Os robots industriais tradicionais teñen un gran volume e un baixo factor de seguridade, xa que non hai persoas permitidas dentro do radio de operación. Coa crecente demanda de produción dinámica non estruturada, como a fabricación de precisión e a fabricación flexible, a coexistencia de robots con humanos e robots co medio ambiente presentou requisitos máis altos para o deseño de robots. Os robots con esta capacidade chámanse robots colaborativos.
Robots colaborativosteñen moitas vantaxes, entre elas o lixeiro, o ambiente respectuoso, a percepción intelixente, a colaboración humano-máquina e a facilidade de programación. Detrás destas vantaxes, hai unha función moi importante, que é a detección de colisións: a función principal é reducir o impacto da forza de colisión no corpo do robot, evitar danos ao corpo do robot ou ao equipo periférico e, máis importante, evitar que o robot causando danos aos humanos.
Co desenvolvemento da ciencia e da tecnoloxía, hai moitas formas de conseguir a detección de colisións para robots colaborativos, incluíndo cinemática, mecánica, óptica, etc. Por suposto, o núcleo destes métodos de implementación son compoñentes con varias funcións de detección.
Detección de colisións de robots colaborativos
A aparición dos robots non pretende substituír completamente aos humanos. Moitas tarefas requiren a cooperación entre humanos e robots para completar, que é o trasfondo do nacemento dos robots colaborativos. A intención orixinal de deseñar robots colaborativos é interactuar e colaborar cos humanos no traballo, co fin de mellorar a eficiencia e a seguridade no traballo.
Nun escenario de traballo,robots colaborativoscolaborar directamente cos humanos, polo que non se pode enfatizar demasiado os problemas de seguridade. Co fin de garantir a seguridade da cooperación humano-máquina, a industria formulou moitas normas e normas relevantes, co obxectivo de considerar os problemas de seguridade da cooperación humano-máquina desde o deseño de robots colaborativos.
Mentres tanto, os propios robots colaborativos tamén deben garantir a seguridade e a fiabilidade. Debido ao alto grao de liberdade espacial dos robots colaborativos, que substitúen principalmente o traballo humano en ambientes complexos e perigosos, tamén é necesario detectar de forma rápida e fiable as posibles colisións en moenda, montaxe, perforación, manipulación e outros traballos.
Para evitar colisións entre robots colaborativos e humanos e o medio ambiente, os deseñadores dividen aproximadamente a detección de colisións en catro etapas:
01 Detección previa a colisión
Ao despregar robots colaborativos nun ambiente de traballo, os deseñadores esperan que estes robots poidan familiarizarse co ambiente como os humanos e planificar as súas propias rutas de movemento. Para conseguilo, os deseñadores instalan procesadores e algoritmos de detección con certa potencia de cálculo en robots colaborativos, e constrúen unha ou varias cámaras, sensores e radares como métodos de detección. Como se mencionou anteriormente, existen estándares do sector que se poden seguir para a detección previa a colisión, como o estándar de deseño de robots colaborativos ISO/TS15066, que require que os robots colaborativos deixen de funcionar cando a xente se achegue e recupere inmediatamente cando a xente saia.
02 Detección de colisións
Esta é unha forma de si ou non, que representa se o robot colaborativo chocou. Para evitar que se produzan erros, os deseñadores establecerán un limiar para os robots colaborativos. A configuración deste limiar é moi minuciosa, polo que non se pode activar con frecuencia, ao mesmo tempo que é extremadamente sensible para evitar colisións. Debido ao feito de que o control dos robots depende principalmente de motores, os deseñadores combinan este limiar con algoritmos adaptativos de motores para lograr a parada da colisión.
03 Illamento de colisión
Despois de que o sistema confirme que se produciu unha colisión, é necesario confirmar o punto de colisión específico ou a unión de colisión. O obxectivo de implementar o illamento neste momento é deter o lugar da colisión. O illamento da colisiónrobots tradicionaisconséguese a través de barandillas externas, mentres que os robots colaborativos deben implementarse mediante algoritmos e aceleración inversa debido ao seu espazo aberto.
04 Recoñecemento de colisións
Neste punto, o robot colaborativo confirmou que se produciu unha colisión e que as variables relevantes superaron o limiar. Neste punto, o procesador do robot debe determinar se a colisión é unha colisión accidental en función da información de detección. Se o resultado do xuízo é afirmativo, o robot colaborativo debe autocorrexirse; Se se determina como unha colisión non accidental, o robot colaborativo deterase e agardará o procesamento humano.
Pódese dicir que a detección de colisións é unha proposta moi importante para que os robots colaborativos acaden a autoconciencia, proporcionando a posibilidade de aplicación a gran escala de robots colaborativos e entrar nunha gama máis ampla de escenarios. En diferentes etapas de colisión, os robots colaborativos teñen diferentes requisitos para os sensores. Por exemplo, na fase de detección previa á colisión, o principal obxectivo do sistema é evitar que se produzan colisións, polo que a responsabilidade do sensor é percibir o ambiente. Hai moitas rutas de implementación, como a percepción ambiental baseada na visión, a percepción ambiental baseada en radar de ondas milimétricas e a percepción ambiental baseada en lidar. Polo tanto, os sensores e os algoritmos correspondentes deben coordinarse.
Despois de que se produza unha colisión, é importante que os robots colaborativos sexan conscientes do punto e grao de colisión canto antes, a fin de tomar máis medidas para evitar que a situación se deteriore aínda máis. O sensor de detección de colisións xoga un papel neste momento. Os sensores de colisión comúns inclúen sensores de colisión mecánicos, sensores de colisión magnéticos, sensores de colisión piezoeléctricos, sensores de colisión de tipo de tensión, sensores de colisión de placas piezoresistivas e sensores de colisión de tipo interruptor de mercurio.
Todos sabemos que durante o funcionamento dos robots colaborativos, o brazo robótico está sometido a un par de torsión desde moitas direccións para que o brazo robótico se mova e funcione. Como se mostra na figura seguinte, o sistema de protección equipado con sensores de colisión aplicará unha forza de reacción combinada de par, par e carga axial ao detectar unha colisión, e o robot colaborativo deixará de funcionar inmediatamente.
Hora de publicación: 27-12-2023
