Roboții industriali tradiționali au un volum mare și un factor de siguranță scăzut, deoarece nu sunt permise persoane în raza de operare. Odată cu creșterea cererii de producție dinamică nestructurată, cum ar fi producția de precizie și fabricarea flexibilă, coexistența roboților cu oamenii și a roboților cu mediul a impus cerințe mai mari pentru proiectarea roboților. Roboții cu această abilitate sunt numiți roboți colaborativi.
Roboți colaborativiau multe avantaje, inclusiv greutate redusă, prietenos cu mediul, percepție inteligentă, colaborare om-mașină și ușurință de programare. În spatele acestor avantaje, există o funcție foarte importantă, care este detectarea coliziunilor - funcția principală este de a reduce impactul forței de coliziune asupra corpului robotului, de a evita deteriorarea corpului robotului sau a echipamentului periferic și, mai important, de a împiedica robotul să provocând daune oamenilor.
Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, există multe modalități de a realiza detectarea coliziunilor pentru roboții colaborativi, inclusiv cinematică, mecanică, optică etc. Desigur, nucleul acestor metode de implementare sunt componente cu diferite funcții de detectare.
Detectarea coliziunilor roboților colaborativi
Apariția roboților nu are scopul de a înlocui complet oamenii. Multe sarcini necesită cooperare între oameni și roboți pentru a fi finalizate, care este fundalul nașterii roboților colaborativi. Intenția inițială a proiectării roboților colaborativi este să interacționeze și să colaboreze cu oamenii în muncă, pentru a îmbunătăți eficiența și siguranța muncii.
Într-un scenariu de lucru,roboți colaborativicolaborează direct cu oamenii, astfel încât problemele de siguranță nu pot fi subliniate prea mult. Pentru a asigura siguranța cooperării om-mașină, industria a formulat multe reglementări și standarde relevante, cu scopul de a lua în considerare problemele de siguranță ale cooperării om-mașină din proiectarea roboților colaborativi.
Între timp, roboții colaborativi înșiși trebuie să asigure siguranța și fiabilitatea. Datorită gradului ridicat de libertate spațială al roboților colaborativi, care înlocuiesc în principal munca umană în medii complexe și periculoase, este, de asemenea, necesar să se detecteze rapid și fiabil potențialele coliziuni în șlefuire, asamblare, forare, manipulare și alte lucrări.
Pentru a preveni coliziunile dintre roboții colaborativi și oameni și mediu, proiectanții împart aproximativ detectarea coliziunilor în patru etape:
01 Detectare pre-coliziune
Atunci când implementează roboți colaborativi într-un mediu de lucru, designerii speră că acești roboți pot fi familiarizați cu mediul precum oamenii și își pot planifica propriile căi de mișcare. Pentru a realiza acest lucru, designerii instalează procesoare și algoritmi de detectare cu o anumită putere de calcul pe roboți colaborativi și construiesc una sau mai multe camere, senzori și radare ca metode de detectare. După cum s-a menționat mai sus, există standarde din industrie care pot fi urmate pentru detectarea pre-coliziune, cum ar fi standardul de proiectare a roboților colaborativi ISO/TS15066, care impune roboților colaborativi să înceteze să funcționeze când oamenii se apropie și să se recupereze imediat când oamenii pleacă.
02 Detectarea coliziunilor
Aceasta este o formă fie da, fie nu, care arată dacă robotul colaborativ s-a ciocnit. Pentru a evita declanșarea erorilor, designerii vor stabili un prag pentru roboții colaborativi. Setarea acestui prag este foarte meticuloasă, asigurându-se că nu poate fi declanșată frecvent, fiind totodată extrem de sensibilă pentru a evita coliziunile. Datorită faptului că controlul roboților se bazează în principal pe motoare, proiectanții combină acest prag cu algoritmi de adaptare a motorului pentru a obține oprirea coliziunii.
03 Izolarea coliziunii
După ce sistemul confirmă că a avut loc o coliziune, este necesar să se confirme punctul de coliziune specific sau îmbinarea de coliziune. Scopul implementării izolării în acest moment este oprirea locului de coliziune. Izolarea coliziunii deroboți tradiționalise realizează prin balustrade externe, în timp ce roboții colaborativi trebuie implementați prin algoritmi și accelerație inversă datorită spațiului lor deschis.
04 Recunoașterea coliziunilor
În acest moment, robotul colaborativ a confirmat că a avut loc o coliziune, iar variabilele relevante au depășit pragul. În acest moment, procesorul robotului trebuie să determine dacă coliziunea este o coliziune accidentală pe baza informațiilor de detectare. Dacă rezultatul judecății este afirmativ, robotul colaborativ trebuie să se corecteze singur; Dacă este determinată ca o coliziune neaccidentală, robotul colaborativ se va opri și așteaptă procesarea umană.
Se poate spune că detectarea coliziunilor este o propunere foarte importantă pentru roboții colaborativi pentru a obține conștientizarea de sine, oferind posibilitatea aplicării pe scară largă a roboților colaborativi și intrând într-o gamă mai largă de scenarii. În diferite etape de coliziune, roboții colaborativi au cerințe diferite pentru senzori. De exemplu, în etapa de detectare pre-coliziune, scopul principal al sistemului este de a preveni producerea coliziunilor, astfel încât responsabilitatea senzorului este de a percepe mediul. Există multe rute de implementare, cum ar fi percepția mediului bazată pe viziune, percepția mediului bazată pe radar cu unde milimetrice și percepția mediului bazată pe lidar. Prin urmare, senzorii și algoritmii corespunzători trebuie coordonați.
După ce are loc o coliziune, este important ca roboții colaborativi să fie conștienți de punctul și gradul de coliziune cât mai curând posibil, pentru a lua măsuri suplimentare pentru a preveni deteriorarea în continuare a situației. Senzorul de detectare a coliziunilor joacă un rol în acest moment. Senzorii de coliziune obișnuiți includ senzori de coliziune mecanici, senzori de coliziune magnetici, senzori de coliziune piezoelectrici, senzori de coliziune de tip deformare, senzori de coliziune cu plăci piezoresistive și senzori de coliziune de tip comutator cu mercur.
Știm cu toții că în timpul funcționării roboților colaborativi, brațul robotizat este supus unui cuplu din mai multe direcții pentru a face brațul robotizat să se miște și să funcționeze. După cum se arată în figura de mai jos, sistemul de protecție echipat cu senzori de coliziune va aplica o forță de reacție combinată cu cuplu, cuplu și sarcină axială la detectarea unei coliziuni, iar robotul colaborativ va înceta imediat să funcționeze.
Ora postării: 27-dec-2023
