Ավանդական արդյունաբերական ռոբոտներն ունեն մեծ ծավալ և ցածր անվտանգության գործակից, քանի որ գործող շառավղով մարդ չկա: Դինամիկ չկառուցված արտադրության աճող պահանջարկի հետ, ինչպիսիք են ճշգրիտ արտադրությունը և ճկուն արտադրությունը, ռոբոտների համակեցությունը մարդկանց և ռոբոտների շրջակա միջավայրի հետ առաջ է բերել ավելի բարձր պահանջներ ռոբոտների նախագծման համար: Այս ունակությամբ ռոբոտները կոչվում են համագործակցող ռոբոտներ:
Համատեղ ռոբոտներունեն բազմաթիվ առավելություններ, ներառյալ թեթևությունը, շրջակա միջավայրի բարեկեցությունը, խելացի ընկալումը, մարդ-մեքենա համագործակցությունը և ծրագրավորման հեշտությունը: Այս առավելությունների հետևում կա մի շատ կարևոր գործառույթ, որը բախման հայտնաբերումն է. հիմնական գործառույթը ռոբոտի մարմնի վրա բախման ուժի ազդեցությունը նվազեցնելն է, ռոբոտի մարմնին կամ ծայրամասային սարքավորումներին վնասելուց խուսափելը և ավելի կարևորը՝ կանխել ռոբոտին վնաս պատճառելով մարդկանց.
Գիտության և տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ կան բազմաթիվ ուղիներ՝ համատեղ ռոբոտների համար բախման հայտնաբերման հասնելու համար, այդ թվում՝ կինեմատիկա, մեխանիկա, օպտիկա և այլն: Իհարկե, իրականացման այս մեթոդների առանցքը հայտնաբերման տարբեր գործառույթներով բաղադրիչներն են:
Համատեղ ռոբոտների բախման հայտնաբերում
Ռոբոտների առաջացումը նպատակ չունի ամբողջությամբ փոխարինել մարդկանց։ Շատ առաջադրանքներ ավարտելու համար պահանջում են մարդկանց և ռոբոտների համագործակցություն, ինչը համագործակցային ռոբոտների ծննդյան նախապատմությունն է: Համատեղ ռոբոտների նախագծման սկզբնական նպատակն է փոխազդել և համագործակցել մարդկանց հետ աշխատանքի ընթացքում՝ աշխատանքի արդյունավետությունն ու անվտանգությունը բարելավելու նպատակով:
Աշխատանքային սցենարում,համագործակցող ռոբոտներուղղակիորեն համագործակցել մարդկանց հետ, այնպես որ անվտանգության խնդիրները չեն կարող չափազանցված լինել: Մարդ-մեքենա համագործակցության անվտանգությունն ապահովելու համար արդյունաբերությունը ձևակերպել է բազմաթիվ համապատասխան կանոնակարգեր և ստանդարտներ՝ նպատակ ունենալով դիտարկել մարդ-մեքենա համագործակցության անվտանգության խնդիրները՝ համագործակցային ռոբոտների նախագծումից:
Միևնույն ժամանակ, համագործակցող ռոբոտներն իրենք նույնպես պետք է ապահովեն անվտանգությունն ու հուսալիությունը: Համագործակցող ռոբոտների տարածական ազատության բարձր աստիճանի պատճառով, որոնք հիմնականում փոխարինում են մարդու աշխատանքը բարդ և վտանգավոր միջավայրերում, անհրաժեշտ է նաև արագ և հուսալիորեն հայտնաբերել հնարավոր բախումները հղկման, հավաքման, հորատման, մշակման և այլ աշխատանքների ժամանակ:
Համագործակցող ռոբոտների և մարդկանց և շրջակա միջավայրի միջև բախումները կանխելու համար դիզայներները բախման հայտնաբերումը մոտավորապես բաժանում են չորս փուլերի.
01 Նախաբախման հայտնաբերում
Աշխատանքային միջավայրում համագործակցող ռոբոտներ տեղակայելիս դիզայներները հուսով են, որ այս ռոբոտները կարող են մարդկանց նման ծանոթ լինել շրջակա միջավայրին և պլանավորել իրենց շարժման ուղիները: Դրան հասնելու համար դիզայներները համատեղ ռոբոտների վրա տեղադրում են որոշակի հաշվողական հզորությամբ պրոցեսորներ և հայտնաբերման ալգորիթմներ և որպես հայտնաբերման մեթոդներ կառուցում են մեկ կամ մի քանի տեսախցիկներ, սենսորներ և ռադարներ: Ինչպես նշվեց վերևում, կան արդյունաբերական ստանդարտներ, որոնց կարելի է հետևել բախումների նախնական հայտնաբերման համար, օրինակ՝ ISO/TS15066 ռոբոտների նախագծման համատեղ ստանդարտ ստանդարտը, որը պահանջում է, որ համատեղ ռոբոտները դադարեցնեն վազքը, երբ մարդիկ մոտենում են և անմիջապես վերականգնվում են, երբ մարդիկ հեռանում են:
02 Բախումների հայտնաբերում
Սա կա՛մ այո, կա՛մ ոչ ձև է, որը ցույց է տալիս, թե արդյոք համագործակցող ռոբոտը բախվել է: Սխալներ առաջացնելուց խուսափելու համար դիզայներները շեմ կսահմանեն համագործակցող ռոբոտների համար: Այս շեմի կարգավորումը շատ մանրակրկիտ է, ապահովելով, որ այն չի կարող հաճախակի գործարկվել, միաժամանակ չափազանց զգայուն է բախումներից խուսափելու համար: Շնորհիվ այն բանի, որ ռոբոտների կառավարումը հիմնականում հենվում է շարժիչների վրա, դիզայներները համատեղում են այս շեմը շարժիչի հարմարվողական ալգորիթմների հետ՝ հասնելու բախման կանգառին:
03 Բախման մեկուսացում
Այն բանից հետո, երբ համակարգը հաստատում է, որ բախումը տեղի է ունեցել, անհրաժեշտ է հաստատել կոնկրետ բախման կետը կամ բախման հանգույցը: Այս պահին մեկուսացման իրականացման նպատակը բախման վայրի դադարեցումն է: Բախման մեկուսացումըավանդական ռոբոտներձեռք է բերվում արտաքին պաշտպանիչ բազրիքների միջոցով, մինչդեռ համատեղ ռոբոտները պետք է իրականացվեն ալգորիթմների և հակադարձ արագացման միջոցով՝ իրենց բաց տարածության պատճառով:
04 Բախման ճանաչում
Այս պահին համագործակցող ռոբոտը հաստատել է, որ բախում է տեղի ունեցել, և համապատասխան փոփոխականները գերազանցել են շեմը: Այս պահին ռոբոտի վրա գտնվող պրոցեսորը պետք է որոշի, թե արդյոք բախումը պատահական բախում է, որը հիմնված է զգայական տեղեկատվության վրա: Եթե դատողության արդյունքը այո է, ապա համագործակցող ռոբոտը պետք է ինքնուրույն ուղղվի. Եթե դա որոշվի որպես ոչ պատահական բախում, համագործակցող ռոբոտը կանգ կառնի և կսպասի մարդկանց մշակմանը:
Կարելի է ասել, որ բախումների հայտնաբերումը շատ կարևոր առաջարկ է համագործակցային ռոբոտների համար ինքնագիտակցության հասնելու համար՝ հնարավորություն ընձեռելով համագործակցային ռոբոտների լայնածավալ կիրառման և սցենարների ավելի լայն շրջանակ մտնելու համար: Բախման տարբեր փուլերում համագործակցող ռոբոտները տարբեր պահանջներ ունեն սենսորների նկատմամբ: Օրինակ, նախաբախումների հայտնաբերման փուլում համակարգի հիմնական նպատակն է կանխել բախումները, ուստի սենսորի պարտականությունն է ընկալել շրջակա միջավայրը: Կան բազմաթիվ իրականացման ուղիներ, ինչպիսիք են տեսողության վրա հիմնված շրջակա միջավայրի ընկալումը, միլիմետրային ալիքային ռադարի վրա հիմնված շրջակա միջավայրի ընկալումը և լիդարի վրա հիմնված շրջակա միջավայրի ընկալումը: Հետեւաբար, համապատասխան սենսորներն ու ալգորիթմները պետք է համակարգվեն:
Բախում տեղի ունենալուց հետո կարևոր է, որ համագործակցող ռոբոտները հնարավորինս շուտ տեղյակ լինեն բախման կետի և աստիճանի մասին, որպեսզի հետագա միջոցներ ձեռնարկեն իրավիճակի հետագա վատթարացումը կանխելու համար: Բախման հայտնաբերման սենսորն այս պահին դեր է խաղում: Բախման ընդհանուր սենսորները ներառում են մեխանիկական բախման սենսորներ, մագնիսական բախման սենսորներ, պիեզոէլեկտրական բախման սենսորներ, լարվածության տիպի բախման սենսորներ, պիեզորակայուն թիթեղների բախման սենսորներ և սնդիկի անջատիչ տիպի բախման սենսորներ:
Մենք բոլորս գիտենք, որ համատեղ ռոբոտների շահագործման ժամանակ ռոբոտային թեւը ենթարկվում է պտտման բազմաթիվ կողմերից, որպեսզի ռոբոտային թեւը շարժվի և աշխատի: Ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում, բախման սենսորներով հագեցած պաշտպանության համակարգը բախում հայտնաբերելիս կկիրառի համակցված ոլորող մոմենտ, ոլորող մոմենտ և առանցքային բեռի արձագանքման ուժ, և համագործակցող ռոբոտն անմիջապես կդադարի աշխատել:
Հրապարակման ժամանակը՝ Դեկտեմբեր-27-2023
