Robot industri tradisional memiliki volume yang besar dan faktor keamanan yang rendah, karena tidak ada orang yang diperbolehkan berada dalam radius pengoperasian. Dengan meningkatnya permintaan akan produksi dinamis tidak terstruktur seperti manufaktur presisi dan manufaktur fleksibel, koeksistensi robot dengan manusia dan robot dengan lingkungan telah meningkatkan persyaratan desain robot. Robot dengan kemampuan ini disebut robot kolaboratif.
Robot kolaboratifmemiliki banyak keunggulan, antara lain ringan, ramah lingkungan, persepsi cerdas, kolaborasi manusia-mesin, dan kemudahan pemrograman. Dibalik kelebihan tersebut terdapat fungsi yang sangat penting yaitu pendeteksi tabrakan – fungsi utamanya adalah untuk mengurangi dampak gaya tumbukan pada tubuh robot, menghindari kerusakan pada tubuh robot atau peralatan periferal, dan yang lebih penting, mencegah robot dari tabrakan. menyebabkan kerugian pada manusia.
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, banyak cara untuk mencapai deteksi tabrakan pada robot kolaboratif, antara lain kinematika, mekanika, optik, dll. Tentunya inti dari metode implementasi tersebut adalah komponen-komponen dengan berbagai fungsi deteksi.
Deteksi tabrakan robot kolaboratif
Kemunculan robot tidak dimaksudkan untuk sepenuhnya menggantikan manusia. Banyaknya tugas yang memerlukan kerja sama antara manusia dan robot untuk menyelesaikannya, hal ini menjadi latar belakang lahirnya robot kolaboratif. Tujuan awal dirancangnya robot kolaboratif adalah untuk berinteraksi dan berkolaborasi dengan manusia dalam bekerja, guna meningkatkan efisiensi dan keselamatan kerja.
Dalam skenario kerja,robot kolaboratifberkolaborasi langsung dengan manusia, sehingga masalah keselamatan tidak bisa dianggap remeh. Untuk menjamin keamanan kerja sama manusia-mesin, industri telah merumuskan banyak peraturan dan standar yang relevan, dengan tujuan mempertimbangkan masalah keselamatan kerja sama manusia-mesin dari desain robot kolaboratif.
Sementara itu, robot kolaboratif sendiri juga harus menjamin keamanan dan keandalan. Karena tingginya tingkat kebebasan spasial robot kolaboratif, yang sebagian besar menggantikan pekerjaan manusia di lingkungan yang kompleks dan berbahaya, maka potensi tabrakan juga perlu dideteksi dengan cepat dan andal dalam penggilingan, perakitan, pengeboran, penanganan, dan pekerjaan lainnya.
Untuk mencegah tabrakan antara robot kolaboratif dan manusia serta lingkungan, perancang secara kasar membagi deteksi tabrakan menjadi empat tahap:
01 Deteksi pra-tabrakan
Saat menerapkan robot kolaboratif di lingkungan kerja, para desainer berharap robot-robot ini dapat mengenal lingkungan seperti manusia dan merencanakan jalur pergerakannya sendiri. Untuk mencapai hal ini, perancang memasang prosesor dan algoritma pendeteksian dengan daya komputasi tertentu pada robot kolaboratif, dan membangun satu atau beberapa kamera, sensor, dan radar sebagai metode pendeteksian. Seperti disebutkan di atas, terdapat standar industri yang dapat diikuti untuk deteksi pra-tabrakan, seperti standar desain robot kolaboratif ISO/TS15066, yang mengharuskan robot kolaboratif berhenti berjalan saat orang mendekat dan segera pulih saat orang pergi.
02 Deteksi tabrakan
Ini adalah bentuk ya atau tidak, yang menunjukkan apakah robot kolaboratif telah bertabrakan. Untuk menghindari kesalahan pemicu, desainer akan menetapkan ambang batas untuk robot kolaboratif. Pengaturan ambang batas ini sangat teliti, memastikan bahwa ambang batas ini tidak dapat sering terpicu dan juga sangat sensitif untuk menghindari tabrakan. Karena kendali robot terutama bergantung pada motor, perancang menggabungkan ambang batas ini dengan algoritma adaptif motor untuk mencapai penghentian tabrakan.
03 Isolasi tabrakan
Setelah sistem memastikan bahwa tumbukan telah terjadi, perlu dipastikan titik tumbukan atau sambungan tumbukan tertentu. Tujuan penerapan isolasi kali ini adalah untuk menghentikan lokasi tabrakan. Isolasi tabrakanrobot tradisionaldicapai melalui pagar pembatas eksternal, sementara robot kolaboratif perlu diimplementasikan melalui algoritma dan akselerasi mundur karena ruang terbukanya.
04 Pengenalan tabrakan
Pada titik ini, robot kolaboratif telah memastikan bahwa telah terjadi tabrakan, dan variabel terkait telah melampaui ambang batas. Pada titik ini, prosesor pada robot perlu menentukan apakah tabrakan tersebut merupakan tabrakan yang tidak disengaja berdasarkan informasi penginderaan. Jika hasil penilaiannya adalah ya, robot kolaboratif perlu mengoreksi dirinya sendiri; Jika ditentukan sebagai tabrakan yang tidak disengaja, robot kolaboratif akan berhenti dan menunggu pemrosesan oleh manusia.
Dapat dikatakan bahwa deteksi tabrakan adalah proposisi yang sangat penting bagi robot kolaboratif untuk mencapai kesadaran diri, memberikan kemungkinan penerapan robot kolaboratif dalam skala besar dan memasuki skenario yang lebih luas. Pada tahap tabrakan yang berbeda, robot kolaboratif memiliki persyaratan sensor yang berbeda. Misalnya, pada tahap deteksi pra-tabrakan, tujuan utama sistem adalah mencegah terjadinya tabrakan, sehingga tanggung jawab sensor adalah mengamati lingkungan. Ada banyak jalur implementasi, seperti persepsi lingkungan berbasis visi, persepsi lingkungan berbasis radar gelombang milimeter, dan persepsi lingkungan berbasis lidar. Oleh karena itu, sensor dan algoritma yang sesuai perlu dikoordinasikan.
Setelah tabrakan terjadi, penting bagi robot kolaboratif untuk mewaspadai titik dan derajat tabrakan sesegera mungkin, guna mengambil tindakan lebih lanjut guna mencegah situasi semakin memburuk. Sensor pendeteksi tabrakan berperan saat ini. Sensor tumbukan yang umum termasuk sensor tumbukan mekanis, sensor tumbukan magnetik, sensor tumbukan piezoelektrik, sensor tumbukan tipe regangan, sensor tumbukan pelat piezoresistif, dan sensor tumbukan tipe saklar merkuri.
Kita semua tahu bahwa selama pengoperasian robot kolaboratif, lengan robotik dikenai torsi dari berbagai arah untuk membuat lengan robot tersebut bergerak dan bekerja. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, sistem proteksi yang dilengkapi dengan sensor tabrakan akan menerapkan kombinasi torsi, torsi, dan gaya reaksi beban aksial saat mendeteksi tabrakan, dan robot kolaboratif akan segera berhenti bekerja.
Waktu posting: 27 Des-2023
