機器人作為通用設備，可以應用于不同場景，但是不同場景的任務對機器人的運動會提出不同要求；這些不同工藝要求往往需要經驗豐富的工程師，結合各本體廠商提供的工藝包反復調試最終達到。
對工程人員經驗和本體商工藝包的依賴極大限制了機器人的應用場景。然而，所有的機器人運動都是由關節驅動的，理論上如果能直接控制關節運動，便可以實現滿足各種工藝的機器人動作。
如本 MPC 運動規劃控制器
如本的運動規劃控制器（MPC，Motion Planning Controller）深度適配各品牌機器人，通過實時控制機器人的關節運動，在上位機接管運動學、標定、軌跡規劃、碰撞檢測、路徑規劃等計算，針對不同任務需求，自動生成機器人動作；降低機器人應用對經驗、工藝包的依賴，拓寬機器人應用場景。
當前 MPC 適配的部分機器人控制器品牌
運動規劃降低示教時間
在一些機器人應用場景中，涉及到大量的點位示教工作，在方案設計和現場部署過程中需要耗費大量時間，增加整體方案的時間和人力成本。
·點焊軌跡自動規劃系統
點焊是汽車生產過程中的主要工序之一，一個白車身有 4000 個焊點需要通過點焊進行連接。但是，由于夾具復雜、工作空間狹窄、點位繁多，需要工程師在仿真軟件中不斷示教機器人動作，迭代修改夾具和機器人布局，耗時巨大。
如本的點焊軌跡自動規劃系統可以從設計仿真軟件中讀取場景信息，基于場景模型和焊點點位數據自動規劃出無碰撞、節拍更短的機器人動作，相比人工示教可以提升一百倍效率，幫助機器人選型、場景布局設計、夾具焊槍設計定型、點焊路徑生成等工作，大幅度縮短點焊方案迭代設計時間。
如本點焊軌跡自動規劃系統
運動規劃解決小批量、多品類生產需求
一些產品由于定制化生產模式或多樣化的需求來源，產品更迭快，往往會形成小批量、多品類的生產方式。這類生產方式難以通過傳統的機器人固定示教方式解決，導致這些行業難以實現自動化改造。
·如本科技智能噴涂系統
在列車生產過程中，為了保證車廂表面美觀，需要對車體表面進行噴涂處理。但是，由于列車車廂是由不同鋼板焊接成形、形狀一致性差，并且存在多種車型，難以實現自動化生產。所以，當前列車車體的噴涂工作都是由人工進行的，成本高，工藝一致性差，對人體危害大。
如本結合 3D 視覺和運動規劃技術，通過 3D 視覺掃描得到車體表面輪廓，基于表面輪廓和噴涂工藝參數，自動生成機器人噴涂軌跡，確保指定的噴涂厚度，無需針對每個車體進行人工示教。
如本智能噴涂系統仿真
·柔性鞋涂解決方案
當前在制鞋產業中，普遍存在工廠招工困難的問題，行業對自動化需求巨大。但目前真正大規模落地的自動化解決方案寥寥無幾。其中的難點在于鞋子為了滿足不同群體、不同時期的需求，會頻繁更迭產品，這就要求生產線能快速切換鞋型，并且鞋子本身具有柔性、涂膠工藝本身復雜，對機器人精度、速度穩定性等要求高。這些難點使得通過傳統示教的方式很難應對這種問題，保證效率和質量。
傳統鞋涂行業對自動化需求巨大（圖片來源網絡）
鞋型多樣、注冊復雜，成為鞋涂行業自動化的重大難點（圖片來源：商虎中國sonhoo.com）
如本柔性鞋涂系統主要解決制鞋中段工藝問題，提供自動注冊、鞋面打磨、噴處理劑、噴膠、鞋底涂膠等不同工藝等解決方案。其利用 3D 視覺技術，自動生成包含工藝參數的軌跡，無需專業機器人知識就可以完成新鞋注冊；通過運動規劃技術自動計算出與噴膠工藝相匹配的機器人軌跡，在確保涂鞋精度和穩定性的同時，能夠輕松應對柔性化定制和新品導入帶來的生產挑戰。
如本柔性鞋涂系統點云與建模圖
如本柔性鞋涂解決方案
運動規劃應對高速、高精度的需求
有些場景會對機器人本身提出更加極端的要求，人工示教的方式往往難以滿足要求，或者需要花費大量時間進行調試。
·飛拍數據采集系統
隨著 AI 技術的發展，越來越多企業進入了工業檢測領域。對于大型工件檢測問題，往往需要機械臂搭載相機完成數據采集；而隨著算力的不斷提升，機器人采集節拍就成了整個環節的瓶頸。如果能降低數據采集時間，將大大提升視覺檢測的效率。這就需要機器人在高速運動的同時完成精準拍照（飛拍），而不是在每個拍照點靜止拍照（定拍）。
當前有個別機器人本體廠商支持飛拍功能，但是，這些應用往往需要額外的工藝包，并且需要現場工程師花費大量時間反復調整拍照延時、路徑點位置、過度半徑等參數，最終才能達到理想等拍照效果和節拍。
如本飛拍數據采集系統
基于軌跡規劃和實時控制技術，如本的飛拍數據采集系統，只需要示教拍照點位，就可以自動生成精準途徑拍照點的最優軌跡，并控制準確的拍照觸發時間，無需反復調整即可直接完成部署。可以大大提高飛拍穩定性和易用性，大幅度縮短缺陷檢測節拍。
示教拍照點獲取的圖像（上）與飛拍獲取的圖像（下）
·高精度激光打磨系統
傳統汽車輪轂打磨是通過浮動打磨工具，結合人工示教的機器人軌跡實現的自動化打磨，這種方式效率低下，需要定期更換磨損的打磨工具。激光加工作為非接觸式加工工藝，對加工工具無損耗，在工件打磨去毛刺領域具有非常大潛力，但是由于工件打磨軌跡復雜，激光精度要求高（ 0.5mm 內軌跡精度），工藝復雜，難以通過人工示教完成機器人編程。
要想通過視覺解決這一問題也存在很大挑戰，3D 相機本身精度、視覺算法精度、手眼標定精度、機器人本體絕對精度、工具標定精度，所有這些環節的精度誤差會累積起來，要想讓最終激光加工點軌跡的精度達到 0.5mm 以內是一件極具挑戰性的事情。
輪轂激光去毛刺
為了滿足精度要求，如本的高精度激光打磨系統通過 3D 視覺提取粗略的軌跡信息，并結合機器人末端加裝的視覺傳感器，利用機器人實時軌跡規劃功能和視覺伺服技術，消除中間的系統誤差，最終達到超高的軌跡精度。同時，軌跡規劃部分還會保證激光加工點的運動速度與激光功率相匹配，實現良好的去毛刺效果。
仿真系統畫出輪轂激光打磨軌跡
如本高精度激光打磨系統
結語
傳統制造業在進行智能制造產業升級的過程中，由于產品生產工藝的標準化程度低、更新迭代快、品類多等原因，不可避免地會面臨改造成本高、周期長等問題。運動規劃是解決柔性化生產所必須的技術之一，如本科技希望通過研發和不斷打磨運動規劃技術，解決更多行業痛點問題，助力產業升級。
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