Tradicionalni industrijski roboti imaju veliku zapreminu i nizak faktor sigurnosti, jer u radnom radijusu nisu dozvoljeni ljudi. Uz sve veću potražnju za dinamičnom nestrukturiranom proizvodnjom, kao što je precizna proizvodnja i fleksibilna proizvodnja, koegzistencija robota s ljudima i robota s okolinom postavila je veće zahtjeve za dizajn robota. Roboti sa ovom sposobnošću nazivaju se kolaborativnim robotima.
Kolaborativni robotiimaju mnoge prednosti, uključujući laganu, ekološku prihvatljivost, inteligentnu percepciju, saradnju ljudi i mašina i jednostavnost programiranja. Iza ovih prednosti krije se vrlo važna funkcija, a to je detekcija sudara - glavna funkcija je smanjiti utjecaj sile sudara na tijelo robota, izbjeći oštećenje tijela robota ili periferne opreme, i što je još važnije, spriječiti robota da nanošenje štete ljudima.
Sa razvojem nauke i tehnologije, postoji mnogo načina da se postigne detekcija sudara za kolaborativne robote, uključujući kinematiku, mehaniku, optiku, itd. Naravno, srž ovih metoda implementacije su komponente sa različitim funkcijama detekcije.
Detekcija sudara kolaborativnih robota
Pojava robota nema namjeru da u potpunosti zamijeni ljude. Za izvršenje mnogih zadataka potrebna je saradnja između ljudi i robota, što je pozadina rođenja kolaborativnih robota. Prvobitna namjera dizajniranja kolaborativnih robota je interakcija i saradnja s ljudima u radu, kako bi se poboljšala radna efikasnost i sigurnost.
U radnom scenariju,kolaborativni robotisarađuju direktno sa ljudima, tako da se bezbednosna pitanja ne mogu prenaglašavati. Kako bi se osigurala sigurnost saradnje ljudi i mašina, industrija je formulisala mnoge relevantne propise i standarde, sa ciljem da se sagledaju bezbednosna pitanja saradnje ljudi i mašina od dizajna kolaborativnih robota.
U međuvremenu, kolaborativni roboti također moraju osigurati sigurnost i pouzdanost. Zbog visokog stepena prostorne slobode kolaborativnih robota, koji uglavnom zamenjuju ljudski rad u složenim i opasnim okruženjima, potrebno je brzo i pouzdano detektovati potencijalne kolizije pri brušenju, montaži, bušenju, rukovanju i drugim poslovima.
Kako bi spriječili sudare između kolaborativnih robota i ljudi i okoline, dizajneri grubo dijele detekciju sudara u četiri faze:
01 Detekcija prije sudara
Prilikom postavljanja kolaborativnih robota u radno okruženje, dizajneri se nadaju da ovi roboti mogu biti upoznati s okolinom poput ljudi i planirati vlastite putanje kretanja. Da bi to postigli, dizajneri instaliraju procesore i algoritme za detekciju sa određenom računarskom snagom na kolaborativnim robotima, i grade jednu ili više kamera, senzora i radara kao metode detekcije. Kao što je gore spomenuto, postoje industrijski standardi koji se mogu slijediti za detekciju prije sudara, kao što je ISO/TS15066 standard za dizajn kolaborativnih robota, koji zahtijeva da kolaborativni roboti prestanu trčati kada se ljudi približe i odmah se oporave kada ljudi odu.
02 Detekcija sudara
Ovo je oblik da ili ne, koji predstavlja da li se kolaborativni robot sudario. Kako bi izbjegli greške koje izazivaju, dizajneri će postaviti prag za kolaborativne robote. Postavljanje ovog praga je vrlo pedantno, osiguravajući da se ne može često aktivirati, a istovremeno je izuzetno osjetljivo da se izbjegnu sudari. Zbog činjenice da se upravljanje robotima uglavnom oslanja na motore, dizajneri kombinuju ovaj prag sa algoritmima koji se prilagođavaju motoru kako bi postigli zaustavljanje sudara.
03 Izolacija od sudara
Nakon što sistem potvrdi da je došlo do sudara, potrebno je potvrditi konkretnu tačku sudara ili kolizioni spoj. Svrha implementacije izolacije u ovom trenutku je da se zaustavi mjesto sudara. Izolacija od sudaratradicionalni robotise postiže kroz vanjske zaštitne ograde, dok kolaborativne robote treba implementirati putem algoritama i obrnutog ubrzanja zbog njihovog otvorenog prostora.
04 Prepoznavanje sudara
U ovom trenutku, kolaborativni robot je potvrdio da je došlo do sudara, a relevantne varijable su premašile prag. U ovom trenutku, procesor na robotu treba da utvrdi da li je sudar slučajni sudar na osnovu senzorskih informacija. Ako je rezultat prosudbe potvrdan, kolaborativni robot treba da se sam ispravi; Ako se utvrdi da je sudar nije slučajan, kolaborativni robot će se zaustaviti i čekati na ljudsku obradu.
Može se reći da je detekcija sudara vrlo važan prijedlog za kolaborativne robote za postizanje samosvijesti, pružajući mogućnost za široku primjenu kolaborativnih robota i ulazak u širi spektar scenarija. U različitim fazama sudara, kolaborativni roboti imaju različite zahtjeve za senzore. Na primjer, u fazi detekcije prije sudara, glavna svrha sistema je spriječiti pojavu sudara, tako da je odgovornost senzora da percipira okolinu. Postoji mnogo puteva implementacije, kao što su percepcija životne sredine zasnovana na viziji, percepcija životne sredine zasnovana na milimetarskom radaru i percepcija okruženja zasnovana na lidaru. Stoga je potrebno uskladiti odgovarajuće senzore i algoritme.
Nakon što dođe do sudara, važno je da kolaborativni roboti budu svjesni tačke i stepena sudara što je prije moguće, kako bi poduzeli dalje mjere kako bi spriječili dalje pogoršanje situacije. Senzor za detekciju sudara u ovom trenutku igra važnu ulogu. Uobičajeni senzori sudara uključuju mehaničke senzore sudara, magnetne senzore sudara, piezoelektrične senzore sudara, senzore sudara naprezanja, senzore sudara piezorezistivne ploče i senzore sudara sa živinim prekidačem.
Svi znamo da je tokom rada kolaborativnih robota, robotska ruka podvrgnuta obrtnom momentu iz više pravaca kako bi se robotska ruka pomicala i radila. Kao što je prikazano na donjoj slici, sistem zaštite opremljen senzorima sudara će primijeniti kombinovani moment, obrtni moment i silu reakcije aksijalnog opterećenja nakon otkrivanja sudara, a kolaborativni robot će odmah prestati s radom.
Vrijeme objave: 27.12.2023
