Tradiciniai pramoniniai robotai pasižymi dideliu tūriu ir mažu saugos koeficientu, nes darbo spinduliu neįleidžiami žmonės. Didėjant dinamiškos nestruktūrizuotos gamybos, pavyzdžiui, tikslios gamybos ir lanksčios gamybos, paklausai, robotų sambūvis su žmonėmis ir robotų su aplinka kelia aukštesnius reikalavimus robotų projektavimui. Robotai, turintys šį gebėjimą, vadinami bendradarbiavimo robotais.
Bendradarbiaujantys robotaituri daug privalumų, įskaitant lengvumą, ekologiškumą, protingą suvokimą, žmogaus ir mašinos bendradarbiavimą ir lengvą programavimą. Už šių privalumų slypi labai svarbi funkcija, kuri yra susidūrimo aptikimas – pagrindinė funkcija yra sumažinti susidūrimo jėgos poveikį roboto kūnui, išvengti roboto korpuso ar periferinės įrangos pažeidimų, o dar svarbiau – neleisti robotui daro žalą žmonėms.
Tobulėjant mokslui ir technologijoms, yra daug būdų, kaip pasiekti susidūrimų aptikimą bendradarbiaujantiems robotams, įskaitant kinematiką, mechaniką, optiką ir kt. Žinoma, šių įgyvendinimo metodų esmė yra komponentai su įvairiomis aptikimo funkcijomis.
Bendradarbiaujančių robotų susidūrimų aptikimas
Robotų atsiradimas nėra skirtas visiškai pakeisti žmones. Daugeliui užduočių reikia bendradarbiauti tarp žmonių ir robotų, o tai yra bendradarbiaujančių robotų gimimo pagrindas. Pradinis bendradarbiavimo robotų kūrimo tikslas yra sąveikauti ir bendradarbiauti su žmonėmis darbe, siekiant pagerinti darbo efektyvumą ir saugą.
Darbo scenarijujebendradarbiaujantys robotaibendradarbiauti tiesiogiai su žmonėmis, todėl saugumo problemų negalima per daug sureikšminti. Siekdama užtikrinti žmogaus ir mašinos bendradarbiavimo saugą, pramonė suformulavo daug atitinkamų reglamentų ir standartų, siekdama atsižvelgti į žmogaus ir mašinos bendradarbiavimo saugos klausimus kuriant bendradarbiaujančius robotus.
Tuo tarpu patys bendradarbiaujantys robotai taip pat turi užtikrinti saugumą ir patikimumą. Dėl didelės erdvės laisvės bendradarbiaujantiems robotams, kurie daugiausia pakeičia žmogaus darbą sudėtingoje ir pavojingoje aplinkoje, taip pat būtina greitai ir patikimai aptikti galimus susidūrimus šlifavimo, surinkimo, gręžimo, tvarkymo ir kituose darbuose.
Siekdami išvengti susidūrimų tarp bendradarbiaujančių robotų ir žmonių bei aplinkos, dizaineriai apytiksliai padalija susidūrimų aptikimą į keturis etapus:
01 Aptikimas prieš susidūrimą
Įdiegdami bendradarbiaujančius robotus darbo aplinkoje, dizaineriai tikisi, kad šie robotai gali būti susipažinę su aplinka kaip žmonės ir planuoti savo judėjimo kelius. Norėdami tai pasiekti, dizaineriai įdiegia procesorius ir aptikimo algoritmus su tam tikra skaičiavimo galia bendradarbiaujančiuose robotuose ir sukuria vieną ar kelias kameras, jutiklius ir radarus kaip aptikimo metodus. Kaip minėta pirmiau, yra pramonės standartų, kuriais galima vadovautis nustatant prieš susidūrimą, pvz., ISO/TS15066 bendradarbiavimo robotų projektavimo standartas, pagal kurį reikalaujama, kad bendradarbiaujantys robotai nustotų veikti, kai žmonės artėja, ir nedelsiant atsigauna žmonėms išėjus.
02 Susidūrimo aptikimas
Tai yra „taip“ arba „ne“ forma, nurodanti, ar bendradarbiaujantis robotas susidūrė. Siekdami išvengti klaidų, dizaineriai nustatys slenkstį bendradarbiaujantiems robotams. Šios slenksčio nustatymas yra labai kruopštus, užtikrinantis, kad jis negali būti dažnai suveikiamas, o taip pat yra ypač jautrus, kad būtų išvengta susidūrimų. Dėl to, kad robotų valdymas daugiausia priklauso nuo variklių, dizaineriai derina šią slenkstį su variklio adaptaciniais algoritmais, kad pasiektų susidūrimo sustabdymą.
03 Susidūrimo izoliacija
Sistemai patvirtinus, kad įvyko susidūrimas, būtina patvirtinti konkretų susidūrimo tašką arba susidūrimo jungtį. Šiuo metu izoliacijos tikslas yra sustabdyti susidūrimo vietą. Susidūrimo izoliacijatradiciniai robotaipasiekiamas naudojant išorinius apsauginius turėklus, o bendradarbiaujantys robotai turi būti įgyvendinami naudojant algoritmus ir atvirkštinį pagreitį dėl jų atviros erdvės.
04 Susidūrimo atpažinimas
Šiuo metu bendradarbiaujantis robotas patvirtino, kad įvyko susidūrimas, o atitinkami kintamieji viršijo slenkstį. Šiuo metu roboto procesorius, remdamasis jutimo informacija, turi nustatyti, ar susidūrimas yra atsitiktinis susidūrimas. Jei sprendimo rezultatas yra teigiamas, bendradarbiaujantis robotas turi pats pasitaisyti; Jei nustatoma, kad susidūrimas įvyko neatsitiktinai, bendradarbiaujantis robotas sustos ir lauks žmogaus apdorojimo.
Galima sakyti, kad susidūrimų aptikimas yra labai svarbus pasiūlymas bendradarbiaujantiems robotams, siekiant savimonės, suteikiant galimybę plačiai pritaikyti bendradarbiaujančius robotus ir patekti į platesnį scenarijų spektrą. Skirtinguose susidūrimo etapuose bendradarbiaujantys robotai turi skirtingus reikalavimus jutikliams. Pavyzdžiui, prieš susidūrimą aptikimo stadijoje pagrindinis sistemos tikslas yra neleisti susidūrimams, todėl jutiklio atsakomybė – suvokti aplinką. Yra daug įgyvendinimo būdų, pavyzdžiui, regėjimu pagrįstas aplinkos suvokimas, milimetrinių bangų radaru pagrįstas aplinkos suvokimas ir lidaru pagrįstas aplinkos suvokimas. Todėl reikia derinti atitinkamus jutiklius ir algoritmus.
Po susidūrimo svarbu, kad bendradarbiaujantys robotai kuo greičiau žinotų susidūrimo tašką ir laipsnį, kad būtų imtasi tolesnių priemonių, kad padėtis toliau nepablogėtų. Šiuo metu svarbų vaidmenį atlieka susidūrimo aptikimo jutiklis. Įprasti susidūrimo jutikliai apima mechaninius susidūrimo jutiklius, magnetinio susidūrimo jutiklius, pjezoelektrinius susidūrimo jutiklius, deformacijos tipo susidūrimo jutiklius, pjezorezistinius plokščių susidūrimo jutiklius ir gyvsidabrio jungiklio tipo susidūrimo jutiklius.
Visi žinome, kad veikiant bendradarbiaujantiems robotams, roboto ranka yra veikiama sukimo momento iš daugelio krypčių, kad roboto ranka judėtų ir veiktų. Kaip parodyta paveikslėlyje žemiau, apsaugos sistema su susidūrimo jutikliais, aptikusi susidūrimą, taikys kombinuotą sukimo momento, sukimo momento ir ašinės apkrovos reakcijos jėgą, o bendradarbiaujantis robotas iš karto nustos veikti.
Paskelbimo laikas: 2023-12-27
