Dacă citiți acest lucru, sunt șanse să fi petrecut mult prea mult timp depanând planificând traseul robotului colaborativ pe șase axe - urmărind botul dvs. irosește energie, pierde timpul ciclului sau blochează la jumătatea sarcinii, deoarece drumul său de la punctul A la punctul B este mai mult un drum șerpuitor decât un traseu drept și inteligent. În calitate de furnizor al acestor mici cai de muncă, am văzut direct cât de proastă planificare a căii poate ucide un proiect. Am primit apeluri de la producători care credeau că CR920-ul lor are performanțe slabe, doar pentru a realiza că calea sa a fost optimizată pentru „siguranță” în loc de viteză și eficiență. Dacă vă aflați în acea barcă, să dezvăluim cum să optimizați de fapt planificarea traseului cobot pe șase axe fără a o complica prea mult.
În primul rând, să clarificăm ceva: planificarea traseului pentru coboți cu șase axe nu se referă doar la a ajunge de la punctul X la punctul Y. Este vorba despre contabilizarea fiecărei îmbinări, sarcini utile și variabile de mediu care fac cobotul tău unic. Spre deosebire de roboții industriali care trăiesc în cuști, roboții colaborativi trebuie să lucreze în jurul oamenilor, al pieselor și, uneori, al echipamentelor existente, astfel încât optimizarea trebuie să echilibreze viteza, siguranța și utilizarea energiei. Aș argumenta că cea mai mare greșeală pe care văd că o fac clienții este utilizarea implicită a căii încorporate a cobot-ului în loc să o modifice pentru sarcina lor specifică. De exemplu, o sarcină de preluare și plasare care funcționează grozav pe un simulator s-ar putea transforma într-o mizerie lentă, cu energie grea la atelier, deoarece nu v-ați ajustat pentru sarcina utilă de 5 kg a pieselor pe care le mutați.
Să începem cu elementele de bază: reglarea parametrilor cinematici. Coboții cu șase axe au șase articulații, fiecare cu propria gamă, limită de viteză și accelerație. Dacă utilizați doar limitele comune implicite, lăsați performanța pe masă. Majoritatea controlerelor cobot vă permit să ajustați „scalarea vitezei articulației” și „netezirea accelerației”, dar majoritatea oamenilor le setează și le uită. Iată chestia: accelerația mai mare nu este întotdeauna mai bună. Dacă drumul tău are viraje strânse, accelerația de declanșare prea mare poate face ca botul să se zvâcnească, ceea ce nu numai că irosește energie, ci și încordează articulațiile în timp. Am avut clienți care își reduc timpul ciclului cu 15% doar selectând accelerația per îmbinare în loc să utilizeze o setare globală. Pentru coboții din seria CR (cum ar fiRobot colaborativ CR1400), acesta este o schimbare de joc, deoarece designul lor cinematic permite articulațiilor individuale să se miște independent, fără a sacrifica stabilitatea generală. Cadrul ușor al CR1400 este construit pentru acest tip de reglare fină, astfel încât nu trebuie să faceți compromisuri cu puterea pentru a obține un flux mai bun al traseului.
Următorul: evitarea obstacolelor care funcționează de fapt (nu, nu setarea de bază). Multe dintre cele mai rele momente ale planificării traseului cobot provin din „oprirea aleatorie” când botul crede că este în apropierea unui om sau se lovește de o parte ascunsă a mașinii tale. Algoritmii generici de evitare a obstacolelor sunt universali, dar dacă mapați corect spațiul de lucru, puteți optimiza traseele pentru a evita obstacolele în mod proactiv, în loc să reacționați la ele. Iată cum: utilizați pandantivul de învățare al cobot-ului pentru a înregistra toate obstacolele fixe (conveioare, stații de lucru, chiar și cabluri de alimentare) din spațiul de lucru. Cele mai multe controlere cobot moderne cu șase axe vă permit să importați această hartă, astfel încât planificatorul de traseu poate calcula o rută care sări peste acele obstacole înainte ca botul să înceapă să se miște. Pentru obstacole dinamice (cum ar fi un om care lucrează în apropiere), setați o zonă de siguranță personalizată - în loc de o bule de 1 m în jurul întregului bot, creați o zonă mai mică lângă punctul instrumentului în care are loc contactul real. În acest fel, botul nu încetinește pentru un om care stă la 2 m distanță, ceea ce menține eficiența traseului fără a compromite siguranța. Am văzut că acest lucru funcționează deosebit de bine cu modelele de economisire a energiei, cum ar fiRobot colaborativ CR920 cu economie de energie, deoarece evitarea opririlor inutile reduce consumul de energie. Designul motorului CR920 este construit pentru a reduce energia în gol, astfel încât atunci când drumul evită opririle bruște, obțineți și mai multe economii.
Apoi, există planificarea mișcării pentru sarcina utilă și scule. Acesta este un punct orb foarte comun. Calea cobotului tău se schimbă complet în funcție de instrumentul pe care îl ține și de cât de grea este sarcina utilă. De exemplu, o prindere care are 2 kg modifică centrul de greutate (CoG) al efectorului final, ceea ce înseamnă că articulațiile trebuie să lucreze mai mult pentru a se mișca. Dacă nu actualizați planificatorul de traseu cu noul CoG, veți obține o mișcare neuniformă, o utilizare mai mare a energiei și chiar o precizie redusă. Remedierea este simplă: atunci când schimbați instrumente sau sarcini utile, executați o calibrare rapidă CoG pe cobot. Majoritatea modelelor cu șase axe, cum ar fiRobot colaborativ CR620 cu economie de energie, aveți o funcție de calibrare cu o singură atingere pentru aceasta. Am avut un client care a schimbat între o pinza cu vid de 3 kg și una mecanică de 5 kg și și-a văzut timpul de trecere crescând cu 20% - până când a făcut o calibrare CoG. Dintr-o dată, drumul lor s-a netezit, consumul de energie a scăzut și nu au fost nevoiți să reînvețe fiecare punct de referință. Capacitatea flexibilă de încărcare utilă a CR620 îl face perfect pentru aceste tipuri de schimbări rapide, astfel încât optimizarea căilor pentru diferite instrumente nu este o corvoadă.
Stai, hai să vorbim despre netezime. Nu, nu mă refer la conducerea pe un drum neted, mă refer la traiectoria căii. Coboții cu șase axe se mișcă pe trasee liniare sau bazate pe articulații, dar căile liniare (care se deplasează direct dintr-un punct în altul) sunt mult mai eficiente doar dacă nu necesită viri ascuțite ale îmbinărilor. Traseele bazate pe articulații pot părea aleatorii, dar adesea duc la o mișcare mai lină, deoarece prioritizează intervalul natural al fiecărei articulații. Cele mai proaste căi sunt cele care comută între mișcarea liniară și mișcarea comună la mijlocul sarcinii, determinând botul să se clatine. Majoritatea controlerelor au o setare de „netezire a traiectoriei” care vă permite să ajustați cât de aproape urmărește botul punctele de referință. Dacă înclinați prea sus, veți avea poteci zimțate; prea jos și veți adăuga distanță inutilă la cale. Vă recomandăm să o setați la o valoare între 5-15% pentru majoritatea sarcinilor, dar testați-l cu cobot-ul dvs. specific. Pentru distanțe mai lungi, cum ar fiRobot colaborativ CR1600, netezirea traiectoriei este extrem de importantă, deoarece brațul mai lung este mai predispus la clătinare dacă traseele sunt crete. Aria extinsă a CR1600 este concepută pentru a menține stabilitatea chiar și cu trasee netede și optimizate, astfel încât să nu trebuie să vă stresați cu privire la precizie atunci când modificați această setare.
Un alt truc subestimat: utilizarea simulării înainte de implementare. Știu, știu - "simularea necesită timp!" Dar cât timp petreci reparând o potecă care nu funcționează pe podea? Majoritatea furnizorilor de coboți cu șase axe oferă instrumente de simulare care vă permit să introduceți spațiul de lucru, sarcina utilă și sarcinile, apoi să testați diferite planuri de traseu fără a muta o singură piesă. Acest lucru vă permite să identificați coliziunile, ineficiența sau îmbinările supraîncărcate chiar înainte de a despacheta robotul. De exemplu, dacă configurați o sarcină de sudare, simularea vă poate arăta că o anumită cale va pune prea multă presiune asupra îmbinării 3, astfel încât să puteți ajusta punctele de referință în prealabil în loc să depanați în prima zi. Am văzut clienții reducându-și timpul de implementare cu 30% doar folosind simulare, iar pentru sarcini de volum mare, asta se adaugă la bani reali. TheRobot colaborativ CR1300se integrează perfect cu cele mai obișnuite software-uri de simulare, astfel încât să puteți modifica căile chiar de pe computer înainte de sosirea robotului.
Acum, să ne referim la optimizarea energiei în mod specific, pentru că acesta este un mare argument de vânzare pentru coboții noștri, iar planificarea traseului este cel mai simplu mod de a reduce consumul de energie. Am măsurat că planificarea greșită a traseului poate face ca un cobot cu șase axe să utilizeze cu 30% mai multă energie decât este necesar. Cum? Prin opriri inutile, viraje strânse sau mișcare ineficientă a articulațiilor. Remediile despre care am vorbit mai devreme - căi mai netede, evitarea obstacolelor, calibrarea CoG - toate reduc direct consumul de energie. De exemplu, modelele noastre de economisire a energiei (CR920 și CR620) au motoare care se adaptează la sarcină, astfel încât, atunci când calea dvs. este optimizată, motoarele nu funcționează mai mult decât trebuie. De aceea, aceste modele se potrivesc atât de bine pentru producătorii mici și mijlocii care doresc să economisească atât costurile cu forța de muncă, cât și cu energia. Dacă doriți să reduceți costurile operaționale, optimizarea planificării traseului este primul pas, iar liniile noastre de economisire a energiei fac acest lucru și mai ușor.
Stai, hai să fim realiști, ce zici de greșelile comune pe care le fac oamenii? Am văzut clienții încercând să optimizeze căile manual mutând fiecare punct de referință cu 1 cm, iar asta funcționează pentru sarcini simple, dar pentru cele complexe (cum ar fi ambalarea sau asamblarea), este o pierdere de timp. O altă greșeală: ignorarea algoritmilor de planificare a traseului încorporați ai cobotului. Nu, nu trebuie să codificați o cale personalizată de la zero. Majoritatea coboților moderni cu șase axe au planificatoare de trasee avansate care se pot adapta, dar trebuie să le furnizați datele potrivite. De exemplu, dacă nu introduceți greutatea reală a sarcinii utile, planificatorul de trasee va utiliza implicit o setare de greutate mai mică, ceea ce duce la o mișcare ineficientă. De asemenea, nu uitați să vă actualizați planificarea traseului de fiecare dată când vă schimbați fluxul de lucru. Dacă vă rearanjați stațiile de lucru sau schimbați părțile pe care le mutați, vechea cale nu va mai funcționa. Vă recomandăm să faceți o verificare a căii la fiecare 3 luni sau după orice modificare majoră a spațiului de lucru sau a sarcinilor dvs.
Așadar, puneți totul împreună: optimizați parametrii cinematici, mapați obstacolele în mod proactiv, calibrați CoG pentru sarcină utilă/instrumente, utilizați traiectorii netede, testați în simulare și ajustați pentru utilizarea energiei. Nu este știință rachetă, dar trebuie să acordați atenție micilor detalii ale cobotului și sarcinii dvs. specifice. Dacă încă vă lupți sau sunteți în căutarea unui nou robot colaborativ cu șase axe, care este construit pentru o optimizare ușoară, avem o gamă de modele adaptate diferitelor nevoi. Indiferent dacă aveți nevoie de o opțiune compactă, care economisește energie pentru spații de lucru mici, sau de un model cu acoperire lungă pentru sarcini mai mari, linia noastră de coboți cu șase axe este concepută pentru a face planificarea traseului mai simplă și mai eficientă. Am petrecut ani de zile rafinând aceste modele pentru a echilibra viteza, siguranța și ușurința în utilizare, astfel încât să nu trebuie să faceți compromisuri la performanță pentru a obține un cobot care funcționează pentru afacerea dvs.
Dacă sunteți gata să nu mai aveți de-a face cu căi lente, care irosesc energie și să începeți să profitați la maximum de robotul dumneavoastră colaborativ cu șase axe, vă putem ajuta. Echipa noastră a lucrat cu sute de producători pentru a optimiza planificarea traseului pentru toate tipurile de sarcini, de la preluare și plasare la asamblare la ambalare. Vă putem răspunde la întrebări, vă putem ghida prin cele mai bune setări pentru modelul dvs. specific sau chiar vă putem ajuta să alegeți cobot-ul potrivit pentru nevoile dvs. Luați legătura cu noi astăzi pentru a începe conversația - să vă facem cobot-ul să funcționeze mai inteligent, nu mai greu.
Referințe
- Billard, A., Kragic, D. (2019). Tendințe și provocări în manipularea roboților. Science Robotics, 4(34), eaau8414.
- Asociația de robotică colaborativă. (2022). Cele mai bune practici de planificare a căilor pentru coboți cu șase axe. Raport tehnic al industriei.
- Liu, H., şi colab. (2021). Planificarea traseului eficient din punct de vedere energetic pentru roboții industriali: o revizuire sistematică. Journal of Intelligent Manufacturing, 32(5), 1345-1362.
- Robotica ABB. (2023). Optimizare cinematică a robotului colaborativ pe șase axe. Ghid tehnic de produs.
