Handgeleide robots

Er zijn vier methoden voor collaboratieve robot (cobot) operatie gedefinieerd in de RIA 15.06-2012 veiligheidsnorm en elk heeft zijn eigen plaats in productieprocessen. Van de vier lijkt handgeleiding de minste aandacht te krijgen. In de veiligheidsnorm definieert sectie 5.10 (Collaborative Operation Requirements) de vereisten die nodig zijn om robots te laten functioneren in collaboratieve operaties als voldoend aan een of meer van de volgende:

• 5.10.2 Bewaakte stop met veiligheidsclassificatie

• 5.10.3 Handgeleiding

• 5.10.4 Toerental- en scheidingsbewaking

• 5.10.5 Kracht- en krachtbegrenzing door inherent ontwerp of controle

Handgeleiding stelt eenvoudigweg dat de apparatuur - bijvoorbeeld een handgeleidingshendel - zich dicht bij de eindeffector of het robotgereedschap zal bevinden en zowel een noodstop als een activeringsapparaat zal hebben (denk aan een schakelaar voor live-man zoals u zou zie op een leerhanger). Veel automatiseringsgebruikers beschouwen handgeleiding eenvoudig als "lead through teach", wat de mogelijkheid is om de robot vrij te bewegen om punten of paden in de bewerking aan te leren. Dit is een algemene mening, maar leiden door lesgeven is slechts het topje van de ijsberg in het enorme aantal toepassingen dat kan worden verbeterd met handbegeleiding.

Een andere veelgehoorde opvatting is dat handgeleidingstoepassingen beperkt zijn voor een groter bereik of zwaardere payloads omdat er niet veel grote cobots beschikbaar zijn. Hoewel het waar is dat de meeste kracht- en krachtbeperkende collaboratieve robots de zeer grote applicaties misschien niet aankunnen, is het belangrijk om te begrijpen dat de meeste robots kunnen worden gebruikt voor een collaboratieve applicatie.

De kern van collaboratieve robots of collaboratieve operaties is samenwerking - om samen te werken met anderen. Samenwerking met een robot wordt vaak gezien als hand in hand werken met de robot om een ​​taak te voltooien. In de kern is handgeleiding een operator die de robot met de hand beweegt of leidt - een vorm van samenwerking die het nauwst aansluit bij de ware betekenis van samenwerking.

Houd er rekening mee dat het meest efficiënte gebruik van collaboratieve robots wordt bereikt door de operator en de robot te laten communiceren wanneer dat nodig is en elk afzonderlijk taken in hun eigen werkruimte te laten uitvoeren. Het is niet veel anders als je een werkstation deelt met iemand anders. Bij het integreren van hulpmiddelen om operators te helpen, moeten de apparaten de efficiëntie verhogen en stress of spanning verminderen. Als u voortdurend uw partner bereikt of beweegt, of het nu een persoon of een robot is, zou het hele proces minder efficiënt zijn. Het is beter om de taak als geheel en de oplossing die u probeert te bereiken goed te bekijken om erachter te komen wat het beste past bij een collaboratieve robot.

Flexibiliteit en functionaliteit

Volgens paragraaf 5.10.3 van de RIA 15.06-2012 veiligheidsnormen moet handgeleidingsapparatuur een noodstop en vrijgaveschakelaar hebben. In gevallen waarin handgeleiding wordt gebruikt op een robot die voldoet aan de vereisten van kracht- en krachtbeperkende samenwerking, is de noodstop en activeringsschakelaar misschien niet nodig. Om deze redenen helpt het echt wanneer er meerdere handgeleidingsopties zijn. FANUC biedt twee soorten handgeleidingshendels:de ene bevat de noodzakelijke integrale veiligheid voor standaardrobots en de andere is draadloos en werkt met de CR-serie van kracht- en krachtbeperkende robots. Als een product veel functionele opties heeft, is het alsof je een goed gevulde gereedschapskist hebt - je hebt misschien niet alle tools altijd nodig, maar als ze beschikbaar zijn wanneer dat nodig is, kunnen gebruikers snel om wegversperringen heen navigeren.

Op punten gebaseerd onderwijs — Bij point-based teaching beweegt de gebruiker de robot met behulp van de handgeleidingshendel naar een positie en drukt vervolgens op de leerknop om het punt vast te leggen. De gebruiker blijft de robot naar de volgende positie leiden en registreert het punt. Door dit proces te herhalen, kan snel een compleet bewegingsprogramma voor de hele applicatie worden gegenereerd. Lesgeven op basis van punten is een intuïtief proces dat vooral gemakkelijk is voor mensen die nog nooit een robot hebben gebruikt of geprogrammeerd.

Padgebaseerd onderwijs — Voor sommige processen is het vastleggen van de volledige padbeweging van de robot vereist. Deze methode is van toepassing op toepassingen zoals schuren of polijsten over een complex contouroppervlak wanneer het essentieel is om een ​​glad pad te hebben dat een vorm volgt. Handgeleidingssoftware is ingesteld om automatisch posities vast te leggen tijdens de beweging van de robot, die vervolgens het volledige pad nauwkeurig afspeelt. De operator houdt gewoon de leerknop ingedrukt en verplaatst de robot vervolgens langs het pad. Terwijl de robot beweegt, worden posities gegenereerd met vooraf ingestelde intervallen. Zodra de beweging is voltooid en de knop wordt losgelaten, wordt het pad in het programma gegenereerd. Als fine-tuning nodig is, kan elke positie afzonderlijk worden aangepast om het perfecte pad te bereiken.

Een ander kenmerk van de handgeleidingshendel is een knop om de tooling te bedienen. Elke druk op de knop verandert de status van het gereedschap. Dit is vooral handig bij robottoepassingen waarbij een operator een onderdeel van de ene naar de andere locatie moet verplaatsen. Er zijn programma's beschikbaar om de functie van de grijper in de ophaal- of afzetlocaties te beperken om te voorkomen dat de operator het onderdeel per ongeluk loslaat buiten de vooraf ingestelde zones.

Sommige toepassingen vereisen mogelijk langzamere, nauwkeurigere robotbewegingen in kritieke gebieden. Er is een knop meegeleverd waarmee de beweging van de robot onder handgeleiding automatisch kan worden gewijzigd in een lagere snelheid voor een betere controle over de positie van de robot. In andere situaties kan het het beste zijn om de beweging van de robot te beperken tot alleen lineaire bewegingen, zodat het gereedschap niet kan draaien. Er is een knop meegeleverd om het bewegingsprofiel om te schakelen van roterende articulatie naar alleen lineaire beweging.

Op het grotere bedrade handgeleidingsproduct is een extra knop opgenomen voor het programmeren van toepassingen die ultieme procescontrole en flexibiliteit vereisen, zoals meertrapsbewerkingen of wanneer lokale veiligheidsvoorschriften tweehandenbediening van de robot vereisen. Vaak wordt deze extra knop gebruikt om het einde van het handgeleidingsgedeelte van de toepassing aan te geven en kan de robot terugkeren naar de individuele autonome modus zodra aan de noodzakelijke veiligheidseisen is voldaan (bijv. de operator verlaat de samenwerkingsruimte).

Handgeleide toepassingen

Hoe gebruiken bedrijven dit product nu we weten wat handbesturing is voor samenwerking en alle functies die beschikbaar zijn met het product? Zoals eerder vermeld, is het vaak het beste om handgeleide toepassingen te scheiden op basis van taken.

Toepassingsvoorbeeld 1

Deze applicatie heeft een operator die een handmatig tilhulpapparaat gebruikt om onderdelen in een assemblagestation te laden dat in de rest van de lijn wordt ingevoerd. De operator loopt met het hefhulpapparaat naar het onderdelenrek, pakt het onderdeel op, loopt het onderdeel vervolgens naar het montagestation en laadt het in de opspanning. Zodra het onderdeel op zijn plaats zit, verplaatst de operator het tilhulpsysteem uit de weg, zodat het de rest van de operatie niet hindert. Laten we, in plaats van automatisch een handgeleiderobot toe te voegen als directe vervanging voor de liftassistent, de functies van de applicatie afzonderlijk bekijken.

Deel 1 is een autonome robotoperatie waarbij de robot een onderdeel uit een rek moet halen en naar de operator moet brengen. Door een lichtscherm tussen de robot en de operator te plaatsen, kan de robot veilig in de automatische modus werken als deze correct is geconfigureerd volgens de risicobeoordeling. Hierdoor kan de robot de operator ontlasten door het repetitieve en zware hefgedeelte van het proces af te handelen.

Deel 2 begint zodra de robot het onderdeel kiest en naar het lichtscherm brengt. Op dit punt reikt de operator door het lichtscherm, waardoor de robot in een veiligheidsklasse nulsnelheidscontrole wordt geplaatst. Zodra de activeringsschakelaar is geactiveerd, is de robotbeweging onder controle van de operator, die hem vervolgens naar het montagegebied leidt waar het onderdeel in de opspanning wordt geladen. Zodra het onderdeel is losgelaten, leidt de operator de robot terug door het lichtscherm.

Wanneer de activeringsschakelaar wordt losgelaten, keert de robot terug naar de veilige nulsnelheidscontrole totdat het lichtscherm wordt gewist. De robot kan dan de autonome modus hervatten en terugkeren naar het onderdelenrek voor het volgende onderdeel. De operator voert de assemblage uit en stuurt het onderdeel vervolgens door de lijn naar het volgende station. Doordat de onderdelen niet handmatig uit het onderdelenrek hoeven te worden gehaald, wordt de tijd van de operator vrijgemaakt om extra werk met toegevoegde waarde uit te voeren.

De tijdwinst kan voldoende zijn om het aantal assemblagestations op de lijn te verminderen, aangezien de operator extra werk kan uitvoeren binnen de taaktijd van het eerste station. Aan het einde van de dienst zal de machinist ook minder moe zijn omdat hij niet voor elke deelcyclus tussen het eerste station en het stukrek hoeft te lopen.

Toepassingsvoorbeeld 2

Dit voorbeeld betreft een bestaand collaboratief lasinspectiestation. Dit Safety Rated Monitor Stop-systeem zorgt ervoor dat de robot een gelast frame in een gedeelde werkruimte brengt. Zodra de robot is gestopt, betreedt de lasinspecteur de gedeelde ruimte en inspecteert de las. Wanneer lassen moeten worden bijgewerkt, bevindt het onderdeel zich mogelijk niet in de ideale hoek om te lassen. In plaats van dat een technicus naar de cel moet gaan om de robot te joggen, wordt handgeleiding gebruikt. De handgeleidingshendel is op een handige plaats aan het gereedschap bevestigd waar de lasinspecteur toegang toe heeft.

Door handmatige geleiding in te schakelen, kan het onderdeel gemakkelijk naar de juiste positie worden verplaatst voor het bijwerken van de las. Hierdoor kan de inspecteur ook meerdere kanten van het onderdeel bekijken door het handmatig te verplaatsen met de handgeleidingshendel. Deze applicatie bevat nu twee soorten samenwerkingsactiviteiten en is een voorbeeld van hoe meerdere soorten samenwerkingsactiviteiten samen kunnen worden ontwikkeld om de ideale productieoplossing te bieden.

Toepassingsvoorbeeld 3

Een goede starters-/doe-het-zelftoepassing omvat het gebruik van handgeleiding om een ​​vision-proces te vereenvoudigen waarbij onderdeelstijlen of trays handmatig worden gewijzigd. Bij de systeemconfiguratie moet de operator eerst een bak met onderdelen op een tafel plaatsen. De robot gebruikt visie om het dienblad en het eerste onderdeel te vinden en begint dan met het proces.

Als de onderdelentrays veranderen, moet de kijkpositie van de robot worden aangepast. Het gebruik van handgeleiding kan ervoor zorgen dat de operator de robot niet in de leermodus hoeft te zetten om 'vision find'-wijzigingen aan te brengen op de leerhanger. Zodra deze functie voorgeprogrammeerd is, kan de operator de nodige wijzigingen aanbrengen met behulp van het handgeleidingshulpmiddel. De extra procesknop op de handgeleiding geeft aan dat de operator de robot met de hand naar een nieuwe 'vision find'-positie heeft verplaatst. De robot gebruikt vervolgens de nieuw aangeleerde positie met handgeleiding tot de volgende wissel van de stukbak.

Voor nieuwe gebruikers of doe-het-zelvers is deze methode uiterst eenvoudig te gebruiken in vergelijking met het wijzigen van een robotprogramma en helpt het kostbare tijd te besparen.

Toepassingsvoorbeeld 4

Veel laswerkplaatsen met een hoog mengsel en een laag volume hebben te maken met een gebrek aan opgeleide en gekwalificeerde lassers. Door handgeleiding aan een booglasrobot toe te voegen, kan een operator met elementaire laskennis eenvoudig programma's leren om hun kleine batchonderdelen te lassen. De operator gebruikt handgeleiding om de lastoorts te verplaatsen, zodat de draad zich in de juiste positie voor de lasverbinding bevindt. De knoppen op de handgeleidingshardware bieden een eenvoudige gebruikersinterface die het gemakkelijk maakt om voor elk onderdeel een volledig programma te maken. De operator kan de robot het onderdeel dan laten lassen terwijl hij doorgaat naar het volgende lasstation.

Robothandgeleiding vermindert de noodzaak voor de lasser om bedreven te zijn in joggen en programmeren van de robot met de teach-hanger. Door de lasser de robot snel en eenvoudig te laten programmeren, kunnen ze de productie op meerdere stations met een hoge onderdeelmix draaiende houden.

Naarmate meer kleine tot middelgrote fabrikanten robots implementeren om een ​​verscheidenheid aan toepassingen en processen aan te pakken, zullen handgeleidingshulpmiddelen en -technieken in functionaliteit blijven uitbreiden en nog gebruiksvriendelijker worden.

Dit artikel is een bijdrage van FANUC America Corp., Rochester Hills, MI. Voor meer informatie, bezoek hier .