Bunu okuyorsanız, muhtemelen altı eksenli işbirlikçi robot yol planlamasının sorunlarını gidermek için çok fazla zaman harcamışsınızdır; botunuzun enerji israfını, döngü sürelerini kaçırmasını veya görev ortasında sıkışmasını izlemişsinizdir çünkü A noktasından B noktasına giden yol düz, akıllı bir rotadan çok dolambaçlı bir yoldur. Bu küçük işlerin tedarikçisi olarak, kötü yol planlamasının bir projeyi ne kadar mahvedebileceğini ilk elden gördüm. CR920'lerinin düşük performans gösterdiğini düşünen üreticilerden gelen çağrıları yanıtladık, ancak bunun yolunun hız ve verimlilik yerine "güvenlik" için optimize edildiğini fark ettik. Eğer siz de bu işin içindeyseniz, altı eksenli cobot yol planlamasını aşırı karmaşık hale getirmeden gerçekten nasıl optimize edebileceğinizi açıklayalım.
İlk olarak, bir şeyi açıklığa kavuşturalım: Altı eksenli cobot'lar için yol planlaması yalnızca X noktasından Y noktasına gitmekle ilgili değildir. Cobot'unuzu benzersiz kılan her eklemin, yükün ve ortam değişkeninin hesaba katılmasıyla ilgilidir. Kafeslerde yaşayan endüstriyel robotların aksine, işbirlikçi robotların insanlar, parçalar ve bazen de mevcut ekipmanınız etrafında çalışması gerekir; dolayısıyla optimizasyonun hızı, güvenliği ve enerji kullanımını dengelemesi gerekir. Müşterilerin yaptığını gördüğüm en büyük hatanın, cobot'un yerleşik yolunu kendi özel görevleri için ayarlamak yerine varsayılan olarak kullanmak olduğunu düşünüyorum. Örneğin, simülatörde harika çalışan bir alma ve yerleştirme görevi, taşıdığınız parçaların 5 kg'lık taşıma kapasitesine göre ayarlama yapmadığınız için atölyede yavaş, enerji açısından yoğun bir karmaşaya dönüşebilir.
Temel bilgilerle başlayalım: kinematik parametre ayarlama. Altı eksenli cobot'ların her birinin kendi menzili, hız sınırı ve ivmesi olan altı eklemi vardır. Yalnızca varsayılan bağlantı sınırlarını kullanırsanız performansı masada bırakmış olursunuz. Çoğu cobot denetleyicisi "eklem hızı ölçeklendirmesini" ve "hızlanma yumuşatmayı" ayarlamanıza izin verir, ancak çoğu kişi bunu ayarlar ve unutur. Olay şu: Daha yüksek hızlanma her zaman daha iyi değildir. Yolunuzda keskin dönüşler varsa, hızlanmayı çok yüksek tutmak botun sarsılmasına neden olabilir, bu da hem enerji israfına neden olur, hem de zamanla eklemleri zorlar. Küresel bir ayar kullanmak yerine sadece bağlantı başına ivmeyi ayarlayarak döngü sürelerini %15 oranında azaltan müşterilerimiz oldu. CR serisi cobot'lar için (örneğinCR1400 İşbirliği Robotu), bu bir oyun değiştiricidir çünkü kinematik tasarımları, genel stabiliteden ödün vermeden bireysel eklemlerin bağımsız olarak hareket etmesine olanak tanır. CR1400'ün hafif çerçevesi bu tür ince ayarlar için tasarlanmıştır, böylece daha iyi yol akışı elde etmek için güçten ödün vermenize gerek kalmaz.
Sıradaki: gerçekten işe yarayan engellerden kaçınma (hayır, temel ayar değil). Cobot yol planlamasının en kötü anlarının çoğu, botun bir insanın yakınında olduğunu düşündüğü veya makinenizin gizli bir kısmına çarptığı "rastgele durma" anlarından kaynaklanır. Genel engellerden kaçınma algoritmaları herkese uyacak tek çözümdür, ancak çalışma alanınızı doğru bir şekilde haritalarsanız, engellere tepki vermek yerine proaktif olarak engellerden kaçınmak için yolları optimize edebilirsiniz. Bunu şu şekilde yapabilirsiniz: çalışma alanındaki tüm sabit engelleri (konveyörler, iş istasyonları, hatta güç kabloları) kaydetmek için cobot'unuzun eğitim kumandasını kullanın. Çoğu modern altı eksenli cobot denetleyicisi bu haritayı içe aktarmanıza izin verir; böylece yol planlayıcı, bot hareket etmeye başlamadan önce bu engelleri aşan bir rota hesaplayabilir. Dinamik engeller için (yakında çalışan bir insan gibi), özel bir güvenlik bölgesi ayarlayın; tüm botun etrafında 1 m'lik bir baloncuk yerine, gerçek temasın gerçekleştiği alet noktasının yakınında daha küçük bir bölge oluşturun. Bu şekilde bot, 2 metre uzakta duran bir insan için yavaşlamaz, bu da güvenlikten ödün vermeden yol verimliliğini yüksek tutar. Bunun özellikle enerji tasarrufu sağlayan modellerde işe yaradığını gördük.Enerji Tasarruflu CR920 İşbirliği RobotuÇünkü gereksiz duraklamalardan kaçınmak enerji kullanımını azaltır. CR920'nin motor tasarımı, boşta kalan enerjiyi azaltacak şekilde tasarlanmıştır; böylece yolunuz ani duruşlardan kaçındığında daha da fazla tasarruf elde edersiniz.
Daha sonra yük ve takımlama için hareket planlaması var. Bu çok yaygın bir kör noktadır. Cobot'unuzun yolu tamamen tuttuğu alete ve yükün ağırlığına bağlı olarak değişir. Örneğin, 2 kg'lık bir tutucu uç efektörün ağırlık merkezini (CoG) değiştirir, bu da eklemlerin hareket etmek için daha fazla çalışması gerektiği anlamına gelir. Yol planlayıcıyı yeni CoG ile güncellemezseniz dengesiz hareket, daha yüksek enerji kullanımı ve hatta daha düşük doğruluk elde edersiniz. Çözümü basit: Araçları veya yükleri değiştirdiğinizde cobot'ta hızlı bir CoG kalibrasyonu çalıştırın. Çoğu altı eksenli model, örneğinEnerji Tasarruflu CR620 İşbirliği Robotu, bunun için tek dokunuşla kalibrasyon fonksiyonuna sahip olun. 3 kg'lık vakumlu tutucu ile 5 kg'lık mekanik tutucu arasında geçiş yapan ve CoG kalibrasyonu yapana kadar yol süresinin %20 arttığını gören bir müşterimiz vardı. Aniden yolları düzeldi, enerji kullanımı azaldı ve her ara noktayı yeniden öğretmek zorunda kalmadılar. CR620'nin esnek taşıma kapasitesi onu bu tür hızlı değişiklikler için mükemmel kılar; dolayısıyla farklı araçlar için yolları optimize etmek bir angarya gibi gelmez.
Durun, pürüzsüzlük hakkında konuşalım. Hayır, düz bir yolda araba kullanmayı kastetmiyorum; yolun gidişatını kastediyorum. Altı eksenli cobot'lar doğrusal veya eklem tabanlı yollarda hareket eder, ancak doğrusal yollar (bir noktadan diğerine doğrudan hareket eden), yalnızca keskin eklem dönüşleri gerektirmedikleri takdirde çok daha verimlidir. Eklem tabanlı yollar rastgele görünebilir, ancak her bir eklemin doğal aralığına öncelik verdikleri için genellikle daha yumuşak hareketlerle sonuçlanırlar. En kötü yollar, görevin ortasında doğrusal ve ortak hareket arasında geçiş yaparak botun yalpalamasına neden olan yollardır. Çoğu denetleyicide, botun yol noktalarını ne kadar yakından takip edeceğini ayarlamanıza olanak tanıyan bir "yörünge düzeltme" ayarı bulunur. Eğer bunu çok yükseğe çevirirseniz, pürüzlü yollara sahip olursunuz; çok alçaksa yola gereksiz mesafe katacaksınız. Çoğu görev için bunu %5-15 arasında bir değere ayarlamanızı öneririz ancak bunu kendi cobot'unuzla test edin. Daha uzun erişimler için, örneğinCR1600 İşbirliği RobotuYörünge yumuşatma ekstra önemlidir çünkü yollar pürüzlüyse uzun kol yalpalamaya daha yatkındır. CR1600'ün genişletilmiş erişimi düzgün, optimize edilmiş yollarda bile stabiliteyi koruyacak şekilde tasarlanmıştır; böylece bu ayarı değiştirirken doğruluk konusunda stres yapmanıza gerek kalmaz.
Başka bir küçümsenen numara: konuşlandırmadan önce simülasyonun kullanılması. Biliyorum, biliyorum; "simülasyon zaman alır!" Peki zeminde çalışmayan bir yolu tamir etmek için ne kadar zaman harcıyorsunuz? Altı eksenli cobot tedarikçilerinin çoğu, çalışma alanınızı, yükünüzü ve görevlerinizi girmenize ve ardından tek bir parçayı hareket ettirmeden farklı yol planlarını test etmenize olanak tanıyan simülasyon araçları sunar. Bu, robotun kutusunu açmadan önce çarpışmaları, verimsizlikleri veya aşırı yüklenmiş eklemleri tespit etmenize olanak tanır. Örneğin, bir kaynak görevi ayarlıyorsanız simülasyon size belirli bir yolun bağlantı 3'e çok fazla yük bindireceğini gösterebilir, böylece ilk gün sorun giderme yerine ara noktaları önceden ayarlayabilirsiniz. Müşterilerin, yalnızca simülasyon kullanarak ve yüksek hacimli görevler için dağıtım sürelerini %30 oranında kısalttıklarını gördük; bu da gerçek para anlamına geliyor.CR1300 İşbirliği RobotuEn yaygın simülasyon yazılımıyla sorunsuz bir şekilde bütünleşir, böylece robot gelmeden önce yolları doğrudan bilgisayarınızdan değiştirebilirsiniz.
Şimdi enerji optimizasyonunu özel olarak ele alalım; çünkü bu, cobot'larımız için büyük bir satış noktasıdır ve yol planlama, enerji kullanımını azaltmanın en kolay yoludur. Kötü yol planlamasının, altı eksenli bir cobot'un gerekenden %30 daha fazla enerji kullanmasına neden olabileceğini ölçtük. Nasıl? Gereksiz duruşlar, keskin dönüşler veya verimsiz eklem hareketleri nedeniyle. Daha önce bahsettiğimiz düzeltmelerin (daha düzgün yollar, engellerden kaçınma, CoG kalibrasyonu) tümü doğrudan enerji kullanımını azaltır. Örneğin, enerji tasarrufu sağlayan modellerimiz (CR920 ve CR620) yüke uyum sağlayan motorlara sahiptir; dolayısıyla yolunuz optimize edildiğinde motorlar ihtiyaç duyduklarından daha fazla çalışmazlar. Bu modellerin hem işçilik hem de enerji maliyetlerinden tasarruf etmek isteyen küçük ve orta ölçekli üreticiler için çok uygun olmasının nedeni budur. Operasyonel maliyetleri azaltmak istiyorsanız yol planlamasını optimize etmek ilk adımdır ve enerji tasarruflu hatlarımız bunu daha da kolaylaştırır.
Durun, hadi gerçeğe dönelim; peki ya insanların yaptığı yaygın hatalar? Müşterilerin, her ara noktayı 1 cm hareket ettirerek yolları manuel olarak optimize etmeye çalıştıklarını gördüm ve bu basit görevlerde işe yarıyor, ancak karmaşık görevler (paketleme veya montaj gibi) için bu zaman kaybıdır. Başka bir hata: cobot'un yerleşik yol planlama algoritmalarının göz ardı edilmesi. Hayır, özel bir yolu sıfırdan kodlamanıza gerek yok. Çoğu modern altı eksenli cobot'un uyum sağlayabilen gelişmiş yol planlayıcıları vardır, ancak onlara doğru verileri beslemeniz gerekir. Örneğin, gerçek yük ağırlığınızı girmezseniz yol planlayıcı varsayılan olarak daha düşük bir ağırlık ayarını kullanacak ve bu da hareketin verimsiz olmasına yol açacaktır. Ayrıca iş akışınızı her değiştirdiğinizde yol planlamanızı da güncellemeyi unutmayın. İş istasyonlarınızı yeniden düzenlerseniz veya taşıdığınız parçaları değiştirirseniz eski yol artık işe yaramayacaktır. Her 3 ayda bir veya çalışma alanınızda veya görevlerinizde herhangi bir büyük değişiklikten sonra yol kontrolü yapmanızı öneririz.
Yani hepsini bir araya getirerek: kinematik parametreleri optimize edin, engelleri proaktif bir şekilde haritalayın, yük/araçlar için CoG'yi kalibre edin, düzgün yörüngeler kullanın, simülasyonda test edin ve enerji kullanımı için ince ayar yapın. Bu roket bilimi değildir ancak özel cobot'unuzun ve görevinizin küçük ayrıntılarına dikkat etmeyi gerektirir. Hâlâ zorlanıyorsanız veya kolay optimizasyon için tasarlanmış yeni bir altı eksenli işbirlikçi robot arayışındaysanız, farklı ihtiyaçlara göre tasarlanmış bir dizi modelimiz var. İster küçük çalışma alanları için kompakt, enerji tasarrufu sağlayan bir seçeneğe, ister daha büyük görevler için uzun erişimli bir modele ihtiyacınız olsun, altı eksenli cobot serimiz, yol planlamayı daha basit ve daha verimli hale getirmek için tasarlanmıştır. Hız, güvenlik ve kullanım kolaylığını dengelemek için bu modelleri geliştirmek için yıllarımızı harcadık; böylece işinize uygun bir cobot elde etmek için performanstan ödün vermenize gerek kalmaz.
Yavaş, enerji harcayan yollarla uğraşmayı bırakıp altı eksenli işbirlikçi robotunuzdan en iyi şekilde yararlanmaya başlamaya hazırsanız size yardımcı olabiliriz. Ekibimiz, toplama ve yerleştirmeden montaja ve paketlemeye kadar her türlü görev için yol planlamasını optimize etmek amacıyla yüzlerce üreticiyle çalıştı. Sorularınızı yanıtlayabilir, özel modeliniz için en iyi ayarlar konusunda size yol gösterebilir ve hatta ihtiyaçlarınız için doğru cobot'u seçmenize yardımcı olabiliriz. Konuşmayı başlatmak için bugün bize ulaşın; cobot'unuzun daha sıkı değil, daha akıllı çalışmasını sağlayalım.
Referanslar
- Billard, A., Kragic, D. (2019). Robot manipülasyonunda eğilimler ve zorluklar. Bilim Robotiği, 4(34), eaau8414.
- İşbirlikçi Robotik Derneği. (2022). Altı Eksenli Cobot'lar için Yol Planlama En İyi Uygulamaları. Endüstri Teknik Raporu.
- Liu, H., ve diğerleri. (2021). Endüstriyel robotlar için enerji verimli yol planlaması: Sistematik bir inceleme. Akıllı Üretim Dergisi, 32(5), 1345-1362.
- ABB Robotik. (2023). Altı Eksenli İşbirlikçi Robot Kinematik Optimizasyonu. Ürün Teknik Kılavuzu.
