Традиционални индустријски роботи имају велику запремину и низак фактор сигурности, јер у радном радијусу нема дозвољених људи. Са све већом потражњом за динамичном неструктурираном производњом као што је прецизна производња и флексибилна производња, коегзистенција робота са људима и робота са окружењем поставља веће захтеве за дизајн робота. Роботи са овом способношћу се називају колаборативни роботи.
Колаборативни роботиимају многе предности, укључујући лагану, еколошку прихватљивост, интелигентну перцепцију, сарадњу људи и машина и лакоћу програмирања. Иза ових предности, постоји веома важна функција, а то је детекција судара – главна функција је да се смањи утицај силе судара на тело робота, избегне оштећење тела робота или периферне опреме, и што је још важније, спречи робота да наношење штете људима.
Са развојем науке и технологије, постоји много начина да се постигне детекција судара за колаборативне роботе, укључујући кинематику, механику, оптику, итд. Наравно, срж ових метода имплементације су компоненте са различитим функцијама детекције.
Детекција судара колаборативних робота
Појава робота нема намеру да у потпуности замени људе. Многи задаци захтевају сарадњу између људи и робота да би се завршили, што је позадина рођења колаборативних робота. Првобитна намера дизајна колаборативних робота је интеракција и сарадња са људима у раду, како би се побољшала радна ефикасност и безбедност.
У радном сценарију,колаборативни роботисарађују директно са људима, тако да се питања безбедности не могу пренаглашавати. Да би се обезбедила безбедност сарадње људи и машина, индустрија је формулисала многе релевантне прописе и стандарде, са циљем да се сагледају безбедносна питања сарадње људи и машина од дизајна колаборативних робота.
У међувремену, колаборативни роботи такође морају осигурати сигурност и поузданост. Због високог степена просторне слободе колаборативних робота, који углавном замењују људски рад у сложеним и опасним окружењима, неопходно је и брзо и поуздано детектовати потенцијалне колизије при брушењу, монтажи, бушењу, руковању и другим пословима.
Да би спречили сударе између колаборативних робота и људи и околине, дизајнери грубо деле откривање судара у четири фазе:
01 Детекција пре судара
Приликом постављања колаборативних робота у радно окружење, дизајнери се надају да ови роботи могу бити упознати са окружењем попут људи и планирати сопствене путање кретања. Да би то постигли, дизајнери инсталирају процесоре и алгоритме за детекцију са одређеном рачунарском снагом на колаборативним роботима и праве једну или више камера, сензора и радара као методе детекције. Као што је горе поменуто, постоје индустријски стандарди који се могу пратити за детекцију пре судара, као што је ИСО/ТС15066 стандард за дизајн колаборативних робота, који захтева од колаборативних робота да престану да трче када људи приђу и да се одмах опораве када људи оду.
02 Детекција судара
Ово је облик да или не, који представља да ли се колаборативни робот сударио. Да би се избегле грешке које изазивају, дизајнери ће поставити праг за колаборативне роботе. Подешавање овог прага је веома педантно, осигуравајући да се не може често активирати, а истовремено је изузетно осетљиво да се избегну судари. Због чињенице да се контрола робота углавном ослања на моторе, дизајнери комбинују овај праг са алгоритмима који се прилагођавају мотору како би постигли заустављање судара.
03 Изолација од судара
Након што систем потврди да је дошло до судара, потребно је потврдити конкретну тачку судара или зглоб судара. Сврха спровођења изолације у овом тренутку је да се заустави место судара. Изолација од сударатрадиционални роботисе постиже преко спољних заштитних ограда, док колаборативни роботи треба да се имплементирају путем алгоритама и обрнутог убрзања због њиховог отвореног простора.
04 Препознавање судара
У овом тренутку, колаборативни робот је потврдио да је дошло до судара, а релевантне варијабле су премашиле праг. У овом тренутку, процесор на роботу треба да утврди да ли је судар случајни судар на основу информација из сенсинга. Ако је резултат пресуде потврдан, колаборативни робот треба да се сам исправи; Ако се утврди да је судар неслучајан, колаборативни робот ће се зауставити и чекати на људску обраду.
Може се рећи да је детекција судара веома важан предлог за колаборативне роботе за постизање самосвести, пружајући могућност за широку примену колаборативних робота и улазак у шири спектар сценарија. У различитим фазама судара, колаборативни роботи имају различите захтеве за сензоре. На пример, у фази детекције пре судара, главна сврха система је да спречи да дође до судара, тако да је одговорност сензора да опажа околину. Постоји много путева имплементације, као што су перцепција животне средине заснована на визији, перцепција животне средине заснована на милиметарским радарима и перцепција животне средине заснована на лидару. Стога је потребно ускладити одговарајуће сензоре и алгоритме.
Након што дође до судара, важно је да колаборативни роботи буду свесни тачке и степена судара што је пре могуће, како би предузели даље мере како би спречили даље погоршање ситуације. Сензор за детекцију судара игра улогу у овом тренутку. Уобичајени сензори судара укључују механичке сензоре судара, магнетне сензоре судара, пиезоелектричне сензоре судара, сензоре судара напрезања, сензоре судара пиезорезитивних плоча и сензоре судара са живиним прекидачем.
Сви знамо да је током рада колаборативних робота, роботска рука подвргнута обртном моменту из многих праваца како би се роботска рука померала и радила. Као што је приказано на слици испод, систем заштите опремљен сензорима судара примениће комбиновани обртни момент, обртни момент и силу реакције аксијалног оптерећења након детекције судара, а колаборативни робот ће одмах престати да ради.
Време поста: 27.12.2023
