Jika anda membaca ini, kemungkinan besar anda telah menghabiskan terlalu banyak masa untuk menyelesaikan masalah perancangan laluan robot kolaboratif enam paksi-memerhati bot anda membuang tenaga, terlepas masa kitaran atau jem pada pertengahan tugas kerana laluannya dari titik A ke titik B lebih kepada jalan berliku-liku daripada laluan lurus dan pintar. Sebagai pembekal kuda kerja kecil ini, saya telah melihat sendiri betapa buruknya perancangan laluan boleh membunuh projek. Kami telah membuat panggilan daripada pengeluar yang menganggap CR920 mereka kurang berprestasi, hanya untuk menyedari laluannya telah dioptimumkan untuk "keselamatan" dan bukannya kelajuan dan kecekapan. Jika anda berada dalam bot itu, mari kita pecahkan cara untuk mengoptimumkan perancangan laluan kobot enam paksi tanpa merumitkannya.
Mula-mula, mari kita luruskan sesuatu: perancangan laluan untuk kobot enam paksi bukan hanya tentang pergi dari titik X ke titik Y. Ia mengenai perakaunan untuk setiap pembolehubah sendi, muatan dan persekitaran yang menjadikan kobot anda unik. Tidak seperti robot industri yang tinggal di dalam sangkar, bot kolaboratif perlu bekerja di sekitar manusia, alat ganti dan kadangkala peralatan sedia ada anda-jadi pengoptimuman perlu mengimbangi kelajuan, keselamatan dan penggunaan tenaga. Saya berpendapat kesilapan terbesar yang saya lihat pelanggan lakukan ialah lalai kepada laluan terbina dalam cobot dan bukannya mengubahnya untuk tugas khusus mereka. Sebagai contoh, tugas pilih-dan-tempat yang berfungsi dengan baik pada simulator mungkin berubah menjadi kucar-kacir yang lembap dan memerlukan tenaga di lantai kedai kerana anda tidak melaraskan muatan 5kg bahagian yang anda alihkan.
Mari kita mulakan dengan asas: penalaan parameter kinematik. Kobot enam paksi mempunyai enam sambungan, setiap satu dengan julat, had laju dan pecutannya sendiri. Jika anda hanya menggunakan had bersama lalai, anda meninggalkan prestasi di atas meja. Kebanyakan pengawal kobot membenarkan anda melaraskan "penskalaan halaju bersama" dan "pelicinan pecutan", tetapi kebanyakan orang menetapkannya dan melupakannya. Inilah perkaranya: pecutan yang lebih tinggi tidak selalunya lebih baik. Jika laluan anda mempunyai selekoh yang ketat, pecutan engkol terlalu tinggi boleh membuat bot tersentak, yang bukan sahaja membazir tenaga tetapi juga menegangkan sendi dari semasa ke semasa. Kami mempunyai pelanggan yang mengurangkan masa kitaran mereka sebanyak 15% hanya dengan mendail dalam pecutan setiap sambungan dan bukannya menggunakan tetapan global. Untuk kobot siri CR (sepertiRobot Kerjasama CR1400), ini adalah pengubah permainan kerana reka bentuk kinematiknya membolehkan sendi individu bergerak secara bebas tanpa mengorbankan kestabilan keseluruhan. Bingkai ringan CR1400 dibina untuk penalaan halus sedemikian, jadi anda tidak perlu berkompromi dengan kekuatan untuk mendapatkan aliran laluan yang lebih baik.
Seterusnya: pengelakan halangan yang sebenarnya berfungsi (tidak, bukan tetapan asas). Banyak detik terburuk perancangan laluan cobot datang daripada "hentian rawak" apabila bot menyangka ia berada berhampiran manusia, atau ia merempuh bahagian tersembunyi mesin anda. Algoritma pengelakan halangan generik adalah satu saiz untuk semua, tetapi jika anda memetakan ruang kerja anda dengan betul, anda boleh mengoptimumkan laluan untuk mengelakkan halangan secara proaktif dan bukannya bertindak balas terhadapnya. Begini caranya: gunakan loket teach cobot anda untuk merekodkan semua halangan tetap (penghantar, stesen kerja, malah kord kuasa) dalam ruang kerja. Kebanyakan pengawal kobot enam paksi moden membenarkan anda mengimport peta ini, jadi perancang laluan boleh mengira laluan yang melangkau halangan tersebut sebelum bot mula bergerak. Untuk halangan dinamik (seperti manusia yang bekerja berdekatan), tetapkan zon keselamatan tersuai-bukannya gelembung 1m mengelilingi seluruh bot, buat zon yang lebih kecil berhampiran titik alat tempat hubungan sebenar berlaku. Dengan cara itu, bot tidak perlahan untuk manusia yang berdiri sejauh 2m, yang mengekalkan kecekapan laluan tanpa menjejaskan keselamatan. Kami telah melihat ini berfungsi dengan baik dengan model penjimatan tenaga, sepertiRobot Kerjasama CR920 Penjimatan Tenaga, kerana mengelakkan hentian yang tidak perlu mengurangkan penggunaan tenaga. Reka bentuk motor CR920 dibina untuk mengurangkan tenaga terbiar, jadi apabila laluan anda mengelak berhenti mengejut, anda mendapat lebih penjimatan.
Kemudian terdapat perancangan gerakan untuk muatan dan perkakas. Ini adalah titik buta yang sangat biasa. Laluan kobot anda berubah sepenuhnya bergantung pada alat yang dipegangnya dan betapa berat muatannya. Contohnya, pencengkam seberat 2kg menukar pusat graviti (CoG) pengesan akhir, yang bermaksud sendi perlu bekerja lebih keras untuk bergerak. Jika anda tidak mengemas kini perancang laluan dengan CoG baharu itu, anda akan mendapat pergerakan tidak sekata, penggunaan tenaga yang lebih tinggi malah ketepatan yang berkurangan. Penyelesaiannya mudah: apabila anda menukar alatan atau muatan, jalankan penentukuran CoG pantas pada cobot. Kebanyakan model enam paksi, sepertiRobot Kerjasama CR620 Penjimatan Tenaga, mempunyai fungsi penentukuran satu ketik untuk ini. Kami mempunyai pelanggan yang bertukar antara pencengkam vakum 3kg dan pencengkam mekanikal 5kg dan melihat masa laluan mereka melonjak sebanyak 20%-sehingga mereka melakukan penentukuran CoG. Tiba-tiba, laluan mereka lancar, penggunaan tenaga berkurangan, dan mereka tidak perlu mengajar semula setiap titik laluan. Kapasiti muatan fleksibel CR620 menjadikannya sempurna untuk jenis perubahan pantas ini, jadi mengoptimumkan laluan untuk alat yang berbeza tidak terasa seperti tugas.
Tunggu, mari kita bercakap tentang kelancaran. Tidak, saya tidak bermaksud memandu di jalan yang lancar- saya maksudkan trajektori laluan itu. Kobot enam paksi bergerak dalam laluan linear atau berasaskan sambungan, tetapi laluan linear (bergerak terus dari satu titik ke titik lain) adalah lebih cekap hanya jika ia tidak memerlukan selekoh sendi yang tajam. Laluan berasaskan sendi mungkin kelihatan rawak, tetapi ia sering menghasilkan pergerakan yang lebih lancar kerana ia mengutamakan julat semula jadi setiap sendi. Laluan yang paling teruk ialah laluan yang bertukar antara gerakan linear dan gerakan bersama pada pertengahan tugas, menyebabkan bot tersentak. Kebanyakan pengawal mempunyai tetapan "pelicinan trajektori" yang membolehkan anda melaraskan sejauh mana bot mengikut titik laluan. Jika anda engkol ini terlalu tinggi, anda akan mempunyai laluan bergerigi; terlalu rendah, dan anda akan menambah jarak yang tidak perlu pada laluan. Kami mengesyorkan menetapkannya kepada nilai antara 5-15% untuk kebanyakan tugasan, tetapi mengujinya dengan kobot khusus anda. Untuk jangkauan yang lebih panjang, sepertiRobot Kerjasama CR1600, pelicinan trajektori adalah lebih penting kerana lengan yang lebih panjang lebih mudah bergoyang jika laluan bergerigi. Jangkauan lanjutan CR1600 direka untuk mengekalkan kestabilan walaupun dengan laluan yang lancar dan dioptimumkan, jadi anda tidak perlu menekankan tentang ketepatan apabila mengubah suai tetapan itu.
Satu lagi helah yang diremehkan: menggunakan simulasi sebelum penggunaan. Saya tahu, saya tahu-"simulasi mengambil masa!" Tetapi berapa banyak masa yang anda habiskan untuk membetulkan laluan yang tidak berfungsi di atas lantai? Kebanyakan pembekal kobot enam paksi menawarkan alat simulasi yang membolehkan anda memasukkan ruang kerja, muatan dan tugasan anda, kemudian menguji pelan laluan yang berbeza tanpa mengalihkan satu bahagian. Ini membolehkan anda melihat perlanggaran, ketidakcekapan atau sambungan terlampau beban sebelum anda menyahkotak robot. Sebagai contoh, jika anda menyediakan tugas kimpalan, simulasi boleh menunjukkan kepada anda bahawa laluan tertentu akan memberi terlalu banyak tekanan pada sambungan 3, jadi anda boleh melaraskan titik laluan terlebih dahulu dan bukannya menyelesaikan masalah pada hari pertama. Kami telah melihat pelanggan mengurangkan masa penggunaan mereka sebanyak 30% hanya dengan menggunakan simulasi, dan untuk tugasan volum tinggi, yang menambah kepada wang sebenar. TheRobot Kerjasama CR1300disepadukan dengan lancar dengan perisian simulasi yang paling biasa, jadi anda boleh mengubah suai laluan terus dari komputer anda sebelum robot tiba.
Sekarang, mari kita menangani pengoptimuman tenaga secara khusus-kerana itu adalah nilai jualan yang besar untuk kobot kami, dan perancangan laluan ialah cara paling mudah untuk mengurangkan penggunaan tenaga. Kami telah mengukur bahawa perancangan laluan yang buruk boleh menjadikan kobot enam paksi menggunakan 30% lebih tenaga daripada yang diperlukan. Bagaimana? Dengan berhenti yang tidak perlu, selekoh tajam, atau pergerakan sendi yang tidak cekap. Pembaikan yang kami bincangkan sebelumnya-laluan yang lebih lancar, pengelakan halangan, penentukuran CoG-semuanya secara langsung mengurangkan penggunaan tenaga. Sebagai contoh, model penjimatan tenaga kami (CR920 dan CR620) mempunyai motor yang menyesuaikan diri dengan beban, jadi apabila laluan anda dioptimumkan, motor tidak berfungsi lebih keras daripada yang diperlukan. Itulah sebabnya model ini sangat sesuai untuk pengeluar kecil hingga sederhana yang ingin menjimatkan kos buruh dan tenaga. Jika anda ingin mengurangkan kos operasi, mengoptimumkan perancangan laluan ialah langkah pertama, dan talian penjimatan tenaga kami menjadikannya lebih mudah.
Tunggu, mari kita fahami-bagaimana pula dengan kesilapan biasa yang dilakukan orang? Saya telah melihat pelanggan cuba mengoptimumkan laluan secara manual dengan menggerakkan setiap titik jalan 1cm, dan itu berfungsi untuk tugasan mudah, tetapi untuk tugasan yang rumit (seperti pembungkusan atau pemasangan), itu membuang masa. Satu lagi kesilapan: mengabaikan algoritma perancangan laluan terbina dalam cobot. Tidak, anda tidak perlu mengekod laluan tersuai dari awal. Kebanyakan kobot enam paksi moden mempunyai perancang laluan lanjutan yang boleh menyesuaikan diri, tetapi anda perlu memberi mereka data yang betul. Contohnya, jika anda tidak memasukkan berat muatan sebenar anda, perancang laluan akan lalai kepada tetapan berat yang lebih rendah, yang membawa kepada pergerakan yang tidak cekap. Selain itu, jangan lupa untuk mengemas kini perancangan laluan anda setiap kali anda menukar aliran kerja anda. Jika anda menyusun semula stesen kerja anda, atau menukar bahagian yang anda alihkan, laluan lama tidak akan berfungsi lagi. Kami mengesyorkan anda melakukan semakan laluan setiap 3 bulan, atau selepas sebarang perubahan besar pada ruang kerja atau tugas anda.
Jadi, menggabungkan semuanya: mengoptimumkan parameter kinematik, memetakan halangan secara proaktif, menentukur CoG untuk muatan/alat, menggunakan trajektori yang lancar, menguji dalam simulasi dan tweak untuk penggunaan tenaga. Ia bukan sains roket, tetapi ia perlu memberi perhatian kepada butiran kecil kobot dan tugas khusus anda. Jika anda masih bergelut, atau anda berada dalam pasaran untuk robot kolaboratif enam paksi baharu yang dibina untuk pengoptimuman mudah, kami mempunyai pelbagai model yang disesuaikan untuk keperluan yang berbeza. Sama ada anda memerlukan pilihan padat, penjimatan tenaga untuk ruang kerja kecil atau model jangkauan jauh untuk tugasan yang lebih besar, barisan kobot enam paksi kami direka untuk menjadikan perancangan laluan lebih mudah dan cekap. Kami telah menghabiskan masa bertahun-tahun untuk menapis model ini untuk mengimbangi kelajuan, keselamatan dan kemudahan penggunaan, jadi anda tidak perlu berkompromi dengan prestasi untuk mendapatkan kobot yang sesuai untuk perniagaan anda.
Jika anda sudah bersedia untuk berhenti berurusan dengan laluan lembap, pembaziran tenaga dan mula memanfaatkan sepenuhnya robot kolaboratif enam paksi anda, kami boleh membantu. Pasukan kami telah bekerjasama dengan beratus-ratus pengeluar untuk mengoptimumkan perancangan laluan untuk semua jenis tugas, daripada memilih-dan-tempat kepada pemasangan kepada pembungkusan. Kami boleh menjawab soalan anda, membimbing anda melalui tetapan terbaik untuk model khusus anda, atau membantu anda memilih kobot yang sesuai untuk keperluan anda. Hubungi kami hari ini untuk memulakan perbualan-mari jadikan kobot anda berfungsi dengan lebih bijak, bukan lebih sukar.
Rujukan
- Billard, A., Kragic, D. (2019). Trend dan cabaran dalam manipulasi robot. Robotik Sains, 4(34), eaau8414.
- Persatuan Robotik Kolaboratif. (2022). Amalan Terbaik Perancangan Laluan untuk Kobot Enam Paksi. Laporan Teknikal Industri.
- Liu, H., et al. (2021). Perancangan laluan cekap tenaga untuk robot industri: Kajian sistematik. Journal of Intelligent Manufacturing, 32(5), 1345-1362.
- Robotik ABB. (2023). Pengoptimuman Kinematik Robot Kolaboratif Enam Paksi. Panduan Teknikal Produk.
