工业机器人崛起:如何保证人类在与其安全交互?

2019-09-09 15:16

我会回来的。

这可能是机器人讲的最有名的句子。同时,它也可能并非推销机器人的最佳手段,因为终结者可做任何事情,但其行为类似于一个友好的人类。幸运的是,终结者只是科幻小说,Arnie在第二部电影中还拯救了人类。但是让我们从娱乐转向正题,看看人类如何从与工厂自动化中涉及的不同类型的机器人的交互中受益,并且在与他们合作时仍然感到安全。毕竟,根据国际机器人联合会的说法,到2018年,大约有130万个工业机器人将被引入世界各地的工厂,欧洲工厂的比例最高。

行业在以下五个领域考虑使用工业机器人:

工业机器人的兴起:克服工厂自动化中安全人机交互的挑战

工业机器人类别

介绍人机交互的示例之前,让我们看看今天在工厂自动化中使用的前三种机器人。

工业机器人处理焊接、码垛和提升等任务。它们固定在地板、天花板或墙上。位于控制柜内部的控制单元控制机器人。工业机器人与人的交互示例如下:工业机器人在产品上完成工作步骤后,人类开始取货并因此需要进入机器人的工作区域。

物流机器人用于仓库,其中机器人取货并将其带到包装站,或者机器人将货物从公司所在的一栋建筑物运输到另一栋建筑物。这些机器人在特定环境中移动,并且需要用于定位和映射的大量传感器以及用于防止碰撞的传感器。

协作机器人旨在与人类直接交互。与工业机器人的区别在于机器人和人类同时在同一对象上工作。一个示例是协作机器人在操作者的工作台上方握持对象,如此以来,它可以移动并任意转动对象用于视觉检查,并在必要时执行微调任务。协作机器人通常固定在桌子上,并且像工业机器人一样由控制单元控制。

人机交互的挑战

由于人类通常呆在机器人周围,人机交互的大问题是:对于我们人类来讲,如何保持这种交互的安全性。并肩工作的同时,如何防止碰撞或事故?每个机器人类型的挑战可能完全不同。

工业机器人设计旨在快速、准确地执行任务。机器人手臂内的电机接收信号并执行。通常,机器人手臂不具备用于感测其环境的特征。它只是执行命令并移动到编程位置,不管途中是否存在一个对象。因此,为了防止事故,工业机器人通常在受保护的环境中操作。一个常见的设置是在机器人手臂周围放置光栅。光栅的输出连接到控制柜,其将检测光栅是否穿过并关闭机器人臂。另一种设置是在机器人手臂周围放置围栏并监视围栏门的锁。

物流机器人通常在人类可能在其周围的环境中操作。因此,机器人不仅需要用于定位和映射的传感器,而且需要用于检测人的传感器。可以使用超声波、红外或LIDAR等感测技术。除了用于防止碰撞的传感器之外,还需要备用传感器。如果机器人碰到物体,机器人内部的开关机械打开,关闭机器人,直到操作者再次进入操作模式。这对确保机器人停止,以防电子传感器内部出现故障很有必要。

最复杂的交互发生在人和协作机器人之间。必须确保在机器人手臂与人或任何物体之间发生碰撞的情况下,机器人手臂中集成的传感器立即关闭机器人。如果一个传感器或其后的电子电路发生故障,机器人也会关闭。因此,机器人制造商必须在机器人系统中实现冗余,以快速检测并防止任何可能的碰撞情况。

希望此博客可以终结您对人机互动的焦虑,并支持机器人的兴起。如果您想更详细地了解工厂自动化中的机器人,只需等待,因为我会回来。

德国慕尼黑电子展(electronica)的FRANKA演示

TI在德国慕尼黑电子展上展示了FRANKA EMIKA工业机器人手臂,展示了未来机器人将会承担由商业人士执行的更简单的任务,但这处于一个工业环境中。此处,您可观看在electronica使用TI集成电路的机器人的YouTube视频,及另一个显示机器人手臂的Greg Peake的视频:

其他信息

在electronica中持续关注与TI有关的视频、博客文章和新闻的最新信息。

了解有关TI和工业机器人及自动化机械的更多信息。

是否想将3D渡越时间添加到机器人上?此视频将会重点讲解实现工业机器人自主导航并避免碰撞的ToF 3D传感器。

开始使用这些TI参考设计:

带 PRU-ICSS的多协议工业以太网检测用于工业自动化参考设计。

带PRU-ICSS的实时以太网跟踪器参考设计。

多协议数字位置编码器主接口参考设计与PRU-ICSS上的AM437x。

用于Sitara AM57x处理器Gb以太网和PRU-ICSS的EtherCAT(R)主参考设计。

查看Industry 4.0的最新内容。

分享到:
收藏
相关阅读