Източник: www.idtechex.com
Използването на роботизирани оръжия в производствената промишленост се увеличава, като все повече фирми се захващат с тях ползи от използването на роботизирани ръце. Ако планирате да включите роботизирани ръце във вашите бизнес процеси, тогава трябва да сте сигурни, че сте добре информирани. Търсете качество производител на роботизирана ръка с които можете да работите за качествени резултати.
Роботизираната ръка включва тялото, китката и краен ефектор. Крайният ефектор е това, което се използва за задържане на различни продукти или за поемане на различни задачи. В повечето случаи ще ви трябва крайният ефектор да се движи в различни посоки с прецизност. Това е мястото, където трябва да се уверите, че сте наясно с уникалността на робота и как тя влияе върху работата на вашата роботизирана ръка. В тази статия навлизаме в дълбочина в уникалността на робота и защо е важно да го имате предвид.
Какво е сингулярност на робота
Източник: www.technologyreview.com
Сингулярността на робота се отнася до конфигурация, при която краен ефектор на роботи движението е блокирано в определени посоки. Тази конфигурация води до ограничение на ефективността и прецизността на роботизираната ръка, с която работите. Като цяло, когато става дума за 6-осни роботизирани ръце, те работят, като се движат в движения спрямо осите X, Y и Z в 3D или декартова равнина. Състои се от 6 стави, които допринасят за 6-те степени на свобода, които изпитва роботизираната ръка, докато е в действие.
Тази степен на свобода позволява на роботизираната ръка да се движи в различни посоки и лесно да изпълнява задачите, за които е предназначена. Ако по някаква случайност крайният изпълнител на робота не успее да стигне до продуктите или се движи в грешната посока, това е мястото, където възниква проблемът със сингулярността. Някои сингулярности са доста лесни за идентифициране и разрешаване, което ви позволява да се върнете към вашия задачи. От друга страна обаче, някои роботи ще изпитат по-трудни за идентифициране особености, освен с помощта на сложни и дълги формули.
Какво влияе върху сингулярността на робота?
Източник: www.mecademic.com
Уникалността на робота ще включва различни ефекти, а също и предизвикателства, особено при идентифицирането на специфичните проблеми. Тези предизвикателства варират в зависимост от няколко фактора, включени в роботизираната ръка, с която ще работите. Сложността и тежестта на сингулярността, преживяна от вашия робот, зависят от броя на ставите, вида на робота (линеен или ротационен) и геометричното разположение.
An индустриална роботна ръка разполага с две пространства, където може лесно да се контролира. Обикновено това е ставното пространство и картезианското пространство. С различните пространства, в които работи роботизираната ръка, откривате, че тя ще включва два набора команди за движение в режим на позиция.
Що се отнася до командите за ставните пространства, роботът ще получи конкретни инструкции с желания набор от ставни пространства. След това ще се придвижи, за да доведе всяка става до предложеното позициониране на ставата в линеен и симултанен превод. С командите за декартово пространство, предложението към робота ще включва желаната поза за крайния ефектор със специфичен декартов път. Декартовият път е проектиран да бъде линеен или кръгъл.
За да може роботът да се изравни точно с декартовата става и командите, контролерът на робота изчислява обратната позиция и кинематиката на скоростта на робота. Това води до правилното позициониране на крайния ефектор за изпълнение на проектираната задача. Въпреки това, ако изчисленията са грешни, тогава сингулярностите се появяват там, където установите, че крайният ефектор не е позициониран точно. Това ви показва конфигурациите, които искате да избегнете, за да предотвратите проблемите със сингулярността да възпрепятстват вашите процеси на автоматизация.
Функции на сингулярността на робота
Източник: www.dignited.com
Признатите особености на робота трябва да се избягват на всяка цена, за да се гарантира, че вашата индустриална роботизирана ръка може да работи по най-добрия начин при желаните задачи. Научаването на повече за функцията на сингулярността на робота ще ви даде по-добро разбиране защо трябва да се стремите да го избягвате. Уникалността на робота се свързва главно с две различни функции.
Спадът в картографирането на скоростта
Източник: studywolf.wordpress.com
Помислете за два картезиански робота, използвани за ориентиране на техните крайни ефектори в различни посоки. Двата робота разполагат с позициониране по шест оси със стекове от три ортогонални линейни водачи и три етапа на въртене. Когато използваният робот може да поддържа осите и ставите там, където са предназначени, тогава ориентацията на крайния ефектор е лесна.
Той може непрекъснато да използва крайния ефектор по 6D пътя в работното си пространство, като същевременно поддържа прецизност и точност. Когато обаче осите и ставите съвпадат, възниква сингулярност и роботът вече не може да се движи с 6-те степени на свобода, с които разполага.
С този робот установявате, че той не може да върти своя краен ефектор около осите, които съвпадат с въртящите се шарнири. Този вид сингулярност често се нарича карданна ключалка. Като се има предвид, че повечето сингулярности се решават с помощта на уравнения, откривате, че става по-трудно да се определи скоростта на определени декартови вектори. Когато се появи сингулярност, това възпрепятства способността ви да разберете интензитета в числа, свързани с посочените скорости.
Да можете да измервате скоростите на роботизирана ръка е от съществено значение, за да сте сигурни, че спазвате безопасността. Когато се сблъскате с проблем със сингулярността, установявате, че това представлява голям риск за роботиката, въпреки че те все още не са в този момент. Това води до високи скорости на ставите, които могат да бъдат опасни, особено ако работите с големи и бързи индустриални роботи. Ето защо картографирането на скоростите, с които работите, е толкова важно.
Ограничени вътрешни граници на работното пространство
Източник: Youtube
Когато става въпрос за сингулярността на робота, тя не само засяга кинематиката на обратната скорост, но също така се процежда до кинематичните уравнения на обратната позиция. Когато работите с индустриални роботи, ще откриете, че те включват уравнения и решения за различни позиции на ставите. Представените различни решения са тясно свързани с различните типове конфигурация.
Например, ако вашият робот разполага с 8 уникални решения за позиции на ставите до крайната ефекторна позиция, той също ще включва 8 различни типа конфигурация. За да промените тип конфигурация, ще трябва да преминете през сингулярност. Сингулярностите са границите, открити между 6D обектите, включени в декартовото работно пространство, е типичен 6-осов робот. Това ограничава различните конфигурации, които можете да постигнете, и границите на работното пространство, достъпни за вас индустриален робот.
Видове сингулярност на робота във вертикално артикулиран робот
Източник: blog.grabcad.com
Предвид факта, че могат да се появят особености на робота във всяка индустриална роботизирана ръка, с която работите, важно е да осъзнаете, че има различни типове. Точно както роботизираната ръка идва в различни части, сингулярностите също ще засегнат тези различни части, което води до различни проблеми.
Тук е важно да имате предвид различните оси на ставите, представени в индустриалните роботизирани ръце. Ще работите с 2 и 3, които са успоредни, 1 и 4, които са нормални към 2 и 3, оста на съединение 5, която е нормална към осите, ставите на 4 и 6. Сега, когато имате по-добро разбиране на различни оси и стави, вие сте на по-добро място за изследване на типовете сингулярност. Най-очевидните типове сингулярности в a вертикално шарнирно рамо на робот за разглеждане включват:
Сингулярност на китката
Източник: sites.google.com
Когато става въпрос за вертикално шарнирни ръце на роботи с вградени китки, те са склонни да имат особеност на китката като най-разпространения проблем. Този тип сингулярност възниква, когато осите на ставите 4 и 6 съвпадат една с друга. Когато това се случи, китката не е в състояние да премести крайния ефектор по посока на оста на става 5. В приложението помислете за ръка на промишлен робот, която работи точно.
За да следва линия през сингулярността, ставите 4 и 6 трябва да са едновременни и да се въртят на 90 градуса. Това ще бъде направено в противоположни посоки, за да се гарантира, че процесът е точен. Това показва, че пресичането на сингулярност на китката е възможно. Въпреки това, след като стигнете до сингулярността, крайният ефектор остава неподвижен, докато двете стави се въртят. За да може крайният ефектор да пресече сингулярността, първо трябва да спре. Ако беше в приложение, това би попречило на точността на индустриалната ръка по време на работа. Има тонове решения за уникалността на китката, които лесно могат да бъдат приложени, за да коригират проблема.
Сингулярност на лакътя
Източник: www.electronicsteacher.com
Вторият тип сингулярност, която може да срещнете, когато работите вертикално шарнирни ръце на роботи с вградени китки е особеност на лакътя. Това се случва главно, когато центърът на китката лежи върху равнината, минаваща през осите на ставите 2 и 3. Центърът на китката се използва за обозначаване на точката, където осите на ставите 4, 5 и 6 се пресичат. В сингулярността на лакътя ще откриете, че ръката е напълно изпъната и може да има някои случаи, когато не може да бъде напълно сгъната. Този вид сингулярност се определя най-вече от оста и позицията на става 3. Лакътната сингулярност също включва няколко решения, които могат да ви помогнат да разрешите всички проблеми с производителността, които може да имате с вашата роботизирана ръка. Този тип сингулярност се среща доста често и може лесно да бъде предвидена и избегната.
Сингулярност на рамото
Източник: blenderartists.org
Последната сингулярност, която може да срещнете, е сингулярността на рамото, която възниква, когато центърът на китката на робота лежи върху линията, минаваща през осите на стави 1 и 2. Тази сингулярност е най-сложната сред останалите, като се има предвид, че не зависи от една позиция на ставата. При сингулярността на рамото ограничението се поставя върху движението по посока на оста на става 2.
При приложение, за да може роботът да следва линия през сингулярността на рамото, ставите 1 и 4 трябва да се въртят едновременно под ъгъл от 90 градуса. Това въртене като в сингулярността на китката се извършва в противоположни посоки, докато краен ефектор остава постоянна. Подобно на сингулярността на китката, движението през сингулярността на рамото е възможно, но крайният ефектор ще трябва да спре, за да направи това възможно. Тази уникалност включва и няколко решения, които могат да бъдат приложени, за да се гарантира, че роботизираната ръка отново работи по най-добрия начин.
Типове сингулярност в колаборативен робот с шест оси (кобот)
Източник: www.istockphoto.com
Когато става въпрос за колаборативни роботи, ще намерите осите на стави 2, 3 и 4, които са успоредни, оста на съединение 1 се пресича и е нормална спрямо осите на съединение 2. Освен това, той също така включва оста на съединение 5, която се пресича и е нормална към осите на стави 4 и 6. Подобно на особеностите при шарнирните роботи, тези роботи също имат различни решения по отношение на различните типове конфигурация. Типовете сингулярности, включени в Cobots, включват:
Сингулярност на китката
Сингулярността на китката при тези роботи възниква, когато осите на ставите 4 и 6 станат успоредни. В тази ситуация може да откриете, че осите на ставите 2, 3, 4 и 5 могат да се движат, докато крайният ефектор остава постоянен.
Сингулярност на лакътя
При тези роботи сингулярността на лакътя възниква, когато осите на ставите 2, 3 и 4 са в една и съща равнина. Това значително ограничава движението на крайния ефектор и на свой ред влияе върху работата на роботизираната ръка.
Сингулярност на рамото
Сингулярността на рамото възниква, когато пресечната точка на осите на ставите 5 и 6 лежи в равнината, минаваща през осите на ставите 1 и 2. Тук има няколко решения, които могат да бъдат приложени, за да се коригира сингулярността и да имате работещ индустриален робот.
Как да избегнем сингулярността в роботиката
Източник: www.ennomotive.com
С различните ефекти, които уникалността на робота има върху производствените процеси, наличието на начини за избягването им е от съществено значение. Като се има предвид, че различните типове роботи, особеностите варират в зависимост от вида робот, с който работите, основното разбиране за това как да ги избягвате ще гарантира, че вашите процеси протичат с лекота. Като цяло, особеностите могат да бъдат избегнати само като се гарантира, че вашите роботизирани клетки са правилно проектирани. Това се процежда и до дизайна, показан на адаптерната плоча, която избирате да използвате за вашия краен ефектор.
Например, ако случайно конфигурирате своя роботизирана ръка и лошо зададете местоположение за избор, за да съответства на особеността на китката, тогава няма много какво да направите, за да разрешите проблема. С това единственото нещо, което трябва да направите, е да проверите дали позата може да се използва в неединично приложение. Освен това сингулярностите също могат да бъдат избегнати чрез добавяне на малки ъгли към инструмента. Това до голяма степен спомага за намаляване на шансовете роботът да се премести в сингулярност. Това е техника, която се използва главно от техници, които разбират механиката и могат да променят решенията в своя полза.
И накрая, сингулярностите могат да бъдат избегнати и чрез подхода на програмиране и математиката да ви помогне да се погрижите за нещата. В това ще откриете, че броят на осите е значително намален, за да е възможно да се избегне сингулярността. Това главно защото по-големият брой оси увеличава шансовете за възникване на сингулярности. Не забравяйте, че сингулярностите възникват, когато осите се изравнят една с друга, блокирайки движението на роботизираните ръце в определени посоки. Намаляването на броя на осите също намалява шансовете те да се подравнят и да причинят блокиране.
Заключение
Сингулярността на робота е голям проблем, който се среща при различни индустриални приложения на роботизирани ръце и друго оборудване за автоматизация. Самостоятелното справяне с тези проблеми може да се окаже трудно, поради което трябва да се опитате да избегнете уникалността на робота. Ако обаче срещнете този проблем, можете да намерите решение или да наемете опитен техник, който ще се погрижи за проблема.
Като алтернатива изградете близки работни отношения с уважаван производител на оборудване за автоматизация който ще ви помогне, когато срещнете някакви странности. Отделете време, за да се уверите, че вашето роботизирано оборудване работи добре, за да ви помогне напълно да персонализирате и да се възползвате от използването му за вашия бизнес.