碰撞監(jiān)控在綜合工作站中的全面部署
在CNC仿真工作站這樣的大型復(fù)雜仿真場景中,碰撞是必須嚴格防范的風(fēng)險。機器人有較大的運動空間,其活動范圍可能覆蓋供料臺取料位、兩臺CNC加工位、傳輸帶下料位等多個工位。如果機器人的運動路徑與周邊設(shè)備發(fā)生干涉,輕則工具損壞,重則機器人本體受損。在RobotStudio中為復(fù)雜工作站建立全方位的碰撞監(jiān)控體系,是保障仿真安全性的必要措施。
\n碰撞監(jiān)控的基本原理是在兩個指定對象之間建立干涉檢測閾值,當(dāng)兩者之間的距離低于設(shè)定閾值或發(fā)生實際相交時輸出報警信號。CNC仿真工作站需要創(chuàng)建的碰撞監(jiān)控至少應(yīng)覆蓋機器人本體與三臺主體設(shè)備之間的可能干涉區(qū)域:機器人本體的活動部件與CNC1設(shè)備外輪廓之間的干涉風(fēng)險;機器人本體的活動部件與CNC2設(shè)備外輪廓之間的干涉風(fēng)險;機器人本體的活動部件與供料臺之間的干涉風(fēng)險。每一組碰撞監(jiān)控分別應(yīng)對機器人運動到對應(yīng)工位時的碰撞檢測需求,確保機器人在整個運動路徑上的任何位置都與周邊設(shè)備保持安全距離。
\n有學(xué)員問:“如果需要檢測三個物體間兩兩是否會發(fā)生碰撞,是否需要三個碰撞監(jiān)控設(shè)定?”答案是肯定的。因為每個碰撞監(jiān)控只能檢查兩個指定的對象,當(dāng)需要同時檢測三對設(shè)備時,必須為每一對分別創(chuàng)建一個獨立的碰撞監(jiān)控。這種“一對一”的監(jiān)測策略,雖然增加了監(jiān)控條目數(shù)量,但保證了故障上報時的定位精確度。碰撞監(jiān)控屬性中Part1和Part2會報告發(fā)生碰撞的具體部件名稱,便于工程師快速定位干涉位置。
\n在碰撞監(jiān)控中,可以設(shè)定“接近丟失”距離(NearMiss屬性),當(dāng)監(jiān)控對象之間的距離小于該閾值時,傳感器便進入預(yù)警狀態(tài)——在設(shè)備實際接觸前就已經(jīng)發(fā)出安全隱患信號。在CNC上下料仿真中,將機器人與CNC防護門的接近丟失閾值設(shè)為50mm,當(dāng)機器人靠近門體50mm范圍內(nèi)時就在布局瀏覽器中高亮提醒,給予編程人員充足的反應(yīng)和調(diào)整時間。
\n碰撞監(jiān)控的啟用與停用還可通過Active信號進行動態(tài)控制。在機器人執(zhí)行取料動作且遠離某設(shè)備時,可暫時停用與該設(shè)備的碰撞監(jiān)控,節(jié)省系統(tǒng)計算資源。仿真中的動態(tài)碰撞監(jiān)控管理是對RAPID程序精細控制的重要體現(xiàn)。
\n全方位碰撞監(jiān)控體系的建立是評價仿真工作站安全完整性的重要指標?!肮I(yè)機器人培訓(xùn)”碰撞檢測模塊包含了多設(shè)備碰撞監(jiān)控的配置方法。“東莞工業(yè)機器人培訓(xùn)”的CNC仿真工作站項目中,學(xué)員需要為機器人、兩臺CNC設(shè)備、供料臺等多對設(shè)備創(chuàng)建碰撞監(jiān)控并通過I/O仿真器逐一驗證。碰撞監(jiān)控Active信號的管理與“PLC培訓(xùn)”和“PLC編程培訓(xùn)”中設(shè)備使能信號的控制邏輯相同?!皷|莞PLC編程培訓(xùn)”所培養(yǎng)的分區(qū)域安全控制策略對碰撞監(jiān)控的動態(tài)管理有借鑒價值。“自動化培訓(xùn)”將碰撞監(jiān)控體系作為產(chǎn)線安全設(shè)計仿真的標準化內(nèi)容。“電工培訓(xùn)”和“電工考證培訓(xùn)”設(shè)備安全距離的概念可對應(yīng)到碰撞監(jiān)控的接近丟失閾值設(shè)定中?!皺C器視覺培訓(xùn)”視覺系統(tǒng)也可以為碰撞監(jiān)控提供實時物距數(shù)據(jù)?!皷|莞自動化培訓(xùn)”的復(fù)雜工作站碰撞防護設(shè)計方法在本地區(qū)智能制造集成商中廣受好評。

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