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TI 專家:對工業(yè)4.0機(jī)器人熱的幾點(diǎn)冷思考

童程童美 2017-04-18

工業(yè)機(jī)器人的興起是讓您感到高興,還是有些焦慮?人們可以從工廠自動化中涉及的不同類型機(jī)器人交互中受益,但與他們合作時(shí)仍然存在安全因素的考慮。

摘要

工業(yè)機(jī)器人的興起是讓您感到高興,還是有些焦慮?人們可以從工廠自動化中涉及的不同類型機(jī)器人交互中受益,但與他們合作時(shí)仍然存在安全因素的考慮。

根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會的說法,到2018年,大約有130萬個工業(yè)機(jī)器人將被引入世界各地的工廠,歐洲工廠的比例最高。行業(yè)在以下五個領(lǐng)域考慮使用工業(yè)機(jī)器人:

TI 專家:對工業(yè)4.0機(jī)器人熱的幾點(diǎn)冷思考

工業(yè)機(jī)器人類別

介紹人機(jī)交互的示例之前,讓我們看看今天在工廠自動化中使用的前三種機(jī)器人:

工業(yè)機(jī)器人處理焊接、碼垛和提升等任務(wù)。它們固定在地板、天花板或墻上。位于控制柜內(nèi)部的控制單元控制機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人與人的交互示例如下:工業(yè)機(jī)器人在產(chǎn)品上完成工作步驟后,人類開始取貨并因此需要進(jìn)入機(jī)器人的工作區(qū)域。

物流機(jī)器人用于倉庫,其中機(jī)器人取貨并將其帶到包裝站,或者機(jī)器人將貨物從公司所在的一棟建筑物運(yùn)輸?shù)搅硪粭澖ㄖ?。這些機(jī)器人在特定環(huán)境中移動,并且需要用于定位和映射的大量傳感器以及用于防止碰撞的傳感器。

協(xié)作機(jī)器人旨在與人類直接交互。與工業(yè)機(jī)器人的區(qū)別在于機(jī)器人和人類同時(shí)在同一對象上工作。一個示例是協(xié)作機(jī)器人在操作者的工作臺上方握持對象,如此以來,它可以移動并任意轉(zhuǎn)動對象用于視覺檢查,并在必要時(shí)執(zhí)行微調(diào)任務(wù)。協(xié)作機(jī)器人通常固定在桌子上,并且像工業(yè)機(jī)器人一樣由控制單元控制。

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人機(jī)交互的挑戰(zhàn)

對于人類來講,如何保持這種交互的安全性。并肩工作的同時(shí),如何防止碰撞或事故?每個機(jī)器人類型的挑戰(zhàn)可能完全不同。

工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)旨在快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行任務(wù)。機(jī)器人手臂內(nèi)的電機(jī)接收信號并執(zhí)行。通常,機(jī)器人手臂不具備用于感測其環(huán)境的特征。它只是執(zhí)行命令并移動到編程位置,不管途中是否存在一個對象。因此,為了防止事故,工業(yè)機(jī)器人通常在受保護(hù)的環(huán)境中操作。一個常見的設(shè)置是在機(jī)器人手臂周圍放置光柵。光柵的輸出連接到控制柜,其將檢測光柵是否穿過并關(guān)閉機(jī)器人臂。另一種設(shè)置是在機(jī)器人手臂周圍放置圍欄并監(jiān)視圍欄門的鎖。

物流機(jī)器人通常在人類可能在其周圍的環(huán)境中操作。因此,機(jī)器人不僅需要用于定位和映射的傳感器,而且需要用于檢測人的傳感器。可以使用超聲波、紅外或LIDAR等感測技術(shù)。除了用于防止碰撞的傳感器之外,還需要備用傳感器。如果機(jī)器人碰到物體,機(jī)器人內(nèi)部的開關(guān)機(jī)械打開,關(guān)閉機(jī)器人,直到操作者再次進(jìn)入操作模式。這對確保機(jī)器人停止,以防電子傳感器內(nèi)部出現(xiàn)故障很有必要。

最復(fù)雜的交互發(fā)生在人和協(xié)作機(jī)器人之間。必須確保在機(jī)器人手臂與人或任何物體之間發(fā)生碰撞的情況下,機(jī)器人手臂中集成的傳感器立即關(guān)閉機(jī)器人。如果一個傳感器或其后的電子電路發(fā)生故障,機(jī)器人也會關(guān)閉。因此,機(jī)器人制造商必須在機(jī)器人系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)冗余,以快速檢測并防止任何可能的碰撞情況。

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