机器人干涉区问题涉及多台机器人协同作业时,因运行范围重叠导致的碰撞风险,需通过信号控制、路径规划、区域划分等手段解决。以下为具体分析与应对策略:
干涉区定义与风险
干涉区指两台或多台机器人工作范围重叠的区域,可能因机器人本体、工具或管线包等发生碰撞,导致机器人部件损坏、程序混乱、工件或周边设备损坏。例如,在冲压生产线中,六台机器人同时运作时,机械手与机器人、机器人与压机之间可能存在干涉,需通过逻辑控制、等待时间设置或路径调整来规避。
干涉区设置方法
信号控制:通过干涉区信号或互锁信号控制机器人运行,防止同时进入干涉区。例如,R4机器人优先时,使用干涉信号“17”,R2和R4机器人通过输出(OT#)和输入(IN#)信号实现互锁。程序结束后,干涉区允许信号保持ON状态,避免因信号关闭影响机器人效率。
区域划分:根据机器人坐标系(如基座坐标、用户坐标)设置干涉区,例如立方体干涉区或轴干涉区。安川机器人最多可设置64个干涉区,具体方法包括:
输入坐标值:记录机器人坐标系的最大和最小坐标值,由机器人内部计算干涉区。
输入边长和中心点:直接输入干涉区三条边的边长,并将机器人移动到中心点记录位置。
路径规划:在轨迹示教时预判干涉情况,优化机器人姿态以缩小干涉区域。例如,机械手在压机动模行程中需退出干涉区域,通过路径重新选择避免碰撞。
不同品牌机器人的干涉区策略
安川机器人:支持立方体干涉区和轴干涉区,最多可设置64个。通过信号控制机器人进入干涉区的优先级,例如Master机器人优先进入,Slave机器人需等待其退出。
库卡机器人:采用干涉区信号和互锁信号控制机器人运行,例如Rob2为Master,Rob1为Slave。Rob1进入干涉区前需检测Rob2的信号,若Rob2已进入或即将进入,Rob1将停止运动并等待。
FANUC机器人:干涉区设置涉及启动/禁用功能、输出/输入信号、优先级定义等。通过示教基准点和输入边长或对顶角模式划定干涉区域,支持立方体或多边形安全区域。
干涉区问题的解决措施
逻辑控制:通过PLC或机器人控制器实现信号交互,确保机器人按优先级进入干涉区。例如,R2机器人焊接完成后,工作台夹具打开,R4机器人才能进行搬运,使用互锁信号(如IN#36、OT#36)控制时序。
等待时间设置:在信号传输和程序执行时间基础上,设置延时以避免机器人同时进入干涉区。例如,R2机器人完成焊接后,延时0.5秒关闭允许信号OT#36,确保R4机器人收到信号。
路径优化:通过增加路径规划点避开干涉区域,例如机器人在压机之间运动时选择直线路径,减少运动时间并提高效率。