Прямой ответ: Радиус действия кобота указывается как радиус, измеренный при полностью выдвинутой руке, и в этом положении практически не происходит никаких сборочных движений. Полезный вопрос заключается в том, можно ли обслуживать каждую рабочую точку в удобном для использования положении. В эталонном цикле рука захватывает деталь с верхнего лотка и опускает её на конвейер, расположенный ниже, поэтому две точки, находящиеся на очень разной высоте, должны располагаться внутри рабочей зоны.
Для кого это: Данное руководство предназначено для инженеров-сборщиков и инженеров-технологов, занимающихся расчетом размеров коллаборативного робота для производственной линии, где манипулятор должен обслуживать более одной рабочей точки и делить пространство с людьми.
Объем: В нем рассматривается, как рабочие точки, геометрия инструмента, запас по осанке и зазор для людей определяют адекватность манипулятора, и какие доказательства должны быть представлены по каждому из этих критериев. В нем не рассматриваются конструкция захвата, программирование контроллера или сам метод оценки рисков.
Радиус на бумаге, набор положений в камере.
Показатель вылет в технической документации описывает лишь одно: максимальное положение запястья при выпрямленной руке. Это понятное и сопоставимое число, и оно практически не соответствует тому, что на самом деле требуется от манипулятора на рабочем месте. Реальные движения происходят при согнутых суставах, при наклоне инструмента и при наличии препятствий.
Таким образом, это число не является неверным, оно просто отвечает на вопрос, который ни у кого не возникает. Вопрос, который стоит перед станцией, заключается в том, может ли манипулятор обслуживать каждую рабочую точку в удобном для использования положении: стабильном, не близком к пределу возможностей шарнира, с инструментом, ориентированным в соответствии с требованиями задачи, и без столкновений при входе или выходе.
Именно из-за этой разницы дальность действия кобота необходимо проверять по точкам, а не сравнивать модели по отдельности. Два манипулятора с одинаковым заявленным радиусом могут вести себя совершенно по-разному на одной и той же станции, если учесть длину инструмента и направление подхода, и разница проявляется только при присвоении названия точкам.
Начните с перечисления всех рабочих точек.
В эталонном цикле манипулятор выполняет совершенно обычное и весьма поучительное действие. Он тянется к лотку с деталями на верхней полке подающего устройства, берет небольшую деталь, затем опускает ее в большую литую деталь, расположенную на поддоне на конвейере внизу, и устанавливает деталь на место. Две точки, совершенно разная высота, разные направления подхода.
По оценкам ISO-10218 2: 2025Оценивается не сам робот, а его возможности в применении, и радиус действия кобота ведет себя аналогично: это свойство данной станции с данным инструментом, а не манипулятора в каталоге. Зона охвата должна содержать обе точки, и она должна содержать их в удобных для использования положениях, а не просто касаться их. Определение размеров по сравнению с более простым из двух вариантов, что является естественным шагом, когда на чертеже изображена только одна из них, определяет, когда станция приступает к вводу в эксплуатацию и ей необходимо переместить подающий механизм.
То же самое относится ко всем остальным этапам цикла: вторичные позиции отбора, презентации для проверки, сброс бракованной продукции, смена инструмента. Перечисление их с указанием высоты и направления подхода превращает расплывчатый вопрос о досягаемости в арифметический, и обычно это занимает меньше времени, чем первое сравнение с каталогом.
Граница положения тела вблизи границы
Вблизи края рабочего объема манипулятор все еще достигает цели, но количество пригодных для использования положений резко сокращается. Суставы приближаются к пределу своих возможностей, некоторые конфигурации оказываются близки к сингулярностям, а планирование движений становится медленнее и менее предсказуемым. Видимые симптомы — вялые движения, странные траектории и периодические сбои в планировании, которые трудно воспроизвести.
Оставление запаса прочности, позволяющего стандартным движениям комфортно вписываться в заданные параметры, — это решение, принимаемое на этапе выбора, и оно обходится недорого, но дорого — впоследствии. На практике это одна из наиболее распространенных причин, по которой схему станции, которая выглядела адекватной на бумаге, необходимо пересматривать во время ввода в эксплуатацию.
По оценкам ISO 9283: 1998Характеристики производительности робота определяются в заданных условиях испытаний, именно поэтому на опубликованном рисунке описывается робот, а не станция. Длина и ориентация инструмента смещают рабочую точку от запястья, а более длинный инструмент заметно сужает практические границы. Поэтому концепция инструмента должна рассматриваться на этапе определения его размеров, а не после него.
Таблица решений: что оправдывает планировка станции?
В таблице показано, что может оправдать сама по себе планировка станции, и сопоставляется с доказательствами, которые поставщик еще должен предоставить.
| Доказательства из заявления | Выбор, который он оправдывает | Доказательства, которые вы все еще должны. |
|---|---|---|
| Две рабочие точки на одинаковой высоте, короткий подход, легкий инструмент | Компактный рычаг, размеры которого обеспечивают запас прочности в обеих точках. | Проверка положения инструмента в каждой точке, включая подход и отвод, с установленным на него реальным инструментом. |
| Рабочие точки расположены на очень разной высоте, как в эталонном цикле. | Выбор размера определяется наименее благоприятной точкой, а не средним расстоянием. | Исследование вытянутости рук и осанки, охватывающее обе точки и переход между ними. |
| Длинный или угловой концевой инструмент, или смена инструмента во время цикла. | Геометрия инструмента фиксируется до выбора манипулятора, поскольку это смещает практические границы. | Проверка на соответствие габаритам каждой конфигурации инструмента, включая прокладку кабелей и шлангов. |
| Люди, проходящие мимо или работающие непосредственно рядом со станцией. | Перед фиксацией манипулятора необходимо провести оценку рисков, связанных с компоновкой и выполнением поставленных задач. | Оценены условия зазоров, скорости и усилия, необходимые для выполнения конкретной задачи и планировки. |
Станция без ограждения до сих пор не получила разрешения на эксплуатацию.
Коллаборативные манипуляторы обычно устанавливаются без ограждения, что является одной из главных причин их привлекательности и одновременно сложностью. Опорная станция располагается сбоку от конвейера, рядом с которым находится пешеходная дорожка, что означает, что рабочее пространство является общим, а не замкнутым.
Таким образом, вопросы компоновки и безопасности рассматриваются в одном контексте. Место поворота манипулятора, место перемещения инструмента, место подачи детали и места передвижения людей – все это на одном чертеже, а не на четырех. Правильное составление чертежа на раннем этапе позволяет сохранить работоспособность рабочего места, когда люди начинают перемещаться по нему под производственным давлением.
По оценкам ISO / TS 15066: 2016Совместная работа характеризуется особенностями конкретного применения, а не тем, что робот обозначен как «совместный», и в этом заключается практический аспект. Отсутствие ограждения увеличивает объем оцениваемых параметров, а не уменьшает его, и оценка касается именно этой задачи, этого инструмента и этой компоновки.
Что доказывает и что не доказывает видеозапись
Видеозапись наглядно демонстрирует процесс. Манипулятор захватывает компоненты с верхнего лотка и помещает их в большую литую деталь на конвейерной ленте внизу, повторяя цикл, при этом две рабочие точки находятся на разной высоте. Это наглядные примеры работы.
Это ничего не доказывает о необходимой модели манипулятора, времени цикла, усилиях при введении или применимых условиях безопасности. Эти параметры зависят от ваших точек, инструмента и оцениваемой компоновки, и их нельзя определить по видео. EVST фиксирует эти ограничения при анализе доказательств, чтобы выбор основывался на правильных исходных данных.
В итоге остается краткий и конкретный список требований к дальности действия кобота: проверка положения в каждой точке с помощью реального инструмента, оценка запаса устойчивости вблизи границы и оценка общего пространства на основе выполняемой задачи. Поставщик, который обеспечивает выполнение этих трех требований, отвечает на вопрос о дальности действия; поставщик, который указывает радиус, — нет.
Что следует включить в запрос?
Опишите рабочее место: схема с указанием всех рабочих точек, высот и направлений подхода, а также размеров деталей и лотков и способа подачи материала. Добавьте концепцию инструмента с его длиной, массой и ориентацией, поскольку эти параметры расширяют практические границы больше, чем большинство людей ожидают.
Затем расскажите о человеческом факторе: кто приближается к станции, как часто, с каких сторон и для чего. Если рассматривается альтернативный вариант, укажите это, поскольку огороженный промышленный участок, диапазон коллаборативных роботов Вариант с использованием общего пространства, например, в случае обзора роботизированного обслуживания станка, отвечает на вопрос о зазорах совершенно по-разному, как и приложение, основанное на траектории, такое как совместное планирование траектории движения робота. С учетом этих входных данных, досягаемость и зазоры коллаборативного робота можно проверить на одном чертеже, а не оценивать отдельно.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли сравнить руки по указанному показателю дальности выноса?
Только в качестве первого фильтра. Указанный радиус измеряется при прямом положении рычага, что не соответствует способу выполнения сборочных операций. Сравните варианты с вашими рабочими точками, используя установленный на инструменте реальный инструмент, и рейтинг часто изменится.
Какой запас по осанке следует оставить?
Достаточно того, чтобы обычные движения не выполнялись вблизи пределов возможностей суставов или в неудобных конфигурациях. Универсального значения нет, но если цикл работает только при почти полном выпрямлении руки в любой момент, это сигнал к пересмотру либо компоновки, либо конструкции руки.
Действительно ли этот инструмент меняет ответ?
Да. Рабочая точка находится на кончике инструмента, а не на запястье, поэтому длина и угол инструмента смещают каждую точку наружу и сужают практические границы. Фиксация концепции инструмента после выбора рычага является одной из наиболее распространенных причин поздних изменений разметки.
Устраняет ли наличие механизма сотрудничества необходимость в оценке рисков?
Нет. Это меняет то, что охватывает оценка. Без ограждения в оценку включаются общее пространство, задача, инструмент и планировка, поэтому на станции без ограждения, как правило, оценивается больше, а не меньше.
Исходные данные проекта для рассмотрения заявки.
Отправьте следующее сообщение, и вы сможете проверить охват в ваших точках, а не сравнивать его по радиусу:
- Схема станции с обозначением каждой рабочей точки, указанием высоты и направлений подхода.
- Размеры деталей, лотков и поддонов, а также способ доставки материала на станцию.
- Концепция конечной оснастки с указанием длины, массы и ориентации.
- последовательность цикла, включая любые операции по смене инструмента или презентации для проверки.
- Кто подходит к станции, как часто и с какой стороны.
Если вы рассчитываете размеры манипулятора для работы на производственной линии, отправьте чертеж со всеми рабочими точками и их высотой, размерами деталей и лотков, концепцией оснастки, последовательностью циклов и схемами перемещения людей вокруг станции. Таким образом, на одном чертеже можно будет проверить вылет, запас по положению тела и зазоры. Дополнительная информация: совместное планирование траектории движения робота, Обзор роботизированного обслуживания станков.