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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遥操作指操作人员在安全区域远程控制机器人。操作者通常只能通过摄像头和传感器获取远程环境的视觉反馈，有时会辅以触觉反馈。这种有限的视野会导致动作判断困难，可能引发碰撞或任务失误。

这正是全球核燃料采矿、浓缩、循环利用及退役服务领军企业 Orano公司试图通过RoboDK解决的难题。

该项目具体实施流程如下……

ORANO机器人公司

 Orano是国际公认的核燃料循环领域专家。该公司致力于开发突破性解决方案，以提升复杂核能作业的安全性、效率与精准度。

 Orano机器人公司专注于为核设施退役、检测及维护提供尖端技术。其系统涵盖移动机器人、机械臂等robotic硬件，以应对核能行业中的各类挑战。

在此次项目中，团队致力于解决核能远程操作中的共性难题——物理机器人可视性缺失的问题。

挑战：突破操作者的视野局限

远程操作是一种将人类纳入控制系统的机器人技术，即由操作者远程操控机器人执行任务。这种”人在回路”的技术模式在人类无法亲临的危险环境中不可或缺。

以核工业为例，高强度辐射使得人工检修无法实施，而任务的复杂性与不可预测性又让全自动化方案难以胜任，由此远程操控机器人成为唯一可靠的解决方案。

但远程操作技术面临着独特挑战。

传统操控系统主要依赖摄像头为操作者提供视觉反馈，这类系统不仅视野受限，还存在画面延迟问题。由于无法直接观察机器人，操作者难以实时掌握机械臂的精确运动轨迹。

这意味着操作者需要极高技能才能完成作业。即便是经验丰富的操作者，也常难以精准判断距离和方位。一个细微的动作误判就可能导致工具损坏或设备碰撞。

解决方案：利用RoboDK构建实时数字孪生系统

奥拉诺团队提出一项创新方案，将RoboDK的实时数字孪生技术集成至现有人机交互界面中。

奥拉诺公司的工程师恩Ndiaye Hamedine解释道：“我们的目标是为操作员提供清晰的人机界面，实时显示机器人在工作环境中的位置，同时管理功能安全防护机制，并确保系统独立于机器人制造商。”

该系统在仿真环境中使用机器人虚拟模型，该模型会通过物理机器人的实时数据持续更新。操作人员可以在仿真界面中观察机器人运动，除实时摄像头画面外，还能获取其位置与姿态的辅助信息。

应用的核心功能包括：

• 精确三维工作区建模——团队导入远程工作区与库卡机器人的STEP文件，确保关键系统要素的精准还原。
• 实时关节位置获取——RoboDK的实时双向通信功能使仿真系统与库卡控制
• 实现数据交互，通过控制器获取关节角度并转化为仿真环境中的实时运动。
• 碰撞检测——借助RoboDK内置的碰撞检测功能，操作人员可在虚拟工作区内全面监控机器人运动，避免真实环境中的碰撞风险。

Hamedine表示：“RoboDK使我们能够验证库卡机器人的数字孪生系统，实现物理设备与仿真平台间的实时同步，这在工业场景中充分证明了混合监管模式的可行性。”

系统架构：硬件与软件集成

为构建这套远程操作系统， Orano团队将现有的自动化组件、强大的机器人编程软件以及定制化脚本进行了整合。

硬件组件包括：

• KUKA KR20 R1810机器人——这款六轴工业机械臂满足了重复定位精度和高刚性，适用于核应用场景中的远程操控。
• KUKA控制器——该机器人控制器既可处理由系统人机界面发送的远程操作指令，也能将实时关节位置数据传送至RoboDK仿真系统。
  网络摄像头——该摄像传感器可从工作区捕获额外视觉反馈，用于实时操作及录制核验。

软件组件包括：

• RoboDK——RoboDK图形化环境提供实时可视化、数字孪生建模与碰撞检测功能，为操作人员提供辅助支持。
• Python脚本——这些定制程序执行团队控制逻辑，并实现KUKA控制器与RoboDK之间的通信。
• OBS Studio——该软件充当桥梁工具。由于RoboDK仅原生支持USB摄像头，OBS用于将IP视频流转换为虚拟摄像头信号。

这种模块化组合确保了系统的灵活性，并为未来软件开发预留了扩展空间。

成果：更安全、更智能的远程操作技术

通过该系统，团队构建了一套功能完备的远程操作系统，将视觉反馈与数字孪生技术相结合。即使操作者无法直接观察机器人，也能在放射性环境中执行任务。

通过RoboDK创建的数字孪生模型能清晰呈现机器人在环境中的位置，确保操作安全精准。操作人员可实时监测实体机器人的运动轨迹，即使在机器人完全不可见的情况下，也能主动检测碰撞风险，以更高效率执行操作，最大限度减少误判概率。

在此验证项目取得成功后，Orano团队计划进一步拓展数字孪生与远程操作技术的融合应用，重点聚焦于对防碰撞能力要求极高的场景，包括巡检巡检、设备维护及搬运作业等领域。

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如今艺术界最令人振奋的进展当属数字艺术制造，这套用于创作实体艺术品的制造工艺涵盖了3D打印、机器人铣削和雕刻等技术。

数字制造为艺术家提供了全新的创作方式，实现了艺术家与工业制造者之间深度合作。

让我们走进一家机器人制造工作室，看他们如何协助当代知名艺术家与设计师将创意转化为现实。

关于Neoset Designs

Neoset Designs是一家位于美国康涅狄格州的数字制造公司。该工作室完全专注于使用机器人进行金属增材和减材加工，从而开辟了一个利基市场。这种专业化使他们能够处理涉及金属、木材和泡沫的高度复杂零件的制造。

Neoset团队使用RoboDK已有多年。我们之前曾报道过他们与Spotify在2017年音乐平台的RapCaviar Pantheon项目上的合作，以及与艺术家Robert Longo的合作。

在他们的工作室中，他们提供多种机器人制造服务。这些服务包括大规模机器人制造、计量级3D扫描，以及用于自适应机器人控制的最先进激光和相机跟踪技术。

该团队有幸与世界上一些最有才华的艺术家和设计师合作，包括最近与时尚设计师路易威登合作的一个备受瞩目的项目。

数字制造及其工作原理

数字艺术制造是指根据数字设计制作三维物体以实现艺术表达的过程。与工业生产以效率和精确度为核心目标不同，艺术家通常更关注作品的表现力。

与传统制造业类似，大多数数字制造流程始于艺术家创建的CAD文件。在机器人铣削工艺中，操作人员将文件传输给机器人系统，随后机器人会运用多组切削工具从材料坯料中雕琢出实体物件。

艺术家青睐机器人制造的重要原因在于其高度灵活性。这种精确工艺配合机器人的大尺度工作空间，使艺术家能够创造出传统方法难以实现的复杂形态与有机造型。

一场惊艳合作：Neoset与路易威登的跨界对话

Neoset长期与世界各大标志性先锋品牌及艺术家展开合作，近期与路易威登的联袂之作尤为瞩目。

作为享誉全球的奢侈品牌，路易威登以其精湛工艺与非凡品质著称。此次合作中，Neoset打造了五座巨型雕塑，亮相于路易威登在美国巴塞尔艺术展LVMH特展的迈阿密展区。

创作团队采用机械雕刻技术，以泡沫材质精心雕琢这些雕塑。就在展品落成当日，路易威登艺术总监Virgil Abloh与世长辞。其中一座雕塑正是以Abloh为原型，这场展览由此化作对这位天才设计师的致敬。

Neoset Designs如何运用RoboDK实现机器人数字化艺术创作

若采用传统机器人编程方式，这类机器人艺术创作会变得异常复杂。但 Neoset团队通过使用RoboDK解决了大部分操作难题。

Neoset工作流程的一个关键环节是使用RoboDK作为工艺控制系统。这使得团队能够为其先进增材制造工艺实施自定义逻辑—若直接在KUKA控制器中执行这些操作将过于繁琐或不切实际。这种先进控制技术对他们专攻的增减材复合制造方法至关重要。

“当高难度项目的提案找上门时，RoboDK已成为激励我们迎难而上的催化剂。从让定制化变得轻松自如的平台灵活性，到显著提升系统准确性与可靠性的用户友好型校准套件，RoboDK为我们提供了在优胜劣汰的市场中立足所需的竞争优势。但就个人而言，我最欣赏的是它作为教育工具的价值—每位新人入职时，我都能借助这个工具帮助他们快速有效地学习机器人技术，其教学方式与工业现场机器人作业逻辑完全契合。”—Neoset Designs首席执行官

通过RoboDK应用程序接口，Neoset已运用自定义Python脚本实现全自动化生产工作流，这些脚本可生成并优化制造每个独特构件所需的全部机器人轨迹。

RoboDK使得数字艺术编程比以往任何时候都更简单易行。团队可直接将艺术品的CAD文件加载到RoboDK离线编程环境中进行处理，随后通过其加工向导功能输出适用于多种机械臂的代码。

这种简洁性与灵活性让团队能关注机器人艺术创作最核心的环节—确保最终艺术品能完整呈现艺术家的设计理念与创作愿景。

数字艺术制造的未来

毋庸置疑，Neoset与路易威登的合作项目，是该公司艺术企划中最新的一笔精彩篇章。

艺术家与RoboDK团队坚信，机器人铣削等数字制造技术能创造出独一无二的艺术创新。随着越来越多艺术家认识到该技术的潜力，此类艺术实践将愈发常见。

毕竟，我们早已开始期待尼赛设计携手RoboDK呈现的下一场变革！

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在持续发展的食品饮料行业中，企业始终在探索新技术以跟上时代步伐。人们正努力缩小线上服务的便捷性与实体生产配送局限性之间的鸿沟。

该领域的机器人技术正以惊人速度增长。2020至2021年间，食品饮料行业自动化水平提升了25%。

与众多行业相似，新冠疫情因企业寻求减少人际接触的方式，进一步加速了自动化进程。

某航空航天人工智能团队利用RoboDK仿真平台，提出了一个自动化果汁生产解决方案。

ROBOTTLE介绍

ROBOTTLE项目由Ahmed Tamer和Omar Abdelaziz主导，其使命是通过机器人技术与人工智能，将尖端技术整合到食品饮料行业中。该项目聚焦果汁生产领域，致力于帮助企业及员工在运营中注入更多创造力，并提升客户服务质量。

服务至上的机器人榨汁机？

想象一下：清晨醒来，阳光透过窗户洒满房间…

你走进常去的果汁店，想来杯提神果汁或奶昔，本以为又要排长队等候。但这次却不见长龙——店员们正以惊人的速度高效工作。柜台后方，一台机器人榨汁机正与员工协同作业，快速制作着定制饮品。

ROBOTTLE是一个概念验证项目，旨在向世界展示这一愿景。Ahmed Tamer的团队通过使用现有机器人硬件并借助RoboDK进行编程，致力于帮助果汁店、咖啡馆和餐厅快速轻松地实现自动化转型。该自动化系统能为商户带来多重效益，主要体现在个性化服务提升、运营效率优化以及出品稳定性增强三大维度。

Ahmed Tamer阐释道：

“这个功能的理想用户，不仅是那些心怀创意并擅长设计的人，更是渴望亲眼见证自己的创作构想变为现实，看着亲手打造的作品在真实场景中流畅高效运行的设计师。”

该团队机器人配置

ROBOTTLE系统集成了多项机器人硬件与软件技术，构建出自动化果汁制作系统。其核心硬件构成包括：

• 作为自主操作核心的Kassow KR0810七轴机器人——这款轻量化紧凑型机器人工作半径达850毫米，负载能力10公斤
• 半自动化果汁制备设备
• 用于检测与处理食材的传感器及臂端工具
• 搭载专属应用的移动终端软件系统主要包含：
• 采用RoboDK进行系统仿真与编程
• 运用Shaper3D建模软件完成组件三维建模

让群众成为流程的一部分

团队面临的一大挑战是如何让公众和终端用户成为这段研究中不可或缺的一部分。他们的目标不仅是打造功能完善的榨汁机器人……更希望帮助人们创造出更具创意的果汁组合。塔梅尔表示：

“我们坚信包容性的力量，希望每个人都能亲眼目睹机器人的运作机制。我们的愿景是通过帮助果汁店作为第一步，将创新科技无缝融入食品饮料行业，从而连接全球社群。”

为实现这一目标，团队将系统易用性作为首要考量。这款应用的操作非常简单：用户只需通过手机程序选择个性化饮品订单，机器人便会即刻开始工作。不到一分钟，饮品即可制作完成！

RoboDK的应用方式

RoboDK在该项目中发挥了关键作用，并将团队的构想动态呈现。通过RoboDK的Python API，他们能够将机器人的运动学与动力学特性同软件友好的用户界面无缝结合。Tamer解释道：

“在尝试过多款机器人软件平台后，我发现RoboDK直观的界面让我们更高效地将ROBOTTLE的设想变为现实。”

团队使用Shapr3D精密设计了系统各组件的三维模型。

此时，RoboDK对CAD软件组件出色的兼容性发挥了重要作用——支持通过标准CAD文件格式将模型流畅导入机器人仿真环境，使得后续的机器人编程工作变得轻松高效。

因此，RoboDK不仅是工具，更是项目成功的重要支柱。它完美衔接了团队从概念构思到实际落地的全过程。

未来规划

ROBOTTLE打造高性能榨汁机器人的征程并不止步于仿真阶段。

Tamer及其团队正在全力推进产品落地的各项准备工作。

最新进展包括开发出一套清洁流程，确保系统所有组件始终处于卫生工作状态。

团队还基于榨汁技术积累，将业务版图拓展至咖啡制作机器人领域。用户与公众始终是他们所有运营工作的核心。

正如团队近期所言：

“我们要向所有给予支持的优秀人士、行业先驱、创新者与远见者表达诚挚谢意。诸位对我们使命的信任是推动创新的源泉，更是我们前进的动力。我们期待未来共同创造更多成就，感谢你们的信任与支持。”

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工业4.0已发展多年，借助人工智能（AI）、物联网（IoT）等技术，为众多企业带来了智能制造的变革。然而，对于中小型企业来说，检测环节的低效率和高运营成本却成为其扩大规模的一大障碍。

ARENA2036团队推出的智能分拣框架，不仅仅是在解决技术层面的需求，更是在重新塑造制造商高效扩展和灵活调整检测流程的方式。

以下是他们如何在RoboDK的助力下实现这一目标的。

为您介绍……ARENA2036

ARENA2036（下一代汽车研究环境）是欧洲领先的移动出行与生产创新研究园区。该平台位于德国斯图加特，汇聚了研究人员、行业合作伙伴和初创企业，共同开发智能制造与数字化解决方案。

通过促进协作伙伴关系，ARENA2036园区的团队致力于利用各种先进技术重新定义全球制造标准。

智能分拣框架与人工智能事务倡议

该项目名为“智能分拣框架”，旨在通过运用机器人技术与人工智能，提高检测应用的准确性与可扩展性。

该项目隶属于更广泛的“AI Matters倡议”（与欧盟委员会合作开展），该倡议致力于将可信、以人为本的人工智能融入真实的工业环境之中。

智能分拣框架背后的愿景

汽车和航空航天等行业依赖对公差要求严格的轻量化工业零部件，例如变速箱、电池外壳以及穹顶状几何结构等，这些部件即使存在微小缺陷，也可能显著降低性能。

传统的检测方式往往依赖人工评估、固定自动化或两者的结合。这些方法通常会导致检测流程效率低下且难以扩展。

“智能分拣框架”项目通过引入一种动态、可扩展的解决方案来应对这些关键挑战。其目标不仅是提高检测精度，还包括减少停机时间、降低成本并提升产量。这些价值主张与众多中小企业（SMEs）高度契合，而该项目正是以这些企业为服务对象。

Dr. Ing Muhammad Saeed作为研究协调员表示：“通过ARENA2036的‘AI Matters’（人工智能事务）计划，我们致力于让中小企业也能用上智能的人工智能与机器人技术。RoboDK平台帮助我们开发了一个完全基于仿真的智能分拣框架，降低了成本、复杂度以及部署所需的时间。”

借助RoboDK支持的基于仿真的开发方式，该框架避免了在实体系统上进行昂贵且反复的试错开发，提供了高度的适应性，这与工业4.0的核心目标高度契合。

系统架构

通过机器人硬件、软件与人工智能驱动算法的强强结合，该团队的自动化解决方案能够在各类制造环境中实现检测与分拣流程的自动化。

Dr Saeed 表示：“以RoboDK为核心构建的这一系统，有力地展示了数字工具如何赋能即使是小型团队，也能快速且经济高效地对工业解决方案进行原型设计与验证。”

以下是ARENA 2036团队所开发解决方案的主要组成部分：

硬件组件

该项目的核心硬件基于标准工业机械臂及特定任务的外围设备，

具体包括以下组件：

• KUKA KR360机器人——这是一款高负载的六轴机械臂，是目前市场上功能最强大、效率最高的机器人之一。该型号的多个变体已收录于 RoboDK 软件库中。

• FARO LeapST三维扫描仪——该扫描仪直接安装在机械臂上，可捕捉零件几何形状的详细快照，并将这些数据输入视觉算法进行处理。

• VGC10真空吸盘夹具——一种适用于抓取与放置任务的通用型工具。这款小型电动真空吸盘特别适合在空间受限或需要高度定制化的应用场景中使用。

• 双快速切换器(Dual Quick Changer)——该快速切换装置可在分拣过程中实现扫描与抓取放置操作之间的无缝切换。

软件与仿真

该项目采用了一套基于RoboDK集成先进算法的软件工作流。

项目所涉及的软件组件包括：

• RoboDK——凭借其功能强大且丰富的特性集，RoboDK这一领先的机器人仿真平台为项目奠定了坚实基础。

• 二维相机仿真与视觉流程——团队基于RoboDK的Cam2D_Snapshot功能，开发了一套精密的视觉工作流程，用于生成高质量的仿真图像。

• 动态路径选择——通过Python编写的逻辑代码，该解决方案能够根据每个零件的分类情况，动态调整机器人的运动路径。

• 碰撞与可达性检测——RoboDK的碰撞映射工具确保了运动规划的安全与高效；同时，可达性地图保证了关键检测点无障碍可达。

AI集成

该框架采用基于先进视觉技术的分类方法，其核心驱动力来自功能强大的OpenCV计算机视觉库中的ORB（定向FAST与旋转BRIEF）算法。

通过将扫描图像中的关键特征与预定义的参考几何形状进行匹配，系统能够实现可靠且透明的缺陷检测。该算法还能根据实时评估结果，动态引导机器人将零部件分类放入相应的料箱中。

未来计划

虽然智能分拣框架已经取得了有价值的成果，但其未来的发展路线图预示着更强大的功能即将到来。

研究人员计划通过探索深度学习、强化学习、六自由度位姿估计、点云分析以及数据集扩展来进一步拓展该解决方案。我们期待在未来的版本中看到他们带来的新功能！

塑造智能制造的未来

在诸如ARENA2036和AI Matters等具有前瞻性的项目支持下，智能分拣框架展示了当先进机器人技术、人工智能与仿真技术融合时所能实现的成果。

以RoboDK作为核心仿真工具，该团队打造出一个可扩展且高效的解决方案，有效应对了现代检测工作流程中的关键需求。此项目不仅解决了若干与检测密切相关的瓶颈问题，还为工业4.0兼容型生产系统的新发展铺平了道路。

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如果你曾在车间处理过打磨或抛光工作，就会明白那些微小且不一致问题会快速堆积起来。对于手动操作而言，精加工工作体力消耗大，长时间作业下来，工件表面的加工质量很容易出现参差不齐。

Automax Robotics公司和印度国际大厦有限公司（IIHL）对此深有体会。当手动精加工给他们的生产流程带来越来越多的问题时，他们就开始寻求自动化解决方案……

为您介绍…Automax Robotics Pvt.有限公司

Automax Robotics Pvt. Ltd.是一家总部位于印度的创新型先进机器人自动化解决方案供应商。

该公司专注于工业与教育领域的机器人解决方案，致力于重新定义机器人技术的可能性。除了提供工业解决方案外，他们还打造先进的机器人实验室，并开展培训与技能发展项目，帮助团队和学生高效掌握机器人系统的使用。

首席执行官Sagar Mângulkar表示：

“在Automax Robotics，我们不仅致力于自动化，更以目标为导向进行创新。通过将机器人技术的精确性与自适应智能相结合，我们不仅解决当下的挑战，更为未来的智能工厂奠定基础。”

在这个项目中，团队将注意力转向了他们与IIHL合作过程中所面临的一个问题。

客户：硬件制造商—印度国际大厦有限公司（IIHL）

总部位于印度德里的印度国际之家有限公司（India International House Ltd.，简称IIHL）是印度最大的古董修复五金件制造商和出口商，拥有超过40年为国际市场供应高品质精加工金属产品的经验。

作为一家业务遍及全球的企业，该公司的战略目标是通过持续投资现代化机械设备、产品开发和采购能力建设，成为全球最优质、规模最大的精加工金属产品供应商。

IIHL的产品之一是抛光门把手。过去，该团队在门把手的加工过程中采用手工精整工艺，包括从打磨到抛光共四个独立的精加工步骤。这种作业方式不仅劳动强度大，还导致表面处理效果不一致。

为什么手工精加工不满足

国际工业木制品公司（IIHL）的团队正面临一个普遍存在的问题。手动精加工不仅导致效果参差不齐，还产生了生产瓶颈，使得他们难以达成生产目标。

这是手动精加工中常见的问题。无论工人技艺多么精湛，手工表面处理几乎总是会带来一定程度的一致性问题，而劳动力短缺更是加剧了这一状况。表面处理只是家具行业中比较常见的机器人应用之一。

为了进一步扩大生产规模，IIHL邀请了Automax Robotics Pvt. Ltd.（自动化机器人私人有限公司）来重新设计其精加工流程。双方共同发现，通过引入机器人技术进行优化，不仅能够提升产品质量，还为高效扩大生产规模铺平了道路。

解决方案：智能且多站点机器人工作流程

Automax Robotics团队选择围绕一台FANUC工业机器人设计一整套机器人工作流程。该解决方案采用定制化末端执行器，可在四台Lancer磨床上依次对每个零件进行操作。

该系统的目标是确保在减少人工干预的情况下，获得高质量、可重复的结果。

硬件

硬件组件包括：
• 机器人—一台FANUC M-10iD/12工业机械臂
• 末端执行器—一个定制的气动夹爪
• 精加工设备—4台Lancer带式磨床

软件与控制系统
该软件解决方案以RoboDK为核心，支持离线编程与在线编程。

控制组件包括：
• 机器人编程与仿真软件—RoboDK
• 机器人示教器编程—FANUC示教器
• 控制系统—可编程逻辑控制器（PLC），配备气动接口与安全系统

门把手表面处理工艺的应用原理

该解决方案实现了门把手的全自动精加工。每个门把手都通过Automax Robotics公司定制的气动末端执行器固定，在全部四个精加工阶段中依次完成处理。

每台设备执行不同的精加工工序，机器人按顺序将门把手依次送入四个研磨工位进行处理。所有运动路径和编程逻辑步骤均在RoboDK软件中预先编程和模拟，随后机器人程序直接上传至设备，确保车间现场精准执行。

该方案的理想用户包括从事多步骤机器人操作的制造商和系统集成商，尤其适用于对精度、一致性和适应性要求严苛的应用场景。

该团队表示：
“RoboDK基于仿真驱动的工作流程，对于那些希望快速迭代并避免在实际系统上进行试错编程的团队来说尤其有帮助。”

下一步是什么？自适应、数据驱动的自动化

当前方案只是一个开端。Automax Robotics团队还计划为其他客户和应用场景拓展这一技术成果。

他们计划首先为FANUC机器人集成四轴力/力矩传感器，以实时捕捉抛光压力。借助RoboDK软件，该系统将能根据抛光工具的受力变化进行动态调整。这将使解决方案在保持表面处理一致性的同时，智能应对工件差异。

团队还计划突破表面处理范畴，将相同方法应用于其他机器人作业场景。他们打算将这一方案推广至未来焊接、涂胶及智能检测等项目中。为实现系统互联，团队将采用自主研发的Smart Connect软件平台。

离线编程可实现现实世界的一致性

Automax Robotics与IIHL的合作，充分展现了机器人自动化在解决常见制造难题方面的强大能力。

通过集成一台FANUC机器人和RoboDK软件，他们打造了一个多工位工作流程，在消除生产瓶颈的同时，实现了门把手表面处理的一致性与高品质。这一创新解决方案不仅应对了生产中的挑战，更为基于RoboDK实现可扩展、自适应的自动化铺平了道路。

如果您曾经面临过人工表面处理方面的难题，不妨下载RoboDK试用版，看看它是否适合您的需求。

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过去几年中，我们多次看到自动纤维铺放技术作为重点应用反复出现，例如我们之前在解决该工艺高精度要求以及协作机器人铺放方面的成功案例。

该纤维铺放工艺利用自动化技术制造多层复合材料产品。机器人将数百根浸渍合成树脂的纤维精准地按照特定图案进行铺设，从而逐层构建出复合涂层。

本项目汇聚了来自三个关键合作方——德国航空航天中心（DLR）、加拿大国家研究委员会（NRC）和RoboDK，的专业知识与经验，旨在提升这一航空航天关键工艺的生产效率。

为您介绍DLR-NRC-RoboDK项目

像所有好的项目一样，成功始于合适的合作伙伴。

以下是参与该项目的三家专家公司：

德国航空航天中心（DLR）

该项目的核心参与者之一是德国航空航天中心（DLR）。这家领先的研究机构专注于将尖端技术应用于航空航天、能源、交通和安全等领域。

DLR在机器人和自动化领域拥有深厚的专业知识和丰富经验，并在其重点关注的行业内开展了多个应用此类机器人技术的项目。

加拿大国家研究委员会（NRC）

加拿大国家研究委员会（NRC）在推动加拿大的科学发现与技术发展方面发挥着关键作用。此次与德国航空航天中心（DLR）开展的国际联合挑战任务，彰显了该委员会致力于建立国际合作伙伴关系以满足行业需求的承诺。

自动化与制造是加拿大国家研究委员会的核心重点领域，此前曾有声明指出“制造业是加拿大经济的核心”。

RoboDK

该项目的最后一位关键合作者是我们自己——RoboDK。

在此，RoboDK的主要贡献在于提供了校准工具，以确保双机器人系统能够实现高精度。这对于纤维铺放应用至关重要，因为铺放的成功与否取决于所涉及机器人能否达到精确的铺放精度。

自动纤维铺放的3个常见挑战

要打造一个成功的机器人应用，团队必须着力克服纤维铺放过程中常见的挑战领域。

纤维铺放通常会面临多种挑战，包括工艺规划的复杂性、复杂技术的管理难度，以及实现无缝集成的困难。

在这个项目中，合作团队重点指出了以下三大挑战：

1. 对刚性夹具的需求——自动纤维铺放通常依赖刚性夹具。虽然这些夹具对于传统自动化保持尺寸精度至关重要，但它们会显著限制设计灵活性。
2. 对精密模具的需求——为确保制造的部件符合严格的公差和质量标准，通常需要制作精密模具。然而，这会增加时间和成本。
3. 缺乏设计灵活性——在没有机器人辅助的情况下，自动纤维铺放可能成为一个高度不灵活的工艺过程。这可能会限制该工艺的适用性。

该团队试图通过使用双臂机器人系统来克服这些挑战。然而，这也带来了一些额外的难题，因为两个机器人需要进行精确的同步。正因如此，他们选择了RoboDK——它拥有业界领先的校准流程。

测试项目：飞机隔板制造

为验证双机器人系统在纤维铺放工艺中的应用，德国航空航天中心（DLR）与加拿大国家研究委员会（NRC）选取了一个航空航天制造领域的测试案例。

该测试项目的主要目标是提升飞机隔框部件的生产效率—这些结构分隔件对维持机舱或机身的结构刚度与功能分区至关重要，其制造过程需要通过精密的工程设计与优化来实现最佳的强度重量比。

为实现这一目标，研究团队采用双机器人系统进行纤维铺放作业，并集成了闭环软件系统作为计算机辅助设计（CAD）与机器人设备之间的桥梁。

除自动化纤维铺放外，该双机器人系统还被编程执行连续焊接工序。通过在其中一个机器人上集成创新性砧座装置，团队实现了无需工装夹具的高压力焊接工艺。

双机器人连续超声波焊接与纤维铺放

该系统由硬件和软件组件共同构成，

具体包括：

• 两台KUKA机器人作为本项目的主要机器人硬件设备。
• CAD软件，用于创建纤维铺放设计。
• RoboDK具备校准和双机器人同步功能而被采用。
• 由德国航空航天中心（DLR）内部开发的闭环软件系统，用于将系统各部分整合在一起。

Lars Brandt，德国航空航天中心（DLR）项目负责人兼复合材料专家对该系统进行了解释：“我们与NRC合作，开发了一种采用协作机器人的自动纤维铺放与焊接工艺。该方法运用一种创新技术，通过在加工过程中测量共用位置来提高机器人的定位精度。”

借助这些组件，该团队能够成功使用同一套机器人系统实现自动纤维铺放与连续超声波焊接。

使用RoboDK进行机器人校准以提高精度

校准是本项目的一个关键环节。为此，研究团队采用了RoboDK广受欢迎的校准流程。

来自全球各地的企业和机器人研究人员都使用RoboDK的校准功能来提升其机器人的精度与性能。

我们领先的校准流程通过识别机器人运动学结构中的真实几何参数，并利用多达30个参数对其进行校准。该流程支持超过1000种机器人型号，通常可将机器人精度显著提高至0.2毫米甚至更优。

正如本项目中研究人员所做的那样，通过使用RoboDK对您的机器人进行校准，您可以自动生成高精度的机器人程序，从而提升精度与性能。对于双机器人应用而言，这种精度尤为关键。

如需了解更多关于RoboDK校准的信息，请访问我们的专用校准页面。

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拥有三十多年行业经验的塞尔维亚知名家具制造商Enterijer Mesicki，近日研发出一套用于部件加工与铣削的新型机器人工作站。

这个拥有悠久手工木工传统的东欧家具市场，正经历着现代化浪潮的洗礼。众多制造商都在寻求将先进技术融入生产的方法，同时又不想牺牲该地区家具业引以为傲的高品质工艺。

创立于1992年的Enterijer Mesicki正是这场数字化转型的典范。凭借在硬木家具生产领域的专业积淀，该公司已在国内国际市场建立起良好声誉。其最新的创新成果整合了广泛应用的FANUC机器人系列与RoboDK软件强大的机器人编程功能。

这种前瞻性举措使企业站在家具生产现代化的前沿，进一步巩固了塞尔维亚作为全球高品质制造商的地位。

在家具生产中融合传统与科技

东欧家具产业正站在传统底蕴与现代创新的交汇点上。该地区以技艺精湛的劳动力和丰富的自然资源著称，制造商们世代传承木工技艺，采用橡木、山毛榉和云杉等本土木材，打造出既坚固耐用又极具美学价值的家具作品。

这种深厚的工艺传统已使东欧家具在国内外市场树立起高品质标杆。塞尔维亚凭借连接欧洲、中东及俄罗斯市场的战略区位优势，正逐步成为现代化家具生产的重要力量。

为应对全球市场需求，该地区家具制造商正积极探索将传统工艺与现代科技相结合的发展路径。

Enterijer Mesicki如何助力塞尔维亚家具业发展

Enterijer Mesicki公司成立于1992年，是迈向先进技术融合的典范企业。该公司专业生产适用于各类室内设计风格的硬木家具，产品供应厨房、餐厅及酒店等多种商业场所，销售网络覆盖塞尔维亚全境，并出口至奥地利、德国和保加利亚。

通过引入全新的砂光铣削机器人集成单元，该企业成功将传统家具手工制作工艺与尖端自动化技术完美结合。这套由RoboDK软件驱动、搭载FANUC机器人的智能化解决方案，正在引领塞尔维亚家具制造业在精度提升、效率优化和可持续发展方面的革新。

Enterijer Mesicki公司老板Zoran Mesicki表示：“能参与这个项目真的令人激动且充满成就感。”

“参与这些零部件的研发与生产，并见证所有组件完美整合、顺利运行，这是一段难以置信的经历。能够投身于创新性项目对我们来说总是充满成就感，而我们很荣幸能成为如此卓越项目的一员。” 

使用RoboDK编程的FANUC机器人工作站

Enterijer Mesicki公司的机器人工作站采用了顶级机器人组件的强强组合方案。

该解决方案的核心组成部分是：

• RoboDK机器人仿真与编程软件——这款功能强大且灵活易用的软件，能轻松实现家具制造领域多种应用的编程与仿真。其用户友好界面不仅大幅缩短编程时间，更确保了加工精度，为铣削、打磨等任务提供了高效的工作流程。

• FANUC工业机器人——作为塞尔维亚市场现成可用的成熟产品， FANUC机器人构成了该系统的核心硬件。其卓越的性能表现和高度适应性，能够以非凡的精度和稳定性完成各类复杂作业。
• Alphacam与SolidCam软件——虽然RoboDK支持多种计算机辅助制造(CAM)解决方案，但Enterijer Mesicki团队仍选择沿用其现有CAM工具软件。这种与其他软件包的无缝兼容性，正是选用RoboDK的核心优势所在。

“RoboDK是整个系统的关键纽带，” Zoran Mesicki表示，“我无法想象没有它的系统该如何运作。”

应对家具行业挑战的三个机器人解决方案

机器人单元的主要功能是改进Entijer Mesicki的生产流程。目前，它在家具制造领域有三个核心应用：

砂带打磨机——高速材料去除

这款砂带打磨机专为重型机器人表面精加工而设计，可高效应对材料去除难题。
    凭借最高可达21米/秒的可编程速度及300克至20公斤的可调压力，它能精准完成粗粒度高速打磨作业。这不仅确保原材料被快速均匀预处理，同时最大限度减少材料浪费，并保证家具部件的一致性。

轨道式砂光机——实现精细打磨的精准工艺

轨道式砂光机解决方案专为解决精细打磨与表面精加工的复杂需求而设计，这些工艺对实现高品质表面效果至关重要。其具备六档可调转速及5毫米偏心距，提供了无与伦比的控制精度与操作灵活性。

通过可编程压力调节功能，该设备支持300克至20公斤的压力范围，能够对复杂表面进行精细作业。这帮助Enterijer Mesicki公司满足现代设计美学所需的平滑、抛光表面效果需求。

铣削电机——精密切割与细节处理的利器

专为高精度机器人切割设计，铣削电机应用能够高效执行精细的加工与切削操作。

该应用配备12千瓦风冷电机、自动换刀功能及最高24,000转/分钟的可变速控制，为生产线增添了高度灵活性。它显著提升了木材、复合材料等多种表面上的精细图案加工能力，确保生产出符合高端消费需求的定制化复杂家具部件。

这三大应用通过与RoboDK编程系统的无缝协作，共同构成了家具生产的综合解决方案，助力Enterijer Mesicki公司实现更强的工艺多样性、加工精度与生产效率。

未来规划

展望未来，Enterijer Mesicki计划引入先进的曲面封边聚合材料，这一创新功能将进一步提升其利用机器人技术定制家具的能力。

Enterijer Mesicki正持续拓展其技术版图。当前项目包括为塞尔维亚的Metalac_INKO公司开发机器人系统，重点针对水槽、浴缸等复合材质卫浴设施的打磨工艺。

RoboDK由Albert Nubiola于2015年1月创立，是加拿大蒙特利尔高等理工学院（ETS）久负盛名的CoRo实验室的衍生企业。该公司的软件为各类规模的企业及编程与非编程人员提供了强大的机器人仿真与编程解决方案。目前，RoboDK已支持来自ABB、发那科、库卡、安川、史陶比尔和优傲机器人等50多家制造商的1000余种机器人型号。

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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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该解决方案专为新手和经验丰富的机器人用户设计，可以同时对两侧的工件进行涂层。它大大节省了员工的工作时间，并有助于提高现有团队的能力。

以下是RobPathRec的团队如何使用RoboDK为Riedel&Soelch（Riedel&Soelch是一家位于纽伦堡的专门从事粉末涂料的公司）创建新的解决方案。

什么是粉末涂料？

粉末涂料是一种干式涂饰工艺，自 1960 年代推出以来逐渐普及。根据粉末涂料协会的数据，超过15%的工业涂装市场都是粉末涂料。

粉末涂料既高度耐用又具有装饰性。它们有多种颜色和纹理可供选择。

这种类型的涂层通过静电喷涂沉积工作。首先，将聚合物树脂系统与颜料和其他添加剂混合以形成粉末。喷枪对这种粉末施加静电荷，将它们吸引到物体表面。然后，这些部件在烤箱中固化，以在表面上形成耐用的分子链。

粉末涂料以易于使用、环保、具有成本效益和高度耐用而闻名。它们比液体涂料更坚韧，并提供可靠的保护，防止冲击、潮湿、化学品、紫外线和极端天气条件。

从自动化的角度来看，大多数中小型制造商仍然使用手动工具进行粉末喷涂。他们不太可能熟练掌握机器人集成，但如果他们有正确的解决方案，就可以从机器人中受益。

有请RobPathRec

RobPathRec是一家公司，其中包括一小群行业专业人士，他们致力于帮助人们克服自动化的日常挑战。

该团队为工业和协作机器人用户提供定制的硬件和软件解决方案。他们的目标是提供无痛的机器人编程。与传统的工业机器人编程方法相比，可以节省高达90%的教学时间。

他们的编程解决方案包括用于路径创建的虚拟现实编程环境、使用跟踪设备的路径记录以及用于各种机器人系统的机器人代码生成。

RobPathRec与RoboDK合作。RoboDK是其机器人解决方案的核心软件组件。他们使用RobPathRec的MakeItEasy插件销售这种与RoboDK集成的解决方案。

 项目：Riedel & Soelch与RobPathRec的合作

RobPathRec的粉末涂层项目的目标是让协作机器人与人类协作的团队能够同时从两侧对工件进行涂层。该团队根据其中一位客户的要求开始了该项目。

在工件的一侧，一个协作机器人涂覆粉末涂料。另一面涉及更复杂的涂层步骤，由员工进行涂层。

这种方法的目的是节省员工的工作时间。人类的灵巧性仅在最复杂的操作中才需要，这充分利用了他们的技能。这在当下尤为重要，因为该公司发现很难雇用具有足够高手工技能的工人来执行这些复杂的粉末涂料操作。

系统：RobPathRec和RoboDK

该系统涉及将现成的硬件和软件组件与定制元素相结合。

核心硬件和软件组件包括：

• RoboDK软件 —我们广受欢迎的机器人编程软件。该解决方案使用RoboDK进行仿真，可视化和离线编程。
• RobPathRec应用程序 —该公司为RoboDK定制的应用程序，用于快速简便的路径编程。
• HTC Vive追踪器传感器 — 系统使用HTC Vive提供的6D跟踪硬件来跟踪涂层枪（TCP）的运动。
• 优傲机器人 UR10e —Universal Robots协作机器人，有效载荷为10kg，集成了力-扭矩传感器。
• GEMA粉末喷枪 —一种基于手动火药枪设计的枪，专门设计用作机器人的末端执行器。

通过结合这些组件，RobPathRec的团队创建了一个集成系统，可以以最少的人工干预实现高质量、一致的粉末涂料。由于它使用协作机器人，因此该系统可以在人类工人附近操作，这使得该解决方案可以在与员工的协作团队中工作。

它适用于谁？该系统的多种用途

虽然该系统是为粉末涂料设计的，但它实际上可以用于更多的机器人应用。

该系统适用于目前使用手动工具并希望增加自动化的任何系统。它特别适合那些想要享受自动化的好处，但对学习机器人技术不是特别感兴趣的用户。

Riedel&Soelch的一位终端用户说：“它非常易于使用。比我们以前用过的任何东西都要容易得多。”

除粉末涂料外，其他示例应用还包括喷涂、焊接、点胶、胶合、抛光和研磨。它可用于处理木材、金属或塑料。

该公司提供长期和短期订阅选项，从每年一直到仅7天不等。即使他们只是偶尔需要自动化支持，但这也是一种合适的解决方案。

开启中小型企业车间自动化的未来

RobPathRec的这个解决方案是一个完美的系统类型的例子，通过围绕RoboDK可以变得非常简单。

通过利用RoboDK应用程序界面的灵活性，RobPathRec的团队可以创建一个易于最终用户使用的解决方案。该系统帮助他们的客户减少因缺乏熟练的强力涂层劳动力而带来的困难，帮助他们充分利用现有员工。

这种复杂而用户友好的解决方案为许多公司打开了自动化的大门，否则他们可能会发现机器人技术太令人生畏而无法开始使用。

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但是，要实现正确的协作仍然存在挑战。人类是不可预测的，而机器人系统则需要可预测性。

魁北克大学的研究人员展示了RoboDK如何打破机器人和人类之间的障碍。

该项目探索了日产Leaf电动汽车的电池组拆解。它展示了RoboDK如何用于简化生产计划，同时保持灵活性以适应不断变化的需求和工作程序。

以下是研究人员如何将一些规划方法应用于这种项目。

不可预测的人类

我们人类是不可预测的生物，尤其是我们针对环境中的许多变化因素做出的反应。

这种不可预测性使人类可以非常灵活地应对变化的事物……但对于人机协作来说，这也可能是非常棘手的问题。

作为自动与机器人人机互动实验室（LAR.i）课题的一部分，研究人员首先探索了以前的研究人员如何解决这个问题。

在执行电池拆卸等任务时，需要为机器人系统安排任务。但同时它也需要考虑到人类不可预测的行为。

研究人员试图应对人类不可预测性的方法包括：

• 静态分配——一些研究人员试图静态地定义人类行为。他们将人类建模为可预测和刻板的，尽管这与现实并不相符。
• 在线调度——某些系统通过执行动态调度来考虑意外情况。这允许系统在人类进行计划外操作时进行更新。
• 人为因素规划——一些研究人员研究的更加深入，将人类行为的高级模型纳入该系统。这些因素包括人类随时间推移的疲劳、任务经验、物理人体工程学以及对机器人的不同信任度。

这些方法都试图在共享工作空间中协调人类和机器人的能力。

日产Leaf拆解

Nissan Leaf 是一款旨在环保的电动汽车，同时具备安全性和便利性的先进功能。日产表示，Leaf的目标是将可持续性、技术和实用性结合起来。

LAR.i研究人员的研究项目集中在日产Leaf电池组的拆卸上。这是回收这些电池的核心步骤，因此对汽车的可持续性做出了重大贡献。

这些电池组的一个挑战是拆卸过程复杂。这些不能仅由机器人完成——它们同样也需要人工干预。

拆卸过程包括拧下、拆下电线电缆以及存放电池组件等步骤。机器人能够单独执行其中的一些任务，但有些过于复杂。

旅行推销员问题

人机系统的一个核心部分是需要重新安排计划以应对人类工人的变化。

研究人员决定使用旅行推销员问题来表述这个问题，这是算法规划的经典公式。

旅行推销员问题涉及销售人员在城市列表之间旅行时找到尽可能短的路线。它同样用于解决计算机科学中的各种问题，最常见的是物流和交付应用程序。

在这项研究中，人机协作使用这种方法来规划电池拆卸的最佳任务序列。为此，他们将其与背包问题相结合，这是一个资源分配的规划问题。

有关研究人员如何实现这一目标的详细说明，请阅读他们发表的关于该项目的论文。

机器人系统的3个阶段

该系统分为3个不同的阶段，每个阶段都承担了 Nissan Leaf 电池组规划的不同部分。

这3个阶段是：

1. 离线规划阶段——系统从离线规划步骤开始，使用RoboDK进行仿真。此阶段包括预测分析，以规划拆卸任务期间的预期人类行为。
2. 在线适应机制——该系统的核心是一个动态功能，旨在监控和调整人类工人的实时表现。这样可以动态调整机器人的任务，以便更准确地与人类对齐。
3. 人为变异性和纠错——该系统还包括一个复杂的纠错模块，以应对不可预测的人类行为。

总之，这3个阶段允许机器人系统通过将离线计划与在线重新安排相结合来获得两全其美的效果。

团队如何使用RoboDK

RoboDK在项目中的关键作用是弥合仿真和实际执行之间的差距。为此，研究人员在任务的离线规划和操作阶段都使用了它。

该团队使用RoboDK强大的Python界面来开发规划算法。

通过模拟任务的执行，团队可以为拆解过程中的每个任务分配一个可量化的成本。RoboDK的周期时间估算功能使他们能够在计划阶段计算每个任务的预期时间。这也为研究人员提供了宝贵的见解，以优化离线任务。

仿真的高精度确保了从离线规划到实际操作的无缝过渡。

推进人机协作

随着协作机器人的兴起，对强大的人机交互系统的需求可能会增加。

像这样的项目表明，RoboDK在提供任务理论规划和实际执行之间的桥梁方面是多么有用。该软件允许研究人员创建一个系统，在受控模拟和混乱的现实世界之间无缝跳跃。

我们期待看到更多这样的项目。

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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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灵活的自动化系统可以帮助实现更大程度的产品定制和更快的周转。在某些行业，这一点尤为重要，因为客户现在希望可以高效快速地定制个性化产品。

随着机器人技术成为其核心技术之一，柔性制造现在已经成为企业保持行业领先地位的必要手段。

让我们来看一些可以应用这种方法的行业的案例。

1.柔性汽车制造

汽车行业使用机器人和自动化的时间比几乎任何其他行业都长。这一趋势仍在持续增长。如今消费者更倾向于可高度定制的车辆。例如颜色、媒体系统功能，甚至引擎大小。

机器人可应用于包括自动焊接、喷漆和组装等案例。

在RobCo S.W.A.T.的案例研究中，你可以了解到一家公司如何使用RoboDK为汽车行业带来灵活的自动化。

2.耐克柔性服装制造

服装行业是另一个很好的例子，在这个领域，这种方法可以帮助公司生产定制产品。通过灵活的系统，服装制造商可以快速交付小批量定制服装。

可应用于柔性服装制造的机器人应用实例包括织物切割、包装和检查。

耐克(Nike)就是一家服装公司的例子，该公司已将一些自动化和柔性制造业务纳入其运营。多年来，他们与各种自动化公司合作，以提高生产速度和创新产品线。

3.家具柔性制造

家具制造商也可以使用柔性制造来制造定制件。这使他们能够创建一小批甚至是独一无二的产品，以满足客户的特定口味，同时减少不必要的库存。

机器人应用的例子包括铣削、涂层和雕刻。

点击此处了解7种应用于家具制造行业的机器人程序。

4.乐高的柔性玩具制造

玩具制造商往往需同时生产数十种产品线，同一产品的不同版本之间有许多差异。

可以应用的机器人应用程序示例包括分类、绘画和包装。

乐高是一家采用柔性制造的玩具公司的一个例子。在该公司位于丹麦比隆的工厂里，他们整合了各种机器人和其他自动化机器，每年可生产数十亿零部件。

5.柔性食品制造

食品工业是另一个很好的例子。通过灵活的自动化，食品制造商可以提高生产力，管理波动的需求，并优化其劳动力。定制可以从包装上的简单标签更改到针对不同饮食需求的完整配方更改。

机器人应用的例子包括包装、贴标和码垛

6.美敦力（Medtronic）医疗器械柔性制造

医疗器械制造业是一个在疫情期间，随着市场变化而不得不大幅改变生产的行业。那些采用灵活制造方法的公司比那些采用更传统方法的公司更能快速应对这些变化。

可以应用的机器人应用示例包括机器操作、分类和产品测试。

美敦力是一家采用柔性制造的公司案例。该公司与富士康国际合作，在新冠肺炎流行期间扩大呼吸机生产规模。

7.欧莱雅的柔性化妆品制造

化妆品制造商也可以使用灵活的制造方法来生产定制和小批量产品。这种方法可以帮助他们满足日益个性化的化妆品趋势。

机器人应用的示例包括包装、检查和码垛。

欧莱雅是一家采用柔性制造的化妆品公司案例。该公司采用了各种先进技术来实现这一目标，包括协作机器人、数字孪生和增强现实。

8.Ocean Alexander的船业柔性制造

造船业是这种方法如何生产定制产品的另一个很好的例子，特别是在高端市场。通过灵活的系统，制造商可以有效地根据客户的规格生产定制的船只。

可以应用的机器人应用示例包括喷漆、焊接和钻孔。

Ocean Alexander是造船公司的一个例子，该公司在生产过程中采用了柔性制造技术。其豪华游艇系列可以根据不同的配置进行定制。

9.自行车柔性制造

自行车制造业是另一个例子。通过灵活的制造，自行车制造商可以生产定制产品，并有效地个性化其标准产品线。

可以应用的机器人应用的示例包括焊接、组装和喷漆。

10.佳能的柔性电子制造

电子行业在不断变化，制造商也在不断更新产品线。他们还需要对竞争对手的新技术和行动做出快速反应。

机器人应用的例子包括电路板组装、产品测试和包装。

佳能是投资于自动化和柔性制造的一个很好的例子。该公司的专有自动化系统结合了机器人、机器视觉和人工智能等技术，以尽可能高效地生产电子产品。

无论你身处哪个行业，柔性制造都能为企业带来一些显著的优势。

通过采用柔性制造，你的企业可以更快地响应市场变化，跟上客户的个性化需求，并适应不同的产品需求。

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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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