系有望为KeMotion控制器的用户带来好处，使他们能够从机器人系统中获得更多收益。该解决方案提供了一种简单的方法，可以将机器人程序传输到控制器，并在数字环境中监控机器人的执行。

让我们来探讨一下这种合作，并给出一个示例应用程序来展示该解决方案的强大功能。

KEBA简介

KEBA是一家国际技术公司，总部位于奥地利林茨。它是一个由16家公司的26家子公司组成的网络，拥有2,000多名员工。

该公司已经运营了50多年，专门为各个行业开发创新自动化解决方案。它的使命是利用其技术使人们的日常生活和工作更轻松。

在工业自动化领域，根据“创新实现自动化”的指导原则，KEBA为通用机械和机床以及内部物流、机器人、塑料、风能、涡轮增压系统和钣金加工开发和生产创新和高质量的自动化解决方案。

无论是硬件还是软件，无论是单个组件还是完整的解决方案，奥地利的技术专家都能为所有工业要求提供强大、模块化和安全的解决方案。KEBA 所提供的一系列名为 KeMotion 的工业运动控制和机器人解决方案，深受机器人用户追捧。

KEBA和RoboDK如何合作

KEBA和RoboDK在德国慕尼黑举行的 2023年智能生产解决方案（SPS）活动中宣布了此次合作。

此次合作包括在RoboDK中支持KAIRO编程语言，该语言用于对KEBA控制器进行编程。我们还共同增加了实时监控KEBA机器人的运动功能，并在RoboDK的3D模拟环境中显示。

此次合作还提供了其他的增强功能，包括：系统设计和实施的工作流程，以及相关的售后支持。

我们与KEBA的团队一起，致力于帮助公司的机器人用户提高机器人编程的易用性和效率。

KEBA和RoboDK合作伙伴关系的5个好处

如果您是KEBA用户，此次合作可以为您的机器人应用带来一些显著的好处。

以下是您可以从合作中获得的5个好处：

1. 流畅的机器人编程工作流程—随着RoboDK现在紧密集成到您的机器人工作流程中，您可以期待一个更加流畅的设计，实施，执行和监控机器人程序的过程。
2. 增强的机器人控制—您现在可以将程序数据直接从RoboDK传输到您的KeMotion控制器。这确保了只需单击一个按钮即可准确高效地执行运动。
3. 对您的物理机器人进行数字监控—RoboDK的数字监控功能允许您在模拟环境中跟踪物理机器人的运动。借助数字孪生，您可以帮助提高机器人部署的准确性，并随着时间的推移进一步改进其操作。
4. 离线编程和仿真—使用RoboDK的一个核心好处是其离线编程。这使您无需将机器人从工作中移除，也可以模拟和编程您的机器人，从而提高生产力。
5. 改进的售后支持—KEBA和RoboDK之间的合作伙伴关系承诺提供强大和持续的支持，确保在您一起使用这些产品时获得更加流畅的体验。

最终，这种合作将使您在对自动化系统进行编程时的生活更轻松。当您使用 KEBA产品部署机器人时，它有助于打破潜在的障碍。

示例应用程序：带有RoboDK的LockTCP

KEBA和RoboDK之间的合作在实践中是什么样的？

KEBA的Markus Winter使用该技术创建了一个简单的机器人编程任务，以展示它在实际情况下的工作原理。该应用的目的是测试机器人可达性，同时保持机器人的末端执行器就位。

以下是应用程序的 5 个步骤：

1. 使用LockTCP功能

Markus首先激活RoboDK的LockTCP功能。其工作原理是将工具中心点（TCP）保持在空间中的固定位置。

通过此应用程序，这使他能够验证机器人是否满足空间要求并测试机器人的可达性。

2. 创建程序

然后，他可以在RoboDK中放置目标，这些目标是机器人在程序中所需的位置。

在此示例中，他只添加了两个目标，但在实际应用程序中可能有几十个目标。

3. 在虚拟环境中运行

在运行真实的机器人之前，他在RoboDK模拟中运行机器人程序。

由于测试程序只有两个目标，因此机器人只需在这些目标之间移动即可。

4. 在真实机器人控制器上进行测试

一旦确定模拟机器人按预期运行，Markus就会将程序下载到物理机器人。

物理机器人遵循编程的运动。同时，RoboDK模拟中的数字孪生会更新其位置以反映这一点。

5. 部署应用程序

最后，是时候将程序发送到KEBA示教器了，这样它就可以运行，而无需连接到计算机上的RoboDK。

RoboDK处理程序并将其转换为KAIRO编程语言。然后，它会将其发送到 KEBA控制器。

关于KEBA和RoboDK战略合作伙伴关系的最终想法

KEBA和RoboDK之间的合作预示着KEBA机器人用户激动人心的未来。

有了这种合作关系，KEBA 用户可以确保他们的机器人应用程序获得简化且更强大的编程过程。这将有助于减少停机时间并提高这些机器人部署的生产力。

我们期待看到KEBA用户使用RoboDK部署有趣的应用程序！

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绘画机器人

您上一次购买艺术品是什么时候？艺术世界是封闭的，高度排他性的，远远超出了普通消费者的价格范围。如果你像大多数人一样，你可能从未买过一件。

这并不是因为缺乏需求。作为具备社会属性的人类，我们热爱绘画。人类有数千年的历史，证明了我们对挑战和激励人心的艺术创作的热爱。我们成百上千地涌向博物馆，只为一睹蒙娜丽莎或沃霍尔的汤罐头。问题在于没有办法缩放这些碎片，以便每个人都可以将它们带回家。

每个书架上都摆放着世界上最好的文学作品，每个扬声器都播放着世界上最好的音乐。当人们问自己：为什么不把世界上最好的艺术品挂在每个架子上时？亚克力机器人就诞生了。

超过70%的全职艺术家生活在贫困线以下。他们目前没有办法发展业务，因为每件作品的生产时间很长，销售时间甚至更长。平面艺术印刷品虽然好，但它们不能捕捉到“真实事物”的魔力：丰富的颜料、层次、纹理和光泽。这种过时的动态不仅影响消费者，对艺术家也不利。

他们对艺术界的稀缺性和排他性现状感到沮丧。因此，他们开始着手改变它——使用机器人技术。

Aurograph 简介

Aurograph代表了批量生产美丽，有质感的绘画艺术的技术突破。该技术捕捉并复制艺术品的光环，产生绘画、纹理、超精确的复制品，保持艺术家的独特风格，包括分层、颜色混合和压力应用技术。

每个Aurograph都包含数千个笔触，有助于最终结果的深度和维度。研究表明，观看绘画艺术会激活大脑中的运动神经元，想象艺术家的笔触。Aurograph与失去质感、颜料、压力和光泽的传统印刷品不同，它确保这种感官参与的保留。

机器人的痛点

创建Aurographs需要机器人以高精度和复杂的机动性进行操作。与艺术家不同，机器人缺乏直觉和创造力，因此在绘画前需要大量的技术准备。

每幅独特的绘画和不同的艺术风格都需要有动态机器人的要求，因此快速原型制作和迭代至关重要。在物理画布上进行所有原型设计和迭代将浪费资源、机器人容量和工程时间。因此，高效和高质量的输出是成功的关键。

RoboDK挽救现状

RoboDK是机器人模拟领域的领导者，提供完善机器人绘画艺术品所需的工具。其先进的仿真功能解决了生产过程中的痛点，实现了运动可视化、速度评估和干扰检测，从而优化了生产环境。

RoboDK能够测量运行时间和优化循环时间，从而可以微调每副画的运行时间，以获得最佳性能。这加快了开发周期，确保了机器人的高效运行，从而产生了更多高质量、现成的画作。

RoboDK拥有来自不同制造商的大量机器人模型库，无需物理机器人即可简化兼容性测试。它不像许多拾取和放置应用，有助于检测操作体积内的奇点，这对于在机器人涂装中保持精确的点对点路径至关重要。

与CAD软件的无缝集成使亚克力能够直接将模型导入RoboDK环境，从而消除了对3D打印资源的需求。这简化了工作流程，支持快速原型设计，并通过在虚拟领域中试验设计文件进行持续改进。模拟环境变量，例如颜料罐、画笔和画布的放置决定了最有效的生产设置。

RoboDK还验证了不同生产配置和演示的完整组件，确保每个组件都正确定位并无缝地协同工作，从而保持机器人喷漆过程的高标准。

通过利用RoboDK的模拟和软件工具，亚克力机器人可以简化他们的工作流程，降低成本，并制作出高质量的纹理艺术品，捕捉艺术家触摸的精髓。这种创新方法开启了艺术表现的新时代，使独特而美丽的作品接触到更广泛的观众。

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RoboDK和KEBA工业自动化正式宣布合作。RoboDK于2015年在加拿大成立，专门致力于解决离线编程和仿真。KEBA现在在工业机器人领域拥有 30 多年的专业知识，凭借其 Kemro X 自动化平台，使整体解决方案、机器人运动和相应过程功能之间能完美交互。KEBA Industrial Automation 机器人产品经理 Michael Garstenauer 表示：

我们很高兴将我们的控制技术成功集成到RoboDK中。RoboDK 开发了一个基于KEBA新的安全和强大的web API的KeMotion KEBA驱动程序，从而支持相应的工作流。

得益于两个开放平台

这两个开放的平台使得从桌面创建和测试几个机器人单元场景成为可能，只有这样才能建立真正的生产单元。这意味着机器人的最佳位置可以在实际使用之前确定。周期时间最小化，避免奇异点，并确保可访问性。这样可以缩短调试时间，节省员工资源，最终为客户快速提供可靠的报价。Garstenauer 说道：

例如，如果你给一个机器人编程来绘制一个复杂的3D 结构，比如一个设计师椅子，这通常需要花费几个小时——使用 RoboDK 你可以在几分钟内完成。

轻松传输到 KEBA 控制单元

目前可用的功能允许在 RoboDK 环境中基于零件和系统的三维模型以 KEBA 语言 KAIRO 创建机器人程序。此外，还有一个用于传输到 KEBA 控制器的简单选项。机器人运动的执行既可以在数字环境中进行监控，也可以通过RoboDK中的实际机器人控制器进行监控。

高级仿真和编程功能

RoboDK软件开发主管Samuel Bertrand说：

Kemro X 和 RoboDK 之间的集成为 KEBA 用户提供了先进的仿真和编程功能，包括 CAD 到路径功能、离线编程 （OLP）、数字孪生功能、碰撞检查、机器人 CAM 等。通过将KEBA系统集成到RoboDK中，我们旨在提高机器人自动化的效率、控制和灵活性。

数字孪生技术，易于维护

即使在生产单元设置并运行后，也可以使用数字孪生轻松维护或修改。记录的数据可以轻松快速识别问题并提供高效的客户支持和服务。KEBA和RoboDK之间的合作也对终端用户有很大的好处：它最大限度地缩短了产品更换期间的停机时间，并通过快速识别问题，确保了他们有效的服务和支持。

KEBA和RoboDK合作的主要优势和关键点包括：

• 高级仿真：使用户能够在模拟环境中虚拟创建和测试机器人单元场景，确保在实际实施之前实现最佳定位和性能。
• 缩短设置时间：通过简化编程任务和设置程序，最大限度地减少调试时间并节省员工资源。主要特点是自动生成机器人路径，以便机器人系统处理新零件或产品。机器人长达一小时的手动示教被快速简便的软件驱动流程所取代。
• 加强监控和维护：使用数字孪生便于监控和维护，确保快速识别和解决问题。
• 可靠高效的支持：保证有效的客户服务，最大限度地减少产品更换期间的停机时间，并具有快速解决问题的能力。

关于RoboDK

RoboDK由Albert Nubiola于2015年1月创立，是加拿大蒙特利尔ETS大学享有盛誉的CoRo实验室的衍生公司。RoboDK软件旨在为大大小小的公司以及编程人员和非编程人员提供强大的机器人仿真和编程功能。如今，它已支持来自 80 多家不同制造商的 1000 多台机器人，包括 ABB、Fanuc、KUKA、Yaskawa/Motoman、Stäubli、Omron 和 Universal Robots等。

关于KEBA工业自动化

KEBA成立于1968年，总部位于林茨（奥地利），在全球设有子公司，业务涉及三个业务领域：工业自动化、交接自动化和能源自动化。例如，控制和安全技术、机器和机器人的驱动技术、自动取款机、包裹和转运机，以及电动汽车的充电站和加热控制，都是自动化产品组合的一部分，该公司拥有约 1800 名员工。

在工业自动化领域，按照“以创新实现自动化”的指导原则，KEBA 公司开发和生产用于一般机械和工具结构以及内部物流、机器人、塑料、风能、涡轮系统和钣金加工的创新和高质量自动化解决方案。无论是硬件还是软件，无论是单个组件还是完整的解决方案，该公司都能为所有工业需求提供强大、模块化和安全的解决方案。

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一家名为Multiply Labs的公司通过使用机器人和RoboDK软件创建了一个系统，从而来克服这些特殊需求。

使用Multiply Labs的创新方法，自动化细胞治疗生产有可能显著降低成本，同时确保在细胞产量、活力和表型方面与人工过程在统计学上相当的结果。

这种新系统可以带来生产这种疗法的新时代，超越以前耗时的人工过程，并最终为有需要的患者提供细胞疗法的可扩展性。

让我们看看他们如何使用RoboDK来创建系统。

什么是细胞疗法生产

细胞疗法涉及在受控环境中培养细胞。然后将它们放入体内以替换受损或患病的细胞或调节患者细胞的功能。这种疗法处于生物医学创新的最前沿，用于治疗癌症、自身免疫性疾病和其他各种疾病。

这种制造方式的挑战在于需要在整个复杂的多阶段生产过程中保持严格的纯度、效力和安全性。这涉及在受控环境中培养细胞、增殖和加工。

细胞疗法生产面临的一些独特挑战包括：

• 材料和工艺复杂性高。
• 跟踪、测试细胞活性和安全性。
• 需要通过患者特定的制造进行定制。
• 处理活细胞所涉及的物流挑战。
• 扩展这些生物过程以使其易于使用。

细胞疗法的前景是巨大的……但仅限于通过可靠的生产过程来生产细胞。

Multiply Labs

这正是Multiply Labs的专业。该公司起源于其创始人对机器人技术的热情。

Multiply Labs总部位于加利福尼亚州旧金山，专门开发行业领先的自动化制造系统，以生产个性化药物。该团队将机械和电气工程、软件开发和制药科学独特地融合在一起。

该公司认为，机器人和自动化在改善患者可及性和释放这些细胞疗法的可扩展性方面具有巨大潜力。他们的目标是创建与市场领先的制药仪器兼容的灵活机器人系统，这样制造商就不需要大幅改变其现有流程。

他们的系统是模块化的，可并行运行。这使他们能够实现高通量，因为可扩展性是许多制药商的核心关注点。

首席执行官兼联合创始人Fred Parietti 表示：

在Multiply Labs，我们正在积极开发一种细胞治疗机器人系统，该系统可以操作市场领先的GMP仪器，该系统已广泛用于细胞治疗生产。这是我们在全公司范围内持续寻求开创细胞疗法生产全自动端到端流程的一部分。为了在开发过程中将这一愿景变为现实，我们使用渲染来展示我们正在构建的内容。

个性化T细胞的机器人系统

该公司的最新发展之一是用于细胞治疗制造的机器人系统。该公司最近发布的一项同行评议研究表明，机器人单元扩增过程可以匹配性能，并降低手动过程的成本。

该系统利用机器人模块，使目前用于细胞治疗生产的市场领先仪器自动化。制造商可以灵活地组合和混合匹配机器人模块，以最好地匹配他们的流程，并且他们可以通过多个并联模块驱动高吞吐量。

Multiply Labs针对类似的手动流程测试了机器人系统。他们发现结果在统计学上是一致的。

Fred Parietti表示：

我们对这些初步数据感到非常兴奋，因为它为加速细胞疗法的可用性打开了大门。这些数据表明，制造商可以自信地实现现有细胞扩增工艺的自动化，而无需对工艺本身进行重大修改，从而有效地将生物工艺和监管风险降至最低。

随着自动化程度的提高，细胞疗法制造的劳动力成本可以降低到足以让更多人获得细胞疗法。

RoboDK的作用

RoboDK是创建该公司模块化机器人系统的关键部分。该团队将其用于早期研究、模拟创建、调试、渲染以及开发的其他各个阶段。

该团队将RoboDK用于他们的模拟渲染中，以演示Multiply Labs在物理原型准备就绪之前将要实现的目标。

Multiply Labs的机器人工程师Xiaojie Chen说：

我们于2023年3开始使用 RoboDK，发现它是帮助团队的绝佳解决方案。RoboDK团队还迅速解决了我们在测试期间看到的错误，因此我们是最早使用此功能的团队之一。得益于几个团队成员密切合作，整个项目完成得非常快。

Multiply Labs使用RoboDK的5种主要方式

RoboDK在团队发展的各个阶段都发挥了重要作用。

以下是该团队使用RoboDK的5种主要方式：

• 早期研究和碰撞预防——该团队首先使用RoboDK进行早期研究测试，并确保组件之间没有冲突。
• 创建精确的模拟——RoboDK能够模拟非常精确的运动，这是Multiply Labs使用它的关键因素。
• 渲染和Blender导出——该团队希望为他们的模拟创建高质量的视觉渲染，以演示原型。为此，他们在CAD中创建了模型，在RoboDK中运行了模拟，然后使用插件导出到Blender中进行进一步渲染。
• 快速响应反馈——使用RoboDK的一个好处是，它允许模型与其他软件顺利兼容。例如，Blender导出功能使团队节省了大量时间并从团队那里获得了快速反馈。
• 学习与效率——易学性是Multiply Lab采用RoboDK的一个重要方面。它使他们的工程师能够专注于工程设计，而无需过分关注学习新软件。

改变制药生产

Multiply Labs不仅热衷于机器人技术，还热衷于创造一个未来，让拯救生命的细胞疗法的制造变得可及、高效和可靠。

目前，细胞疗法的开发和制造成本过高，阻碍了广泛获得挽救生命的治疗方法。事实上，多达 50%的制造成本源于劳动密集型的手工流程和缺乏熟练工人。通过采用Multiply Labs的创新方法，自动化细胞疗法生产有可能显著降低成本，同时提高可扩展性。

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该系统包括一个安装在轨道（线性轴）上的6轴KUKA机器人臂，一个可倾斜的转台用于旋转操作，以及一个主轴。此外，GTV堆焊头（粉末+激光）使添加功能成为可能，使装载Steel 4140零件的整体循环时间为5分钟。该项目通过一个真实的应用实例，研究了FORCE Technology设置中的数字链。

FORCE Technology在考虑到其环境责任的同时，通过修复齿轮而非更换齿轮，避免了丢弃整个零件以及浪费材料和劳动成本。此外，通过消除更换零件的需要，他们降低了停机时间和成本。该项目是机器人集成如何改善维修保养和操作（MRO）以减轻可持续性问题的成功示例。

FORCE Technology使用ESPRIT和Hexagon的“混合”CAM来编程添加头部路径规划，并使用RoboDK解决运动学和碰撞问题，生成机器人代码，为增材制造创建工具路径轨迹。此外，ESPRIT中的RoboDK扩展简化了系统之间的通信，使终端用户更加便利。总体而言，FORCE Technology使用数字孪生和后处理完成了MRO应用，以改善焊接质量和减少废料。丹麦制造学院（MADE）为该项目提供了资金支持，使其取得成功。

如何通过RoboDK的机器人仿真帮助减轻可持续性问题

与制造全新零件相比，公司可以通过修复带有缺陷或损坏的大型组件来减少碳排放。

FORCE Technology的增材制造专家Ivar Dale提到：

这个项目是齿轮修复变得更加标准化的重要一步，并获得了修复齿轮再次投入使用所需的质量保证和信心。我们成功地实现了打印齿轮上原始齿的相同硬度。

RoboDK仿真离线编程工具还可以减少由车间编程引起的生产停机时间。公司可以在RoboDK的虚拟环境中测试机器人的能力。

此外，Dale继续说道：

使用ESPRIT/Hexagon的路径规划增材解决方案和RoboDK的后处理器，我们节省了大量时间来编程1mm的正偏移路径，因为齿形是有机的。这样可以节省我们在打印过程中的时间，尤其是在更大的修复中，但也节省了齿轮制造商的时间，因为我们添加的材料非常坚硬，每毫米都需要仔细进行CNC加工。

通过RoboDK工业模拟器改善激光焊接计划

RoboDK是一款经济智能、高效的工业机器人和机器人编程模拟器。它消除了现场编程的需要，优化机器人路径以避免奇点、轴限制和碰撞。由于其创新设计，不需要编码经验。

通过将RoboDK与其他系统（如ESPRIT和Hexagon的“Hybrid” CAM）结合使用，公司可以开发可持续生产流程。它降低了能源消耗，并减少了操作过程中产生的废物。

使用RoboDK的仿真和离线编程工具可以帮助公司降低生产成本和停机时间。此外，它还能减少生产周期中产生的危险材料。这些优势使RoboDK成为希望减少环境影响的公司的宝贵工具。如果您的企业致力于可持续发展，RoboDK可以帮助您实现目标。

将RoboDK与其他软件解决方案结合使用，可以帮助企业开发可持续生产流程。这将确保公司致力于解决可持续性问题，并确保其生产流程与最新的行业标准相符。要利用RoboDK的机器人仿真的好处，请访问我们的网站。查看博客和其他资源，并探索可用的功能范围

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在本案例研究中，我们将了解一位长期使用RoboDK的用户是如何创造出一种巧妙的商业化管道铣削解决方案的。该方案是完全独立的，甚至可以放在运输集装箱内。

与许多制造业一样，管道铣削是一个需求不断增长的市场。但随着对管道铣削需求的增加，出现了一个问题……

当你的生产流程已经达到极限时，你要如何执行更多的铣削操作？

当你的管道铣削操作太慢时

许多制造商面临的问题是他们的管道铣削过程太慢。传统的数控机床需要大量的时间来切割和铣削大型管材。

当你需要加工打磨大型管道时，这种缓慢的速度会使打磨的速度变得更加困难（预计到2026年，需求量将增加140%）。这通常需要进行几个较小的铣削操作，并在每个铣削操作之间重置机器，这非常耗时。

机器人是铣削大型管道和管材的绝佳选项。它们的工作空间巨大，你可以将它们应用于更广泛的铣削过程。这使得机器人铣削成为优于传统CNC工艺的良好解决方案。

机器人铣削解决方案适用于各种尺寸的软金属管（铜、铝等）、小壁厚钢管和各种尺寸的塑料管。0.08英寸或更大壁厚的钢管仍然主要使用等离子、水射流或连接到机器人手臂的激光切割。机器人可以轻松地打磨和切割直径达40英寸的管道，并使用旋转台定位器轻松地切割80英寸的管道。

空间与复杂性: 使用机器人存在的挑战

阻=阻碍一些制造商使用机器人的原因是部署机器人的复杂性以及机器人需要的额外空间。

除了购买机器人本体，你还需要采购执行铣削任务所需的所有额外组件。然后，你需要在你的设施中找到足够的空间来容纳机器人和这些组件、所有的安全围栏以及传感器。

如果你能买到一个独立的，且包含了一切铣削管道所需的机器人单元，问题不就迎刃而解了吗？

再次向大家介绍Sunrob机器人公司

Sunrob机器人公司是一家高级机器人应用程序提供商。他们总部位于芬兰，专门从事机器人管道铣削解决方案。他们还提供一系列其他机器人解决方案，包括包装和3D打印。

我们之前曾报道过该团队使用RoboDK为客户提供灵活的管材切割解决方案，以及定制冰球棍的铣削解决方案。

Sunrob机器人公司通过他们的最新项目来寻求满足对更多独立机器人单元日益增长的需求。他们已经通过RoboDK创建了一个管铣解决方案……整个方案可以装在一个集装箱里！

Sunrob集装箱管道铣削解决方案

Sunrob管道铣削解决方案背后的概念是，让用户可以将其作为一个独立的单元部署到工厂。它是一个现成的应用程序，可用于完全定制的管道制造过程。

机器人和所有必需的部件都预先安装在标准的运输集装箱中。

你不必担心机器人及其相关组件在你的设施中会占用多少空间——你只需要节省出一个集装箱的空间就足够了。

使用运输集装箱也无需购买并在机器人周围安装安全围栏-只需关闭集装箱（Sunrob已将其更换为卷帘门），机器人即可安全操作。这意味着机器人单元可以在满足需求的同时在室外或室内使用。

硬件设置

机器人单元基于以下硬件组件:

• 标准尺寸的20或40英尺运输集装箱。
• KUKA 6 Do工业机器人机械手。
• 可旋转管道并移动机器人的KUKA定位器。
• 具有自动换刀功能或激光切割或等离子切割设备的 HSD 铣床主轴。

软件设置

管道铣削单元的核心软件组件包括：

• 用于机器人编程的RoboDK。
• 一种生成加工路径的CAD/CAM程序。
• 将CAM程序链接到机器人的RoboDK 插件。

例如，Sunrob的一些客户使用Fusion 360创建加工路径。然后，他们使用RoboDK Fusion 360插件将这些加工路径通过RoboDK发送给机器人。

将管材铣削速度提高20%

使用Sunrob的管道铣削解决方案有什么好处？

一个巨大的好处是提高了管道铣削操作的速度。这可以让你更快地打磨更多的管道，帮助你跟上不断增长的需求，并更好地利用其他加工工艺。

Sunrob的客户之一，芬兰RoadPipe Inc，使用了这种铣管解决方案的早期版本，发现它非常有效。

RoadPipe首席执行官Rainer Jurvanen表示：

“我们应该在10年前就购买我们的第一台机器人！这种机器人铣削系统比传统手工制造快大约20倍。”

这是机器人新用户非常普遍的看法。他们意识到，只要选择更早地使用机器人，就能节省更多的时间、精力和资源。

如果你还没有开始，现在是认真考虑的好时机。在生产中继续观望是否添加机器人几乎没有什么好处。

如何改进管道铣削任务

如果你希望改进管道铣削任务，Sunrob机器人公司提供的解决方案可能是一个不错的选择。你可以在他们的网站上了解有关此特定解决方案的更多信息。

如果你想改进自己的机器人铣削过程，熟悉RoboDK不失为一个不错的开始。通过我们的机器人编程软件，你可以轻松地编程各种制造过程，包括铣削和其他机器人加工任务。

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该过程需要熟练的技术人员使用专用工具和设备制造所需的零件。而这通常耗时耗力且成本很高，限制了复合材料制造商可以制造的零件数量。

法孚的复合材料及自动化解决方案小组开发了一种技术，允许客户使用机器人纤维放置头创建复合材料部件。这项技术为复合材料叠层工艺提供了一个低成本的切入点，使制造商更容易制造出所需的零件。

这可能会显著改善法孚客户的复合材料铺层工艺。像这样的机器人解决方案可以帮助更多的公司从自动化中获得好处，并获得更强势的竞争力。

归根结底，其最大的受益者是终端用户，此案例中就是航空公司。

以下是法孚如何使用RoboDK提出他们新的解决方案。

为什么航空航天需要减小光纤放置的公差

众所周知，航空航天工业的质量要求比其他许多行业都要严格，对于公差的要求也不例外。飞机制造涉及强度和重量之间的微妙平衡。与其他行业相比，这些行业的容错率很低，因为在其它行业，安全性可以通过高安全系数得到保证——而对于一架飞机而言，你需要保证你在正确地建造。

这些严格的要求使得使用高质量的材料和制造工艺尤为必要。

纤维放置就是这样一个过程，需要严格的公差。纤维在复合材料零件中的准确位置对成品的强度和耐久性至关重要，例如飞机机翼。

复合材料在减轻飞机重量、提高燃油效率和减少环境影响方面发挥着重要作用。纤维增强塑料以其高的强重比在航空航天工业中得到了广泛的应用。

纤维植入是一个劳动密集型的过程。一个零件可以包含成千上万的纤维，这几乎不可能人工放置。

自动化纤维铺设是一种使用自动化机械制造多层复合材料产品的过程。

关于法孚和高精度机器的介绍

法孚是一家跨国工业工程集团，它为客户提供创新的解决方案和产品，帮助主要行业领导者提高业绩。

该公司的理念是，工业是现代世界重大问题的答案，如环境、社会和经济挑战。

高精度机器团队是法孚中的一个团队。该团队致力于开发满足最严格的精度、重复性和可靠性要求的制造机械。

他们的技术包括材料去除解决方案，复合材料和自动化解决方案、研磨、切割、填充、密封和激光系统。

该集团一直在寻找新的方法来帮助客户改进流程。这可能意味着会创建与市场上现有选项不同的解决方案，如本项目。

机器人光纤放置

制造商所面临的一个挑战是，复合材料铺层工艺往往复杂且昂贵。因此引入自动化是必要的，但起步的成本可能会让一些公司和制造集团望而却步。

Amanda Kotchon，法孚的控制工程师解释道：

我们希望通过支持终端用户在航空航天公差范围内快速制造复杂零件，从而为复合材料铺层市场提供一个成本较低的切入点。

为了做到这一点，该小组在名为Cincinnati Robotic Viper的项目中决定使用机器人进行纤维放置来完成这一繁杂的工作任务。

他们需要在离线编程环境中对机器人进行编程。但问题是，市场上的机器人系统不允许精确编程。

Kotchon继续说道：

当我们开始这个项目时，大多数机器人制造商都没有提供准确或正确的机器人模型。

只能假设你购买的机器人与标称几何形状完全匹配——然而我们知道这是不真实的。

这导致研究小组发现，对于大多数成品机器人来说，定位误差会在1-10毫米之间，然而这对于他们的工艺来说是不可接受的。他们的应用要求以非常高的速度(在毫秒内)精确地同步数百个点，从而满足所需的处理速度。

他们需要找到一个不被机器人制造商的生态系统所束缚的解决方案。

RoboDK就出现了

RoboDK为团队提供了一个灵活的平台，提供了他们所需的准确性和易用性。

RoboDK的校准功能是使用它的核心优势。校准是RoboDK最强大的功能之一。它允许你快速轻松地提高几乎任何工业机器人的精度。

对于法孚而言，RoboDK的校准功能为他们提供了满足严格公差所需的控制。

Kotochon说道：

RoboDK不仅提供了校准软件，而且让我们深入了解了机器人行为的根本原因和机器运动中的误差源，这对我们非常有帮助。

我们感谢RoboDK愿意在我们开发应用程序时与我们并肩工作，并深入研究机器人力学，为新的挑战提出创造性的解决方案。

团队的机器人设置

我们总是希望看到我们的用户如何设置他们的机器人硬件和软件以实现最大效率。

以下是他们系统的配置：

机器人硬件

该解决方案基于以下两个核心硬件：

• 一台ABB IRB 8700机器人
• 用于放置纤维的自定义末端执行器。

机器人软件

系统的核心软件包括：

• B&R控制平台。支持他们与ABB机器人和COMAU机器人的集成。
• 团队的ACES软件。使用客户的零件数据确定最佳碳纤维位置和零件几何结构。
• 定制版的RoboDK，用于校准机器人并使用生成的校准校正机器人运动。

系统如何运作

该解决方案可以生产复杂的弯曲复合零件。

为了达到所需的路径和位置精度，团队首先使用RoboDK校准。这解决了每个成品工业机器人和理想机器人模型之间的差异。然后，系统中的每个机器人都会收到自己特定的校正调整。

该系统使16个单独的电动卷轴和切割器与生成的机器人路径同步。他们通过机器人光纤放置头和软件的结合来实现这一点。

路径与团队B&R控制器上的过程数据同步。这使他们能够精确地计时光纤布置过程中需要发生的数千个输入输出。

谁是法孚复合材料铺层解决方案的理想用户？

通过该项目，法孚集团旨在为复合材料铺层项目提供一个低成本的切入点。通过使用机械臂，校准到符合航空航天的公差。

高精度机器团队的工程总监Brent Keller解释说，该解决方案的完美用户位于市场上服务不足的缺口：

该解决方案非常适合寻找具有位置精度的运动平台的终端用户，该平台填补了“现成”机器人系统和笛卡尔机床平台之间的空白。

未来，该集团计划扩大机器人平台在复合材料铺设和自动化中的应用。

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今天的文章中我们回顾一下首届挑战大赛的冠军团队是如何通过RoboDK完成项目中的编程部分、并最终赢得桂冠。

在国际机器人竞赛中，你需要快速高效地编程机器人。

你没有时间去处理复杂的代码文件或制造商的特定编程语言。你需要将尽可能多的宝贵时间用来开发机器人的功能，从而在竞争中赢得积分。

在2021年机器人马拉松挑战赛中，来自维尔茨堡-施魏因富特应用科学大学（ University of Applied Sciences Würzburg-Schweinfurt）的学生团队通过使用RoboDK进行编程，以确保他们可以将所有时间都花费在机器人的核心功能上。

他们是这么做的！

机器人马拉松挑战赛

机器人马拉松挑战赛是在慕尼黑自动化展Automatica Sprint期间举行的，该活动为机器人行业提供了一个聚合的数字平台，为社区提供支持。

机器人马拉松挑战赛是机器人操作领域的国际性比赛。其目的是利用机器人技术解决经济和环境面临的紧迫问题。

本次比赛的目标是寻找智能解决方案，以提高电子垃圾的回收率。

挑战：电子垃圾的拆解

参赛者需要完成一项整合任务。事实上，他们必须创造一种可以拆卸电子产品并进行回收的机器人。

正如比赛组织者所解释的：

“电子垃圾正不断地累积，因此，垃圾填埋场中的贵重和有毒材料数量也在剧增，除非正确地进行拆解和分类。这项工作重复性高且危险，这使其成为自动化和机器人的绝佳应用案例。”

“通过我们的挑战，我们希望为年轻的人才和学者提供积极参与并塑造科学和工业机器人未来的机会。”

获胜团队说到，目前，全球只有20%的电子垃圾被回收。基于这一点进行预测，到2050年，电子垃圾的数量将增加到1.2亿吨。此外，电子垃圾不仅仅只是环境问题，还会涉及到价值625亿美元的经济问题。

然而，目前市场上还没有完全自动化的电子垃圾回收解决方案。

由于电子垃圾的非结构化特性，在流程中需要使用先进的传感器和算法来检测、识别和定位电子垃圾成分。此外，还需要精细的操作来分离不同类型的电子垃圾成分。

机器人如何减少电子垃圾

本次挑战背后的理念在于，机器人可以是一个很好的解决方案，可以拆除电子垃圾，并将其分类，以便进一步处理。

简而言之，挑战包括5个级别，每个团队必须使用官方比赛任务板完成：

1. 按钮任务——团队首先必须对机器人进行编程，以按下任务板上的按钮。机器人在规定的时间内按下按钮的次数越多，他们获得的分数就越多。这意味着任务优先考虑高效移动。
2. 插孔任务——经典的操作任务。插孔是机器人在组装过程中插入零件的能力的证明。在这种情况下，需要将插头取出并重新插入插座。
3. 钥匙任务——机器人必须拿起一把钥匙，将其插入钥匙孔，然后转动钥匙。
4. 拆卸电池——研究小组必须通过编程使得机器人可以拆卸电池盒的外壳。机器人需要提取出其中的电池。这对于一个机器人来说是一个相当复杂的任务，因为该任务涉及到精细的运动技能。
5. 电池回收——最后，机器人必须拿起电池并将其插入孔中。这同时也触发了按钮任务，同样地按下按钮次数越多可获得越高的分数。

RoboPig团队介绍

获胜的队伍来自维尔茨堡-施魏因富特应用科学大学。

该团队由Elhasan Mohamed和Desmond Fomelack（机电一体化专业）、Felix Pagels（技术数学）和Martin Löser（实验室员工和研究生工程师）组成。该团队由机器人和数字化生产专业教授Tobias Kaupp博士建立并监督。

队长Elhasan Mohamed解释了在这个项目中使用RoboDK的感觉：

“作为一名机器人专业的学生，我喜欢通过RoboDK完成工作和开发。我可以使用它的内置工具，同时构建出完全符合我需要的东西。”

“我肯定会推荐给刚开始学习机器人的人，也一定会推荐给专业的工业机器人工程师。”

团队机器人配置

该团队的机器人配置包括一些不同的硬件和软件元素来完成任务。

其解决方案的核心组成部分是:

• 集成力传感器的Universal Robots—UR5e协作机器人
• Robotiq Hand-E精密手爪
• 英特尔 RealSense 深度摄像机
• 自定义3D 打印处理零件
• OpenCV 计算机视觉库
• Python
• RoboDK

通过使用这些现成的组件，团队让机器人快速高效地运行，而无需从零开始，浪费不必要的时间。

事实上，这种高效的硬件集成让他们有更多的时间和精力来创建机器人程序。

团队为什么选用RoboDK

团队的编程设置始终围绕着我们的RoboDK离线编程软件。

他们选择RoboDK而不是其他的4个主要原因是：

1. 这使他们能够快速掌握基本的机器人操纵器编程技能。
2. RoboDK API实现了机器人和机器视觉的集成，这是他们解决方案所需的。
3. RoboDK工具集易于使用，他们避免了在使用多个其他解决方案上花费时间。
4. RoboDK的可视化功能使他们能够快速有效地开发解决方案。

总而言之，选择使用RoboDK确保了他们的集成任务尽可能高效。RoboDK使他们能够将所有核心开发工作集中于集成程序中更高级的部分，而不是摆弄太多复杂的低级别机器人代码。

这可能是RoboPig团队成为10名参赛者中仅有的4名完成所有比赛任务级别队伍的一个原因。

机器人程序

团队开发的机器人程序通过以下步骤完成了任务：

1. 视觉传感器使用2D图像处理来粗略定位工作空间中的任务板。
2. 机器人的力反馈用于任务板的精细定位。
3. 现在知道了任务板的位置，机器人按下了第一个任务的按钮，然后从板上拿起钥匙。
4. 使用力反馈，机器人将钥匙插入孔中，完成第二个任务。
5. 力反馈还用于提取第三个任务中的连接器并将其插入新插座。
6. 然后，机器人取下第四个任务中电池组的盖子，并执行一系列预先编程的动作以取出电池。
7. 然后，机器人使用螺旋搜索方法将电池插入第五项任务中的任务板。

RoboDK的仿真为他们提供了一个快速、灵活的开发和调试环境，用于机器人移动和图像处理。此外，RoboDK还使得他们轻松地为任务板设置固定的坐标系。最后，他们成功地在程序运行时建立了机器人的实时可视化。

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对飞机进行定期清洗在航空航天制造中必不可少。它有助于减轻腐蚀，提高飞机的使用寿命和安全性。然而，人工手动清洗是一项危险且任务量巨大的工作。

2021年5月，自动化供应商 Wilder Systems发布了一种新的解决方案，该方案专门设计用于自动化清洗。编程接口由RoboDK提供，并且允许新手用户自行对机器人系统进行编程。

人工清洗飞机任务繁重

飞机清洗的传统方法需要使用海绵、扫帚、抹布和梯子等。一个 4 人的团队来手动清洗一架飞机通常需要4个小时，总共要耗费16工时。

对于所有相关任务，整个洗涤工作通常要消耗一整天时间。在此期间，机械师无法进行更有价值的工作，飞机也无法使用。最重要的是，飞机清洗是一项危险的工作。机械师可能会因在高且湿滑的梯子上工作而受伤。

来自于Wilder Systems的“免下车”机器人清洗系统

总部位于德克萨斯州奥斯汀市的Wilder Systems，专门为航空航天制造商创建具有成本效益的机器人解决方案。他们意识到传统的飞机清洗方法效率低下，而使用机器人可以更高效地清洗飞机，同时大大降低了人们受伤的风险。

该项目的目标是在减少非必要劳动力的同时，提高清洗 F-16飞机的安全性。为此，他们利用各种机器人组件，为飞机设计开发了一种新型机器人“免下车”清洗系统。

与耗时16工时的手动清洗相比，新系统只需52分钟即可完成整个清洗任务。这就在避免手动清洗的同时节省了95%的时间。

系统如何运作

该机器人系统结合了各种现有的软硬件组件，并且Wilder Systems的团队将这些组件全部集成到了一个独立的清洗单元中。

其核心硬件是两台发那科（Fanuc）6轴工业机器人和一个可编程逻辑控制器以及用于泡沫和冲洗喷雾器的液压系统。

其核心软件是RoboDK和Autodesk Fusion 360（一款集成CAD/CAM的软件），该软件可通过原生插件直接与RoboDK集成。

负责该项目的主要程序员Alejandro Rengel说到：“RoboDK是我们开发世界上第一个机器人平面清洗装置的重要工具。通过使用CAD-To-Path策略，我们能够生成自适应且防出错的机器人路径。通过RoboDK易于使用的GUI、丰富的培训资源和出色的客户服务，使我实现了从初级程序员到高级程序员的转型。”

RoboDK的首席产品经理Jérémy Brouillard说到：“此项目采用了RoboDK提供的一些独特功能。”

“此项目中使用了许多RoboDK的功能，” Brouillard说：“Wilder Systems通过 ‘表面示教’ 功能对平面的前半部分进行编程。他们定义了正确的清洗角度后，只需在面板上单击一下即可定义机器人轨迹。他们通过使用RoboDK的Python API来镜像飞机后半部分的程序。这使得在完成该项目的基础上，相较于传统方法节省出了一半的时间。”

未来计划

Wilder Systems 计划将该机器人平台用于其他复杂、耗时的飞机维护任务，如脱漆和重新喷漆、面板钻孔和无损检测。

他们还计划通过把当前系统安装到自主式移动平台上来进一步提高当前系统的敏捷性，使系统能够在整个航线上执行操作。

RoboDK 将继续支持各个领域的创新机器人应用程序，例如此类应用程序。借助直观的编程工具，即使用户没有丰富的机器人经验，借助直观的编程工具，也可以对机器人进行编程。

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“不开灯肖像馆”由数码艺术先锋Rob Carter和Nick Carter构思，通过一款库卡KUKA工业机器人——绰号“Heidi”执行，使用丙烯颜料来为著名艺术家作肖像画。

“不开灯肖像馆”的特色在于其创作过程中，机器人可以被安排在一个全黑的工厂空间作画。这也意味着Heidi是在没有摄像头或视觉感应的情况下运转的。

Heidi以数码形式接收了肖像照片，再使用图像处理、脸部识别及Autodesk Maya的三维建模功能来生成最终影像。机器人必须清楚知道每一笔应该画在哪里、持续多久，以及画刷的角度等等。

在这样的情况下，机器人的任务目标是很明确的。然而问题在于，其并不能像人类一样明白作画中力学方面的问题。

这时候RoboDK就派上用场了！

“我成功通过RoboDK的软件开发包把Autodesk Maya和RoboDK结合在了一起，建立了一个简练的工具，让机器人可以构想出任何类型的画作，并创作出来，”软件工程师Julian Mann说——他就是那个成功帮助了Heidi在这个项目中解决力学问题的人。

通过RoboDK的应用程序接口（API），Julian为Heidi的每一个动作都编好了代码，不论是选取画刷作画，还是确定使用怎样的绘画技巧，又或是清洁画刷，所有问题都得到了解决。在项目进行的过程中，Julian发现机器人发展出了一些跟人类一样的精细动作技能。

“在开发的过程中，机器人收集了越来越多的信息，发展出了人类作画时本有的技巧，”Julian说，“比如，机器人轻轻地在每一笔上勾画，再轻重交替地涂画，以调整描边宽度。它可以在不同的角度使用不同的画刷，也可以很小心并准确地擦拭掉多出的颜料。”

RoboDK让用户可以轻易地为超过500款工业机器人进行编程，从小型协作机器人到大型机械臂皆可——它们中的每一款都能以各种方式实现油画或雕塑的创作。

高级用户可以使用RoboDK的应用程序接口（API），而非程序员则可以轻易地凭借移动鼠标和点击，在RoboDK软件的仿真环境中，创建出复杂的机器人程序。用户在正式把机器人投入使用前，可以在软件上测试它的动作路径。同时，RoboDK软件亦能谨慎而准确地把用户的鼠标操作转换成机器人可接收的代码。

“机器人的新工具和流程设计为艺术家和创意人员打开了新的可能性，”RoboDK的市场经理Lauren Ierullo说。

“从这次不开灯肖像馆卓越的展览项目来看，机器人的存在不是为了取缔艺术家，而是为艺术家赋权，让他们能够通过自动化来探索出更多的创作途径。”

Carter家的艺术家正是把机器人当成一个作为他们作品延伸的工具，而不是一种对人类创造性的威胁。

RoboDK的首席执行官Albert Nubiola说，Carter艺术家们、Julian和Heidi三者的成功协作，向大众展示了人类与机器人合作的优势和创造潜能。

“在很多领域上，人类与机器人协作才能取得最好结果，视觉艺术也不例外”，他说“我们的软件让艺术家可以使用机器人工具，同时也衍生出了一种新形的艺术创作者——可以通过算法使用机器人完成艺术作品的创意工程师。”

RoboDK创始于2015年，最初衍生于加拿大蒙特利尔高级工程技术学院的协作机器人实验室。当时其机器人仿真和编程软件就已协助好些知名艺术家完成了他们的艺术项目。

2017年，纽约的艺术数码工作室Neoset Designs被要求在“RapCaviar Pantheon”机器人雕刻项目上与音乐平台Spotify合作。团队通过使用RoboDK的自动碾磨功能，最终成功在15天内完成了三个杰出说唱艺术家的大型雕塑。

艺术家Robot Longo有名的“死亡之星”雕塑，由40,000黄铜子弹包围一个钢球体而成。为了确保准确性，RoboDK软件被用作定制机械钻具系统，在球体上钻了40,000个孔以固定子弹的位置。该作品目前被纽约的彭尼艺术中心收藏。

Ascan Aldag是一位致力推动3D打印的艺术家，他通过一个机械臂来制作超大型3D打印艺术作品。Ascan打造了一个定制的挤压机来提升打印速度，并使用RoboDK来控制整个系统，实现了一些较复杂的操作，如同步挤压机与机器人动作的速度。

而摄像机运动控制专业团队CMOCOS，则使用RoboDK和一款库卡KUKA机械臂来通过数码照片创作出肖像速描。RoboDK让他们得以设定每一笔的路径，并生成代码来定制机器人的动作。

“虽然RoboDK的大部分客户来自于工业制造业，但从“不开灯肖像馆”和其他艺术项目看来，我们的软件对于创意行业来说也是一款强大的工具”，首席执行官Albert说道，“我们期待未来有更多人可以发现机器人在视觉艺术上的潜能，并且以此启发和赋权于更多的艺术项目。”

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本文原文是来自于机器人工业协会的报道。链接：艺术家Rob and Nick Carter的官方网站。

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可想而知，在铁路工程中，检测可不是件容易的事情……除非你正在使用RoboDK！

你是否观察过两节车厢之间的连接装置？

你应该能够想起两列车厢中间有个耦合保持装置。这个耦合装置并不是简单的机械设备，整个装置里面布满了必要的电气线，这些电线里都承载着车厢的不同信号。当两个装置耦合时，这些电气点必须保证良好的导电性，让其安全地连接，否则，列车的安全会因此受到影响。

保证一个安全的电气连接装置并不容易。我们可能都有过这样的经历：就是当我们把插头接入插座的时候（比如手机的充电器），发现竟然没充上电。我们就试着拔掉又重新插上…接着突然不知道怎么的，又能充上电了。很明显，我们绝对不期望这种情况发生在铁路上。耦合装置要非常敏捷，在它需要发挥作用的时候。所以为了达到这种高要求，就需要检查人员不断检查了。

英国Glasgow Caledonian大学的团队

下面这个案例来自英国格拉斯哥卡里多尼亚大学的一个团队。

某铁路公司联系了该小组，他们想要自动化检查列车的联轴器（“列车联轴器”是专业术语，应用范围包含于铁路车辆，比如车厢，货车，长途汽车等等）。

这个小组汇集了工程与建筑环境学院的资深研究员，都是自动化铁路、制造和机械系统方面的专家。

该研究结果于 2019年10月发表在ScienceDirect的《机器人与计算机集成制造》期刊上。

任务：电动耦合检查

铁路公司需要完成的任务是找到一种方法来自动检测联轴器的电头。这个任务目前都是由检验技术人员手动执行的。

手动任务包括：

• 联轴器的深度清洁
• 联轴器的肉眼检查
• 使用电压表和电阻测试仪进行电气连续性测试

技术员大概需要30分钟才能手动完成以上任务。

如果你了解一个铁路公司拥有数量众多的车厢，就能想象出技术人员要做多少手动检查的工作了。 例如，英国国家铁路公司计划在 2021年运营一共 7,000节车厢，每个车厢有两个联轴器，这相当于 875 天（8 小时/天）的工作，做的事情只是检查联轴器。

而自动检测这项工作非常适合交给机器人来做，正如我们之前介绍过的案例一样。

挑战：昂贵，安全系数低，工程质量不稳定

对铁路公司而言，这种预防性的维护检测非常必要，但是代价也很高。

机器人自动化是这项任务的最佳选择，有三个原因：

• 成本——手动完成任务的时间成本很高。从长远来看，自动化更经济。
• 安全——检查任务要求技术人员站在服务区的高架平台上，靠近高压电缆和架空电线。这让检查人员处于一个较危险的环境，但机器人不存在这个问题。
• 质量稳定——任务的单调使得人力技术员很难在检查中保持一致的高水平。机器人则能保证稳定地完成任务。

解决方案：工业机器人配合RoboDK与MATLAB

研究人员选择使用RoboDK和MATLAB给工业机器人编程来解决这个问题。

一项有挑战的任务

研究人员说，“对于熟练的操作员来说，整个过程可能看起来很简单，但对于 [自动机器人系统] 来说，这是个有趣的挑战。”

那么对机器人应用来说，挑战有哪些？

• 未校准的环境——耦合器在3D空间中的确切位置和方向是未知的，因为机器人是被安装在了可移动的火车车厢上。机器人系统需要检测联轴器的位置，并实时调整它的检测程序。
• 目标小——电触点是非常小的引脚，用机器人视觉传感器检测存在困难。
• 灰尘和其他杂乱的环境——铁路现场环境非常混乱，图像也容易模糊，这会使检测耦合和引脚特别困难。

硬件设置

研究人员配置了以下硬件:

• Fanuc LR Mate 200iD 6 轴工业机器人。
• 用于计算机视觉的RGB摄像头。
• TOF传感器，与相机图像结合可生成3D图像。
• 定制的机器人末端执行器，用于检测

该项目的主要研究成果之一是验证了视觉伺服，该团队结合3D相机软件，通过视觉伺服检测了耦合位置。

软件设置

软件主要基于MATLAB，MATLAB可以帮助研究人员将3D视觉体系与机器人技术结合起来。可以这么说，RoboDK是机器人仿真的最佳选择，因为我们可以通过RoboDK的API轻松连接到MATLAB。

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软件配置包括：

• 基于先前对机器人路径规划的研究，使用MATLAB和Simulink进行计算机视觉编程。
• RoboDK可以用来模拟机器人系统。这对于研究人员来说很有帮助，因为当无法对机器人进行在线测试时，可以通过RoboDK实现很多离线测试。

自动化铁路检测的未来？

通过这个项目，研究人员证明了使用机器人对铁路联轴器的自动检测。他们也验证了系统的各个组成部分，特别是检测联轴器的视觉伺服。

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3D“增材”打印可以说是一种生产过程，它根据虚拟的数字文件“打印”出三维物体；工业机器人通常应用于物品取放、激光焊接、切割或者机器加工等等，但是随着近年来3D打印技术的普及，使用工业机器人做“打印机”也被许多研究者们青睐。机械臂的特点是灵活性强、工作空间范围大，这些优点都非常适合3D打印应用。大型工业机器人更加可以应用于建筑工程中的水泥3D打印。

“增材生产”几何物体的原理是将3D物体的数字文件切片，之后通过控制器将耗材一层一层叠加，构成立体几何物体。每一个切片层都是物体的一个水平横截面。

我们的客户之一，位于丹麦的一所研究学院使用RoboDK给机器人编程、用水泥3D打印出建筑物。在开始使用RoboDK后的短短几天内，丹麦Teknologisk Institut就可以成功打印出混凝土建筑物的样品了。

使用RoboDK处理由CAD到CAM的工作流程非常直观（注：由CAD到CAM即为由计算机辅助设计到计算机辅助生产的过程）。感谢RoboDK，我们可以在很短的时间内，将3D混凝土打印技术和成熟的材料设计应用于我们的发那科（Fanuc）机器人、 实现3D混凝土打印。

Wilson Ricardo Leal da Silva博士
Civil Engineer at the Concrete Centre at the Danish Technological Institute

丹麦技术学院专注于使用工业机器人打印出建筑元素，在工程建筑学中实现创新与提高效率。该项目也探索了3D打印作为新型建造方式的各种可能性（优越性），这个领域的研究还不多。

© Danish Technological Institute

RoboDK离线编程与仿真软件可以很容易地将机器代码转化为机器人程序。针对生产制造的应用，例如3D打印或者机器加工，RoboDK可以集成第三方软件（切片软件或者CAM软件），以达到快速而流畅的编程与仿真效果。

我们期待着更多3D打印出的建筑物将如何影响未来的丹麦建筑！

（如视频不能正确加载请点击链接至优酷观看）

学习如何仿真及给机器人编程实现3D打印：https://robodk.com/cn/examples#examples-3Dprint

你已经拥有工业机器人吗？我们邀请你下载并使用RoboDK软件。

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