Geleneksel endüstriyel robotlar, çalışma alanı içerisinde hiç kimsenin bulunmasına izin verilmediğinden, büyük bir hacme ve düşük güvenlik faktörüne sahiptir. Hassas imalat ve esnek imalat gibi dinamik yapılandırılmamış üretime olan talebin artmasıyla birlikte, robotların insanlarla ve robotların çevreyle bir arada bulunması, robot tasarımına yönelik daha yüksek gereksinimleri ortaya çıkarmıştır. Bu yeteneğe sahip robotlara işbirlikçi robotlar adı verilmektedir.
İşbirlikçi robotlarhafiflik, çevre dostu olma, akıllı algılama, insan-makine işbirliği ve programlama kolaylığı gibi birçok avantaja sahiptir. Bu avantajların arkasında çok önemli bir fonksiyon var ki o da çarpışma tespitidir - asıl fonksiyon çarpışma kuvvetinin robot gövdesi üzerindeki etkisini azaltmak, robot gövdesine veya çevre ekipmanlarına zarar gelmesini önlemek ve daha da önemlisi robotun çarpışmasını önlemektir. insanlara zarar vermesine neden oluyor.
Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte işbirlikçi robotlar için çarpışma tespitini gerçekleştirmenin kinematik, mekanik, optik vb. dahil olmak üzere birçok yolu vardır. Elbette bu uygulama yöntemlerinin temelinde çeşitli tespit fonksiyonlarına sahip bileşenler bulunur.
İşbirlikçi robotların çarpışma tespiti
Robotların ortaya çıkışının tamamen insanın yerini alması amaçlanmamaktadır. Pek çok görevin tamamlanması insanlar ve robotlar arasındaki işbirliğini gerektirir; bu da işbirlikçi robotların doğuşunun arka planını oluşturur. İşbirlikçi robotlar tasarlamanın asıl amacı, iş verimliliğini ve güvenliğini artırmak için işyerindeki insanlarla etkileşimde bulunmak ve işbirliği yapmaktır.
Bir çalışma senaryosunda,işbirlikçi robotlarİnsanlarla doğrudan işbirliği yapın, böylece güvenlik konularının üzerinde fazla durulmaması gerekir. İnsan-makine işbirliğinin güvenliğini sağlamak amacıyla endüstri, işbirlikçi robotların tasarımından insan-makine işbirliğinin güvenlik konularını dikkate almak amacıyla ilgili birçok düzenleme ve standart formüle etmiştir.
Bu arada işbirlikçi robotların güvenliği ve güvenilirliği de sağlaması gerekiyor. Karmaşık ve tehlikeli ortamlarda çoğunlukla insan işinin yerini alan işbirlikçi robotların yüksek derecede mekansal özgürlüğü nedeniyle taşlama, montaj, delme, taşıma ve diğer işlerde potansiyel çarpışmaların hızlı ve güvenilir bir şekilde tespit edilmesi de gereklidir.
İşbirlikçi robotlar ile insanlar ve çevre arasındaki çarpışmaları önlemek için tasarımcılar çarpışma tespitini kabaca dört aşamaya ayırır:
01 Çarpışma öncesi algılama
Tasarımcılar, işbirlikçi robotları bir çalışma ortamında kullanırken, bu robotların da insanlar gibi çevreye aşina olmasını ve kendi hareket yollarını planlayabilmesini umuyor. Bunu başarmak için tasarımcılar işbirlikçi robotlara belirli bilgi işlem gücüne sahip işlemciler ve algılama algoritmaları kurar ve algılama yöntemleri olarak bir veya daha fazla kamera, sensör ve radar oluşturur. Yukarıda bahsedildiği gibi, çarpışma öncesi algılama için takip edilebilecek, işbirlikçi robotların insanlar yaklaştığında çalışmayı durdurmasını ve insanlar ayrıldığında hemen toparlanmasını gerektiren ISO/TS15066 işbirlikçi robot tasarım standardı gibi takip edilebilecek endüstri standartları vardır.
02 Çarpışma algılama
Bu, işbirlikçi robotun çarpışıp çarpışmadığını temsil eden evet veya hayır formudur. Hataların tetiklenmesini önlemek amacıyla tasarımcılar işbirlikçi robotlar için bir eşik belirleyecek. Bu eşiğin ayarı çok titizdir; sık sık tetiklenememesini sağlarken aynı zamanda çarpışmaları önlemek için son derece hassastır. Robotların kontrolünün esas olarak motorlara dayanması nedeniyle tasarımcılar çarpışmayı durdurmak için bu eşiği motora uyarlanabilir algoritmalarla birleştirir.
03 Çarpışma izolasyonu
Sistem bir çarpışmanın meydana geldiğini doğruladıktan sonra belirli çarpışma noktasının veya çarpışma noktasının doğrulanması gerekir. Şu anda izolasyonun uygulanmasının amacı çarpışma alanını durdurmaktır. Çarpışma izolasyonugeleneksel robotlardış korkuluklar aracılığıyla elde edilirken işbirlikçi robotların açık alanları nedeniyle algoritmalar ve ters ivmelenme yoluyla uygulanması gerekir.
04 Çarpışma tanıma
Bu noktada işbirlikçi robot bir çarpışmanın meydana geldiğini ve ilgili değişkenlerin eşiği aştığını doğruladı. Bu noktada robotun üzerindeki işlemcinin, algılama bilgilerine dayanarak çarpışmanın tesadüfi bir çarpışma olup olmadığını belirlemesi gerekiyor. Karar sonucu evet ise işbirlikçi robotun kendi kendini düzeltmesi gerekir; Kazara olmayan bir çarpışma olduğu tespit edilirse işbirlikçi robot duracak ve insanların işlemesini bekleyecektir.
Çarpışma tespitinin işbirlikçi robotların öz farkındalık kazanmaları, işbirlikçi robotların geniş ölçekli uygulamalarına olanak sağlaması ve daha geniş senaryo yelpazesine girmeleri açısından çok önemli bir önerme olduğu söylenebilir. Farklı çarpışma aşamalarında işbirlikçi robotların sensörler için farklı gereksinimleri vardır. Örneğin çarpışma öncesi algılama aşamasında sistemin temel amacı çarpışmaların oluşmasını engellemek olduğundan sensörün sorumluluğu da çevreyi algılamaktır. Görme tabanlı çevre algılama, milimetrik dalga radar tabanlı çevre algılama, lidar tabanlı çevre algılama gibi birçok uygulama yolu bulunmaktadır. Bu nedenle ilgili sensörlerin ve algoritmaların koordine edilmesi gerekir.
Bir çarpışma meydana geldikten sonra işbirlikçi robotların mümkün olan en kısa sürede çarpışma noktası ve derecesinden haberdar olması, durumun daha da kötüleşmesini önlemek için daha fazla önlem alması açısından önemlidir. Çarpışma algılama sensörü şu anda bir rol oynamaktadır. Yaygın çarpışma sensörleri arasında mekanik çarpışma sensörleri, manyetik çarpışma sensörleri, piezoelektrik çarpışma sensörleri, gerinim tipi çarpışma sensörleri, piezodirençli plaka çarpışma sensörleri ve cıva anahtar tipi çarpışma sensörleri bulunur.
Kolaboratif robotların çalışması sırasında robot kolunun hareket etmesini ve çalışmasını sağlamak için robot kolunun birçok yönden torka maruz kaldığını hepimiz biliyoruz. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, çarpışma sensörleriyle donatılmış koruma sistemi, bir çarpışmayı algıladığında birleşik bir tork, tork ve eksenel yük reaksiyon kuvveti uygulayacak ve işbirlikçi robot çalışmayı hemen durduracaktır.
Gönderim zamanı: 27 Aralık 2023
