Perinteisillä teollisuusroboteilla on suuri tilavuus ja alhainen turvallisuuskerroin, koska toimintasäteellä ei ole ihmisiä. Dynaamisen jäsentämättömän tuotannon, kuten tarkkuusvalmistuksen ja joustavan valmistuksen, kasvavan kysynnän myötä robottien ja ihmisten sekä robottien ja ympäristön rinnakkaiselo on asettanut korkeampia vaatimuksia robottien suunnittelulle. Robotteja, joilla on tämä kyky, kutsutaan yhteistyörobotiksi.
YhteistyörobotitNiillä on monia etuja, kuten keveys, ympäristöystävällisyys, älykäs havainto, ihmisen ja koneen välinen yhteistyö ja ohjelmoinnin helppous. Näiden etujen takana on erittäin tärkeä toiminto, joka on törmäyksen havaitseminen - päätehtävänä on vähentää törmäysvoiman vaikutusta robotin runkoon, välttää robotin rungon tai oheislaitteiden vaurioituminen ja mikä tärkeintä, estää robottia aiheuttaa vahinkoa ihmisille.
Tieteen ja tekniikan kehityksen myötä on olemassa monia tapoja saavuttaa yhteistyörobottien törmäysten havaitseminen, mukaan lukien kinematiikka, mekaniikka, optiikka jne. Näiden toteutusmenetelmien ydin ovat tietysti komponentit, joissa on erilaisia havaitsemistoimintoja.
Yhteistyörobottien törmäysten havaitseminen
Robottien syntymisen ei ole tarkoitus korvata ihmisiä kokonaan. Monet tehtävät edellyttävät ihmisten ja robottien välistä yhteistyötä, mikä on yhteistyörobottien syntymän taustalla. Yhteistyörobottien suunnittelun alkuperäinen tarkoitus on olla vuorovaikutuksessa ja tehdä yhteistyötä ihmisten kanssa työssä työn tehokkuuden ja turvallisuuden parantamiseksi.
Työskenaariossayhteistyörobotittehdä yhteistyötä suoraan ihmisten kanssa, joten turvallisuuskysymyksiä ei voi korostaa liikaa. Ihmisen ja koneen yhteistyön turvallisuuden varmistamiseksi teollisuus on muotoillut monia asiaankuuluvia säännöksiä ja standardeja, joiden tavoitteena on ottaa huomioon ihmisen ja koneen välisen yhteistyön turvallisuuskysymykset yhteistyörobottien suunnittelusta alkaen.
Samaan aikaan yhteistyörobottien itsensä on varmistettava turvallisuus ja luotettavuus. Yhteistyörobottien, jotka pääosin korvaavat ihmisen työn monimutkaisissa ja vaarallisissa ympäristöissä, suuren tilavapauden vuoksi on myös välttämätöntä havaita nopeasti ja luotettavasti mahdolliset törmäykset hionnassa, kokoonpanossa, porauksessa, käsittelyssä ja muissa töissä.
Yhteistyörobottien ja ihmisten sekä ympäristön välisten törmäysten estämiseksi suunnittelijat jakavat törmäysten havaitsemisen karkeasti neljään vaiheeseen:
01 Törmäystä edeltävä tunnistus
Yhteistyörobottien käyttöönotossa työympäristössä suunnittelijat toivovat, että nämä robotit voivat tuntea ympäristön ihmisten tavoin ja suunnitella omia liikepolkujaan. Tämän saavuttamiseksi suunnittelijat asentavat tietyllä laskentateholla prosessoreita ja tunnistusalgoritmeja yhteistoiminnallisiin robotteihin ja rakentavat yhden tai useamman kameran, sensorin ja tutkan tunnistusmenetelmiksi. Kuten edellä mainittiin, on olemassa alan standardeja, joita voidaan noudattaa törmäystä edeltävässä havaitsemisessa, kuten ISO/TS15066-yhteistyörobottien suunnittelustandardi, joka edellyttää, että yhteistyörobotit lopettavat juoksemisen ihmisten lähestyessä ja toipuvat välittömästi ihmisten poistuessa.
02 Törmäyksen tunnistus
Tämä on joko kyllä- tai ei-lomake, joka osoittaa, onko yhteistyörobotti törmännyt. Virheiden laukaisemisen välttämiseksi suunnittelijat asettavat kynnyksen yhteistyöroboteille. Tämän kynnyksen asetus on erittäin huolellinen, mikä varmistaa, että sitä ei voi laukaista usein, mutta on myös erittäin herkkä törmäysten välttämiseksi. Koska robottien ohjaus perustuu pääasiassa moottoreihin, suunnittelijat yhdistävät tämän kynnyksen moottoreihin mukautuviin algoritmeihin törmäyksen pysäyttämiseksi.
03 Törmäyseristys
Kun järjestelmä on vahvistanut törmäyksen tapahtuneen, on tarpeen vahvistaa tietty törmäyspiste tai törmäysnivel. Eristyksen toteuttamisen tarkoituksena on tällä hetkellä pysäyttää törmäyspaikka. Törmäyseristysperinteiset robotitsaavutetaan ulkoisten suojakaiteiden avulla, kun taas yhteistyörobotit on toteutettava algoritmien ja käänteisen kiihdytyksen avulla niiden avoimen tilan vuoksi.
04 Törmäystunnistus
Tässä vaiheessa yhteistyörobotti on vahvistanut, että törmäys on tapahtunut ja asiaankuuluvat muuttujat ovat ylittäneet kynnyksen. Tässä vaiheessa robotin prosessorin on määritettävä tunnistustietojen perusteella, onko törmäys vahingossa tapahtunut. Jos arviointitulos on kyllä, yhteistyössä toimivan robotin on korjattava itse; Jos se määritetään ei-vahingossa tapahtuvaksi törmäykseksi, yhteistyörobotti pysähtyy ja odottaa ihmisen käsittelyä.
Voidaan sanoa, että törmäysten havaitseminen on yhteistyöroboteille erittäin tärkeä ehdotus itsetietoisuuden saavuttamiseksi, mikä tarjoaa mahdollisuuden yhteistoiminnallisten robottien laajamittaiseen soveltamiseen ja laajempiin skenaarioihin. Yhteistyörobotit asettavat eri törmäysvaiheissa erilaisia vaatimuksia antureille. Esimerkiksi törmäystä edeltävässä vaiheessa järjestelmän päätarkoituksena on estää törmäyksiä, joten anturin vastuulla on havaita ympäristö. Toteutusreittejä on monia, kuten visioon perustuva ympäristön havainnointi, millimetriaaltotutkapohjainen ympäristön havainnointi ja lidar-pohjainen ympäristön havainnointi. Siksi vastaavat anturit ja algoritmit on koordinoitava.
Yhteistyörobottien on tärkeää tietää törmäyspisteen ja -asteen mahdollisimman pian törmäyksen jälkeen, jotta voidaan ryhtyä lisätoimenpiteisiin tilanteen pahenemisen estämiseksi. Törmäystunnistimella on rooli tässä vaiheessa. Yleisiä törmäysantureita ovat mekaaniset törmäysanturit, magneettiset törmäysanturit, pietsosähköiset törmäysanturit, venymätyyppiset törmäysanturit, pietsoresistiiviset levytörmäysanturit ja elohopeakytkintyyppiset törmäysanturit.
Tiedämme kaikki, että yhteistyörobottien toiminnan aikana robottikäsivarteen kohdistuu vääntömomenttia useista suunnista, jotta robottikäsi liikkuu ja toimii. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, törmäysantureilla varustettu suojajärjestelmä käyttää yhdistettyä vääntömomenttia, vääntömomenttia ja aksiaalista kuormitusta havaitessaan törmäyksen, ja yhteistyörobotti lakkaa toimimasta välittömästi.
Postitusaika: 27.12.2023
