Как выбрать подходящего кобота для вашего приложения

За последние несколько лет вы, вероятно, видели, как коллаборативные роботы (коботы) делают все: от штабелирования поддонов на складе до приготовления картофеля фри в сети ресторанов быстрого питания. Сегодняшние коботы достаточно сильны, чтобы с точностью справляться с полезными нагрузками весом до 55 фунтов, и достаточно безопасны, чтобы работать бок о бок с людьми. В то время как коботы постоянно учатся выполнять более сложные задачи, такие как настройка приложений, человеко-машинный интерфейс (HMI) стал намного проще. Настройку можно выполнить в кратчайшие сроки, а планшеты, подобные ПК, с сенсорными экранами и интуитивно понятным программированием упрощают освоение системы сотрудниками.

Чтобы извлечь выгоду из преимуществ коботов, конечно, необходимо выбрать подходящего кобота для работы. В этой статье обсуждаются пять ключевых моментов при выборе кобота для вашего производственного приложения.

На производстве коботы выполняют такие задачи, как сборка и размещение, укладка на поддоны, сборка, сварка и обслуживание оборудования. Процесс выбора начинается с понимания параметров задач, которые будет выполнять кобот. Движение кобота основано на фиксированном повторяющемся движении или на переменном движении, основанном на входных сигналах датчика? Как быстро происходит движение? В каком доступном пространстве может работать кобот? Конкретные типы требуемых движений определят необходимое количество осей или суставов. Требуется ли прямое взаимодействие с людьми? Например, при укладке на поддоны будет ли кобот разгружаться из производственной ячейки непосредственно на поддон или на складскую площадку? Есть ли необходимость вращать предметы, подлежащие укладке на поддоны? Обнаруженная информация влияет на принятие решений по определению конкретной конфигурации кобота и интерфейсов, необходимых предполагаемым операторам.

Важные факторы, необходимые для разработки оптимальной системы коботов, включают размер и вес полезной нагрузки, ожидаемый радиус действия, требования к повторяемости и доступную площадь. Нагрузка чрезвычайно важна, поскольку она влияет на весь комплекс коботов, а требования к весу и вылету определяют размер и количество соединений, необходимых для правильного управления полезной нагрузкой.

Задача движения и конструкция секций робота (талия, плечо, локоть, запястье и рабочий орган) определяют требования к крутящему моменту и скорости двигателей суставов, а также длину рук между суставами. Чем тяжелее полезная нагрузка и больше вылет, тем больший крутящий момент требуется для достижения оптимального движения. Повторяемость кобота определяет, насколько близко к целевому положению робот может достичь каждый раз, когда его просят переместиться в это положение.

Повторяемость представлена ​​плюсовым или минусовым положением относительно цели — чем меньше это значение, тем лучше повторяемость. Доступную площадь необходимо учитывать на всей территории действия робота. В вышеупомянутом приложении для паллетирования необходимы вес и форма каждого предмета, подлежащего укладке на поддоны, а также вес захватного механизма. Расстояние перемещения выбранного предмета от рабочей ячейки до поддона, а также ширина поддона будут определять радиус действия кобота. Наконец, ожидаемая скорость рабочей ячейки по доставке товаров на станцию ​​поддонов будет определять, насколько быстро кобот должен подобрать и разместить товар.

Разработчики коботов собирают эти данные для анализа кинематики, связанной с требуемыми движениями. Обратная кинематика анализирует конкретные траектории движения и определяет параметры каждого изменяемого сустава для достижения положения и ориентации концевого эффектора. В расчетах рассматриваются требования к инерции, влияющие на требования к ускорению каждого соединения, параметры крутящего момента и скорости, связанные с двигателями в каждом сочленении, а также геометрия движения. Длины элементов между шарнирами определяют моментную нагрузку на каждый из шарниров при перемещении концевого исполнительного органа в необходимое положение. В основе этих расчетов лежат параметры Денавита-Хартенберга, которые включают:

смещение вдоль предыдущей оси z (оси вращения) до общей нормали (ось x, которая является z следующего сустава)