หุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมมีปริมาณมากและมีปัจจัยด้านความปลอดภัยต่ำ เนื่องจากไม่อนุญาตให้มีคนอยู่ภายในรัศมีการทำงาน ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการผลิตแบบไม่มีโครงสร้างแบบไดนามิก เช่น การผลิตที่มีความแม่นยำและการผลิตแบบยืดหยุ่น การอยู่ร่วมกันของหุ่นยนต์กับมนุษย์และหุ่นยนต์กับสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการออกแบบหุ่นยนต์ หุ่นยนต์ที่มีความสามารถนี้เรียกว่าหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน
หุ่นยนต์ทำงานร่วมกันมีข้อดีหลายประการ รวมถึงน้ำหนักเบา เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การรับรู้อัจฉริยะ การทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร และความง่ายในการเขียนโปรแกรม เบื้องหลังข้อดีเหล่านี้ มีฟังก์ชันที่สำคัญมากคือการตรวจจับการชน - ฟังก์ชันหลักคือการลดผลกระทบของแรงชนบนตัวหุ่นยนต์ หลีกเลี่ยงความเสียหายต่อตัวหุ่นยนต์หรืออุปกรณ์ต่อพ่วง และที่สำคัญกว่านั้นคือป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์จาก ก่อให้เกิดความเสียหายต่อมนุษย์
ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มีหลายวิธีในการตรวจจับการชนสำหรับหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน รวมถึงจลนศาสตร์ กลศาสตร์ ออพติก ฯลฯ แน่นอนว่าแกนหลักของวิธีการนำไปใช้งานเหล่านี้คือส่วนประกอบที่มีฟังก์ชันการตรวจจับต่างๆ
การตรวจจับการชนกันของหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน
การเกิดขึ้นของหุ่นยนต์ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อแทนที่มนุษย์โดยสมบูรณ์ งานหลายอย่างต้องอาศัยความร่วมมือระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์จึงจะเสร็จสมบูรณ์ ซึ่งเป็นที่มาของการกำเนิดของหุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกัน ความตั้งใจเดิมของการออกแบบหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานคือการโต้ตอบและทำงานร่วมกับมนุษย์ในการทำงาน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและความปลอดภัย
ในสถานการณ์การทำงานหุ่นยนต์ทำงานร่วมกันทำงานร่วมกันโดยตรงกับมนุษย์ ดังนั้นประเด็นด้านความปลอดภัยจึงไม่สามารถเน้นย้ำมากเกินไปได้ เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของความร่วมมือระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร อุตสาหกรรมได้กำหนดกฎระเบียบและมาตรฐานที่เกี่ยวข้องมากมาย โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพิจารณาประเด็นด้านความปลอดภัยของความร่วมมือระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรจากการออกแบบหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน
ในขณะเดียวกัน หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานก็ต้องมั่นใจในความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือด้วย เนื่องจากหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานมีอิสระเชิงพื้นที่ในระดับสูง ซึ่งแทนที่งานของมนุษย์เป็นหลักในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและอันตราย จึงจำเป็นต้องตรวจจับการชนที่อาจเกิดขึ้นในการเจียร การประกอบ การเจาะ การจัดการ และงานอื่น ๆ ได้อย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้
เพื่อป้องกันการชนกันระหว่างหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานกับมนุษย์และสิ่งแวดล้อม นักออกแบบจึงแบ่งการตรวจจับการชนกันคร่าวๆ ออกเป็นสี่ขั้นตอน:
01 การตรวจจับก่อนการชน
เมื่อใช้งานหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานในสภาพแวดล้อมการทำงาน นักออกแบบหวังว่าหุ่นยนต์เหล่านี้จะสามารถคุ้นเคยกับสภาพแวดล้อมเช่นเดียวกับมนุษย์ และวางแผนเส้นทางการเคลื่อนที่ของตนเองได้ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ผู้ออกแบบจึงติดตั้งโปรเซสเซอร์และอัลกอริธึมการตรวจจับด้วยพลังการประมวลผลที่แน่นอนบนหุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกัน และสร้างกล้อง เซ็นเซอร์ และเรดาร์หนึ่งตัวหรือหลายตัวเป็นวิธีการตรวจจับ ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น มีมาตรฐานอุตสาหกรรมที่สามารถปฏิบัติตามสำหรับการตรวจจับก่อนการชนกัน เช่น มาตรฐานการออกแบบหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน ISO/TS15066 ซึ่งกำหนดให้หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานหยุดทำงานเมื่อมีคนเข้าใกล้และฟื้นตัวทันทีเมื่อมีคนออกไป
02 การตรวจจับการชนกัน
นี่คือรูปแบบใช่หรือไม่ใช่ ซึ่งแสดงว่าหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานชนกันหรือไม่ เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด ผู้ออกแบบจะกำหนดเกณฑ์สำหรับหุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกัน การตั้งค่าเกณฑ์นี้มีความพิถีพิถันมาก ทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่สามารถทริกเกอร์ได้บ่อยครั้ง ในขณะเดียวกันก็มีความละเอียดอ่อนอย่างยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการชนกัน เนื่องจากการควบคุมหุ่นยนต์ส่วนใหญ่อาศัยมอเตอร์ ผู้ออกแบบจึงรวมเกณฑ์นี้เข้ากับอัลกอริธึมการปรับตัวของมอเตอร์เพื่อให้เกิดการหยุดการชน
03 การแยกการชน
หลังจากที่ระบบยืนยันว่าเกิดการชนกันแล้ว จำเป็นต้องยืนยันจุดชนหรือข้อต่อชนกันโดยเฉพาะ วัตถุประสงค์ของการดำเนินการแยกในเวลานี้คือการหยุดไซต์การชนกัน การแยกการชนกันของหุ่นยนต์แบบดั้งเดิมสามารถทำได้ผ่านราวกั้นภายนอก ในขณะที่หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานจำเป็นต้องดำเนินการผ่านอัลกอริธึมและการเร่งความเร็วแบบย้อนกลับเนื่องจากพื้นที่เปิดโล่ง
04 การรับรู้การชนกัน
ณ จุดนี้ หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานได้ยืนยันว่ามีการชนกันเกิดขึ้น และตัวแปรที่เกี่ยวข้องเกินเกณฑ์ ณ จุดนี้ ตัวประมวลผลบนหุ่นยนต์จำเป็นต้องตรวจสอบว่าการชนกันเป็นการชนกันโดยไม่ได้ตั้งใจตามข้อมูลการตรวจจับหรือไม่ หากผลการตัดสินเป็นใช่ หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานจำเป็นต้องแก้ไขตัวเอง หากถูกกำหนดให้เป็นการชนกันโดยไม่ได้ตั้งใจ หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานจะหยุดและรอการประมวลผลโดยมนุษย์
อาจกล่าวได้ว่าการตรวจจับการชนถือเป็นข้อเสนอที่สำคัญมากสำหรับหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานเพื่อให้เกิดการรับรู้ในตนเอง โดยให้ความเป็นไปได้สำหรับการประยุกต์ใช้หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานในวงกว้างและเข้าสู่สถานการณ์ที่กว้างขึ้น ในขั้นตอนการชนที่แตกต่างกัน หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่น ในขั้นตอนการตรวจจับก่อนการชน จุดประสงค์หลักของระบบคือเพื่อป้องกันการชนไม่ให้เกิดขึ้น ดังนั้น ความรับผิดชอบของเซ็นเซอร์ก็คือการรับรู้สภาพแวดล้อม มีเส้นทางการนำไปปฏิบัติหลายเส้นทาง เช่น การรับรู้ด้านสิ่งแวดล้อมตามวิสัยทัศน์ การรับรู้ด้านสิ่งแวดล้อมโดยอาศัยเรดาร์คลื่นมิลลิเมตร และการรับรู้ด้านสิ่งแวดล้อมโดยอาศัย Lidar ดังนั้นจึงจำเป็นต้องประสานงานเซ็นเซอร์และอัลกอริธึมที่เกี่ยวข้อง
หลังจากการชนกันเกิดขึ้น สิ่งสำคัญสำหรับหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานจะต้องทราบจุดและระดับการชนกันโดยเร็วที่สุด เพื่อที่จะใช้มาตรการเพิ่มเติมเพื่อป้องกันไม่ให้สถานการณ์เลวร้ายลงอีก เซ็นเซอร์ตรวจจับการชนมีบทบาทในขณะนี้ เซ็นเซอร์การชนกันทั่วไป ได้แก่ เซ็นเซอร์การชนกันทางกล เซ็นเซอร์การชนกันของแม่เหล็ก เซ็นเซอร์การชนกันแบบเพียโซอิเล็กทริก เซ็นเซอร์การชนกันแบบความเครียด เซ็นเซอร์การชนกันของแผ่นพายโซรีซิสทีฟ และเซ็นเซอร์การชนกันแบบสวิตช์ปรอท
เราทุกคนรู้ดีว่าในระหว่างการทำงานของหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน แขนหุ่นยนต์จะได้รับแรงบิดจากหลายทิศทางเพื่อให้แขนหุ่นยนต์เคลื่อนที่และทำงาน ดังแสดงในรูปด้านล่าง ระบบป้องกันที่ติดตั้งเซ็นเซอร์การชนจะใช้แรงบิด แรงบิด และแรงปฏิกิริยาโหลดตามแนวแกนรวมกันเมื่อตรวจพบการชน และหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานจะหยุดทำงานทันที
เวลาโพสต์: Dec-27-2023