Ручные направляющие роботы

В стандарте безопасности РИА 15.06-2012 определены четыре метода работы коллаборативного робота (кобота), каждый из которых имеет свое место в производственных операциях. Из четырех, ручное управление, кажется, привлекает наименьшее количество внимания. В стандарте безопасности раздел 5.10 (Требования к совместной работе) определяет условия, необходимые для совместной работы роботов, как соответствующие одному или нескольким из следующих условий:

• 5.10.2 Контролируемый останов с рейтингом безопасности

• 5.10.3 Ручное управление

• 5.10.4 Контроль скорости и эшелонирования

• 5.10.5 Ограничение мощности и усилия за счет встроенной конструкции или управления

Ручное управление просто означает, что оборудование — например, ручная направляющая рукоятка — будет расположено рядом с конечным рабочим органом или инструментом робота и будет иметь как аварийный останов, так и устройство включения (представьте, что живой человек переключается, как то, что вы см. на обучающей подвеске). Многие пользователи автоматизации рассматривают ручное управление просто как «ведение через обучение», то есть возможность свободно перемещать робота для обучения точкам или траекториям в операции. Это распространенное мнение, но руководство через обучение — это лишь верхушка айсберга в огромном количестве приложений, которые можно улучшить с помощью ручного управления.

Другое распространенное мнение заключается в том, что приложения с ручным управлением ограничены для большей досягаемости или более тяжелой полезной нагрузки, потому что не так много доступных крупных коботов. Хотя верно то, что большинство коллаборативных роботов с ограниченной мощностью и усилием могут быть не в состоянии справиться с очень большими приложениями, важно понимать, что большинство роботов можно использовать для совместной работы.

В основе коллаборативных роботов или совместной работы лежит совместная работа — совместная работа с другими. Сотрудничество с роботом часто рассматривается как работа рука об руку с роботом для выполнения задачи. По сути, ручное управление — это оператор, который перемещает или ведет робота вручную — форма совместной работы, наиболее точно соответствующая истинному смыслу сотрудничества.

Имейте в виду, что наиболее эффективное использование коллаборативных роботов достигается, когда оператор и робот взаимодействуют, когда это необходимо, и оставляют каждого для выполнения отдельных задач в своем собственном рабочем пространстве. Это не сильно отличается при совместном использовании рабочей станции с другим человеком. При интеграции инструментов для помощи операторам устройства должны повышать эффективность и снижать стресс или напряжение. Если вы постоянно дотягиваетесь до своего партнера или перемещаетесь вокруг него, будь то человек или робот, весь процесс будет менее эффективным. Лучше внимательно изучить задачу в целом и решение, которого вы пытаетесь достичь, чтобы выяснить, что лучше всего подходит для коллаборативного робота.

Гибкость и функциональность

Согласно п. 5.10.3 нормативов безопасности РИА 15.06-2012, оборудование для ручного управления должно иметь аварийный выключатель и выключатель. Однако в тех случаях, когда ручное управление используется на роботе, отвечающем требованиям совместной работы с ограничением мощности и усилия, аварийный останов и переключатель включения могут не понадобиться. По этим причинам очень помогает, когда есть несколько вариантов ручного управления. FANUC предлагает два типа рукояток ручного управления:один включает в себя необходимую встроенную безопасность для стандартных роботов, а другой является беспроводным и работает с роботами серии CR с ограничением мощности и усилия. Когда у продукта много функциональных опций, это похоже на хорошо укомплектованный набор инструментов:вам могут не понадобиться все инструменты все время, но их доступность, когда это необходимо, может помочь пользователям быстро обходить препятствия.

Обучение на основе баллов — При обучении по точкам пользователь перемещает робота с помощью рукоятки управления в нужное положение, затем нажимает кнопку обучения, чтобы записать точку. Пользователь продолжает направлять робота к следующей позиции и записывает точку. Повторяя этот процесс, можно быстро создать полную программу движения для всего приложения. Обучение на основе точек — это интуитивно понятный процесс, который особенно прост для тех, кто никогда не использовал или не программировал робота.

Обучение на основе путей — Для некоторых процессов требуется запись полного движения робота по траектории. Этот метод применяется к таким приложениям, как шлифование или полирование поверхности со сложным контуром, когда важно иметь плавный путь, повторяющий форму. Программное обеспечение для ручного управления настроено на автоматическую запись позиций во время движения робота, которое затем точно воспроизводит весь путь. Оператор просто нажимает и удерживает кнопку обучения, а затем перемещает робота по траектории. По мере движения робота позиции генерируются с заданными интервалами. После завершения движения и отпускания кнопки в программе генерируется траектория. Если требуется точная настройка, каждую позицию можно индивидуально изменить для достижения идеального пути.

Еще одной особенностью рукоятки ручного управления является кнопка для управления инструментом. Каждое нажатие кнопки будет переключать состояние инструмента. Это особенно полезно в роботизированных приложениях, где оператору необходимо переместить деталь из одного места в другое. Доступны программы для ограничения функции захвата в местах захвата или опускания, чтобы предотвратить случайное освобождение оператором детали за пределами заданных зон.

В некоторых приложениях может потребоваться более медленное и точное движение робота в критических областях. Включена кнопка, которая может автоматически изменять скорость движения робота под ручным управлением на более медленную скорость для лучшего контроля положения робота. В других ситуациях может быть лучше ограничить движение робота только линейным движением, не допуская вращения инструмента. Включена кнопка для переключения профиля движения с вращательной артикуляции на только линейное движение.

В более крупном продукте с проводным ручным управлением предусмотрена дополнительная кнопка для программирования приложений, требующих максимального контроля процесса и гибкости, таких как многоэтапные операции или когда местные правила безопасности требуют управления роботом двумя руками. Часто эта дополнительная кнопка используется для обозначения окончания части приложения, связанной с ручным управлением, и позволяет роботу вернуться в индивидуальный автономный режим после выполнения необходимых требований безопасности (например, когда оператор покидает пространство для совместной работы).

Ручные приложения

Теперь, когда мы знаем, что такое ручное управление совместной работой и все функции, доступные в продукте, как компании используют этот продукт? Как упоминалось ранее, часто бывает лучше разделить приложения для ручного управления в соответствии с обязанностями.

Пример 1

В этом приложении оператор использует устройство помощи при ручном подъеме для загрузки деталей на сборочную станцию, которая подается на остальную часть линии. Оператор перемещает вспомогательное подъемное устройство к стеллажу для деталей и выбирает деталь, затем перемещает деталь на сборочную станцию ​​и загружает ее в приспособление. Как только деталь находится на месте, оператор убирает устройство помощи при подъеме, чтобы оно не мешало остальной части операции. Вместо того, чтобы автоматически добавлять ручного направляющего робота в качестве прямой замены помощника подъема, давайте рассмотрим функции приложения отдельно.

Часть 1 — это автономная операция робота, требующая, чтобы робот взял деталь со стойки и принес ее оператору. Установка светового экрана между роботом и оператором позволит роботу безопасно работать в автоматическом режиме при правильной настройке в соответствии с оценкой риска. Это позволяет роботу разгрузить оператора, выполняя повторяющиеся и тяжелые части процесса.

Часть 2 начинается, когда робот берет деталь и переносит ее на световой экран. В этот момент оператор протягивает руку через световой экран, что переводит робота в безопасную проверку нулевой скорости. После активации переключателя движение робота находится под контролем оператора, который затем направляет его в область сборки, где деталь загружается в приспособление. Как только деталь отпущена, оператор направляет робота обратно через световой экран.

Когда переключатель разрешения отпускается, робот возвращается к безопасной проверке нулевой скорости до тех пор, пока световой экран не исчезнет. После этого робот может возобновить работу в автономном режиме и вернуться к стеллажу для изготовления следующей детали. Оператор выполняет операцию сборки, а затем отправляет деталь по линии на следующую станцию. Благодаря отсутствию необходимости вручную доставать детали со стеллажа, время оператора высвобождается для выполнения дополнительной работы с добавленной стоимостью.

Экономии времени может быть достаточно, чтобы уменьшить количество сборочных станций на линии, поскольку оператор может выполнять дополнительную работу в пределах рабочего времени первой станции. Кроме того, к концу смены оператор будет меньше уставать, так как ему не придется ходить между первой станцией и стеллажом для каждого цикла обработки деталей.

Пример 2

В этом примере используется существующая совместная станция контроля сварных швов. В этой системе остановки монитора с рейтингом безопасности робот переносит сварную раму в общее рабочее пространство. После остановки робота инспектор сварки входит в общее пространство и проверяет сварной шов. Когда сварные швы необходимо подправить, деталь может располагаться не под идеальным углом для сварки. Вместо того, чтобы требовать, чтобы техник подходил к ячейке и приводил робота в движение, используется ручное управление. Рукоятка ручного управления прикреплена к инструменту в удобном месте, доступном инспектору сварки.

Включение ручного управления позволяет легко перемещать деталь в нужное положение для подкраски сварных швов. Это также позволяет инспектору просматривать детали с нескольких сторон, перемещая их вручную с помощью рукоятки управления. Это приложение теперь включает два типа совместной работы и является примером того, как несколько типов совместной работы могут быть разработаны вместе, чтобы обеспечить идеальное производственное решение.

Пример применения 3

Хорошее начальное/сделай сам приложение включает в себя использование ручного управления для упрощения процесса технического зрения, когда стили деталей или лотки меняются вручную. Для настройки системы сначала требуется, чтобы оператор поставил лоток с деталями на стол. Робот использует зрение, чтобы найти лоток и первую деталь, а затем начинает процесс.

По мере изменения лотков для деталей положение обзора робота должно быть скорректировано. Использование ручного управления может избавить оператора от необходимости переводить робота в режим обучения, чтобы внести изменения в «видеопоиск» на обучающем пульте. После того, как эта функция запрограммирована заранее, оператор может вносить необходимые изменения с помощью ручного инструмента управления. Дополнительная кнопка процесса на ручном инструменте управления сообщает, что оператор вручную переместил робота в новое положение «видеопоиска». Затем робот использует новое положение, полученное с помощью ручного управления, до следующей смены лотка для деталей.

Для новых пользователей или тех, кто делает все своими руками, этот метод чрезвычайно прост в использовании по сравнению с изменением программы робота и помогает сэкономить драгоценное время.

Пример 4

Многие сварочные мастерские с большим ассортиментом/малыми объемами испытывают нехватку обученных и квалифицированных сварщиков. Добавление ручного управления к роботу для дуговой сварки позволяет оператору с базовыми знаниями в области сварки легко обучать программы сварке небольших партий деталей. Оператор использует ручное управление для перемещения сварочной горелки, чтобы проволока находилась в правильном положении для сварного соединения. Кнопки на аппаратном обеспечении ручного управления обеспечивают простой пользовательский интерфейс, который упрощает создание полной программы для любой детали. Затем оператор может позволить роботу сварить деталь, пока он переходит к следующей сварочной станции.

Ручное управление роботом избавляет сварщика от необходимости владеть навыками бега и программирования робота с помощью пульта обучения. Позволяя сварщику быстро и легко программировать робота, он может поддерживать производство на нескольких станциях с большим количеством деталей.

По мере того, как все больше мелких и средних производителей внедряют роботов для решения различных задач и процессов, функциональные инструменты и методы ручного управления будут расширяться и становиться еще проще в использовании.

Эта статья подготовлена ​​корпорацией FANUC America Corp., Рочестер-Хиллз, штат Мичиган. Для получения дополнительной информации посетите здесь .