从数据分析和质量检测到自主移动机器人,人工智能应用在各种工业技术中迅速增长。现在,该技术正被应用于机器人抓取应用,以实现在非结构化和不断变化的环境中准确拾取和放置随机物体。
西门子该公司表示,他们正在努力“通过将复杂问题的系统封装在易于使用的软件中,实现人工智能机器人的民主化。”为此,该公司正在开发一项尚未命名的软件技术,旨在为系统集成商和原始设备制造商提供低成本、先进的人工智能拣件系统,可以“可靠地挑选和放置系统运行时未知的物体”。
差异化的因素
传统的自动取放系统在结构化的环境中遵循固定的、预先编程的程序。应用人工智能使机器人能够在非结构化和动态变化的环境中执行一般任务。
在解释西门子正在开发的技术与使用3D视觉使机器人挑选和放置随机物体的区别时,Dr。西门子机器人与人工智能研究集团负责人欧根·索洛约表示:“挑选和放置未知物体仍然相对较新。它在市场上最多只存在了两年,到目前为止,还没有很普遍地分布。这些系统依赖于人工智能——更准确地说是深度神经网络技术——在设置和/或工程过程中挑选系统未知的对象”。
因此,西门子正在开发的技术的关键区别在于其识别未知物体的能力。
西门子表示,这款新软件将使用户在不到一小时的时间内,从使用静态拣点的机器人系统转变为人工智能驱动的拣件机器人。系统的设置分为四个步骤:设置机械臂和相关的臂端工具,使其安全移动到静态取放点;安装3D摄像机;在选定的目标运行时硬件上安装西门子拣件软件;通过用户界面按照引导设置进行校准。
执行这些步骤后,计算出的拾取点将连续地提供给机器人运动程序,使机器人能够抓取任何物体。
Solowjow说:“通过简单直接的校准过程,设置只需要30分钟。“用户界面非常简单明了。”
该技术的目标应用包括具有大量sku的订单履行操作,每小时需要500- 1200个拣选,例如货物到人的托架拣选、电子商务中的输送机感应和分拣、电子杂货仓库自动化以及食品和饮料包装。
相机和机器人不可知论者
西门子拣件软件技术的一个关键方面是原始设备制造商和集成商可以使用任何机器人、夹具或视觉系统。该软件支持多个RGB-D 3D相机制造商,允许根据应用程序选择机器人手臂,并与机器人系统设计师一起进行模块化设计。运行时平台可集成到西门子Simatic S7-1500 TM(技术模块)MFP(多功能平台)PLC或任何工业PC中,独立于任何机器人/视觉系统运行。
Solowjow表示,为了使软件与机器人硬件无关,“我们使用西门子Simatic机器人积分器和库,作为抽象层,实现PLC与不同品牌的各种机器人之间的通用通信。”
至于机器人抓取器,索洛乔说抓取器“通常支持Profinet等通用通信协议。夹具的细节,如几何形状或吸盘直径,可以通过校准来解决。
软件功能
西门子在PLC中预先训练的人工智能视觉软件的输入来自3D相机的点云,输出是运行时对任何物体的抓取姿势。使用西门子人机界面与PLC和软件进行接口;西门子TIA Portal可用于编程整个系统-西门子PLC和HMI以及机器人、视觉系统和夹持器。
Solowjow指出,该软件要求PLC具有西门子的技术模块多功能平台(TM MFP),该平台允许在Simatic控制器上进行边缘计算应用。TM MFP是为集成各种独立应用而设计的,他解释说,并将扩展到其他平台,如西门子工业Edge、工业pc和云平台。
西门子人工智能驱动的拣件系统还为机器人工作空间中的所有动作提供了碰撞避免,使机器人能够使用低成本的3D摄像机处理紧密包装的箱子等挑战,并通过自动垃圾箱检测等功能减少错误。
索洛乔说:“我们通过模拟来预先训练人工智能的抓取技能。”“与人类类似,人工智能学习如何抓取一般物体,而不是特定物体,因此抓取未知或以前未见过的物体是可能的。”