Пултове за обучение на роботи

Начало > Роботика > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 9/2023 > 04.01.2024

  • С еволюцията на индустриалните роботи в модерните фабрики непрекъснато се усъвършенстват и подходите към програмирането им

  • Пултовете за обучение на роботи са безжични или кабелно свързани преносими устройства, които стават все по-леки, компактни и лесни за използване

  • Основна отличителна характеристика е ергономичният им дизайн, който все повече наподобява този на таблет или на панелен индустриален компютър

 

С еволюцията на индустриалните роботи в модерните фабрики непрекъснато се усъвършенстват и подходите към програмирането им. Традиционното времеемко, сложно и изискващо специализиран опит писане над код постепенно бива изместено от много по-интуитивни и опростени методи и решения.

Днес можем да програмираме един промишлен робот толкова лесно и удобно, колкото да управляваме например телевизора си с дистанционното. Своеобразните дистанционни за роботи, известни като пултове за обучение (teach pendants), според проучванията понастоящем са и най-разпространеното в индустрията средство за програмиране и управление на роботизирани системи.

 

Дизайн, функции и особености

Пултовете за обучение на роботи са безжични или кабелно свързани преносими устройства, които с развитието на технологиите в областта стават все по-леки, компактни и лесни за използване. Редица производители предлагат такъв терминал в комплект със закупения индустриален робот, което елиминира необходимостта от закупуване на допълнителен хардуер или софтуер за програмиране.

Срещат се както специфични за дадена гама или бранд системи, така и по-универсални решения, съвместими с по-широк кръг от серийно произвеждани модели, работещи например с единна операционна система (като Robot Operating System или ROS).

Основна отличителна характеристика на преносимите пултове за обучение е ергономичният им дизайн, който все повече наподобява този на таблет или на панелен индустриален компютър. Целта е тези устройства да са удобни за захващане (с една или две ръце) и управление – чрез клавиатура, бутони, превключватели, въртящи се регулатори и други физически елементи. При моделите от последно поколение командните интерфейси и малките чернобели екрани само с по няколко реда отстъпват място на големи цветни дисплеи и сензорни екрани с графични изображения, обозначаващи отделните функционални модули и приложения.

Подобно на дистанционно управление, преносимият пулт за обучение на робота има задачата да му задава команди за изпълнение на различни задачи чрез програми, генерирани от оператора директно на терминала. Нещо повече – тези устройства позволяват на потребителите да правят различни промени – корекции, редакции и добавки в текущите програми, в реално време. Голяма част от моделите на пазара разполагат с памет за съхранение на различни проекти или набори от инструкции и настройки, както и функции за търсене и извеждане на желания запис чрез филтриране по зададени параметри, за да може да бъде използван отново.

Обучителните пултове стават все по-удобни и предпочитани като средство за програмиране и благодарение на възможностите за безжично управление, които елиминират необходимостта от неудобна (особено при динамично движещите се манипулатори) физическа кабелна връзка между робота и пулта. В синхрон със стриктните изисквания за машинна безопасност в индустрията повечето преносими пултове за обучение на роботи разполагат с лесно достъпни и визуално разграничими бутони за аварийно спиране на системата.

Обучителните пултове са само един от множеството съвременни методи за програмиране на промишлени роботи. Популярни са още т. нар. Lead-through програмиране чрез демонстрация или превеждане на рамото през основните точки от работната траектория, както и софтуерните платформи за офлайн програмиране (OLRP), които позволяват удобно генериране, симулиране и тестване на програми във виртуална среда. Всеки от изброените методи се отличава със специфични предимства и ограничения и се доказва като подходящ за различни типове системи и приложения.

 

Предимства

Шарнирните роботи са едни от най-популярните конфигурации в съвременното производство, използвани широко за монтаж и асемблиране, опаковане, заваряване, боядисване, нанасяне на лепила и покрития, манипулиране с обекти и материали и т. н. Преносимите пултове за обучение са сред основните средства за програмирането им, тъй като осигуряват необходимата гъвкавост за персонализиране на приложенията в достатъчна (но не задължително прекалена) близост до системата, и то в реално време. Дори и свързаните с физически кабел към робота терминали позволяват на оператора да седи на безопасно разстояние от работната зона и без риск да тества дадена функция или програма. Такива устройства се използват широко за конфигуриране и на набиращите все по-голяма популярност в производството коботи.

Сред параметрите, които могат да бъдат конфигурирани посредством преносим терминал, са например обхватът на движенията, продължителността на работните цикли, скоростта на работа, взаимодействието на робота с други основни или спомагателни системи в линията/клетката и т. н.

Основно съображение в полза на избора на портативен пулт за обучение е именно оптималната безопасност. Командите за преминаване от обучителен или тестов в работен режим традиционно се задействат чрез невъзможни за активиране по невнимание последователности или специални превключватели, изискващи неподлежащи на объркване или случайно възпроизвеждане от страна на оператора или друго лице комбинации от движения.

Дори в ерата на коботите все още са налице специфични ситуации, в които възниква необходимост роботът да спре. Колкото и добре да е изготвена дадена програма, реалното й изпълнение нерядко се разминава с очакваните резултати и се налага операторът да се намеси “в движение” – да поеме контрол над робота и да го изведе безопасно от работната зона/клетка преди да се е случил сблъсък или инцидент. Аварийните стоп функции за безопасност в редица приложения се изпълняват най-надеждно и ефективно именно посредством преносим пулт.

За разлика от други средства за програмиране, пултовете за обучение дават възможност не само за активно взаимодействие с робота, но и за непрекъснат мониторинг на цялото оборудване в работната клетка. Държането на терминала непрекъснато в ръце далеч не е необходимо, тъй като всяка грешка или отклонение от зададените параметри и траектории могат да бъде оповестени чрез звукова аларма.

 

Преимущества в сравнение с платформите за офлайн програмиране

OLRP платформите позволяват генерирането на сложни програми и симулации и интегрирането на комплексни CAD модели на различни детайли. Въпреки автоматизираните софтуерни изчисления обаче нерядко възникват малки неточности, като неправилно подравняване на крайното изпълнително устройство (хващач, инструмент и др.) в стартова позиция, милиметър допуск при снемането на размерите на работната клетка или отстоянията между отделните машини, системи и работни станции. Едно подобно, пренебрежимо на пръв поглед, отклонение може да доведе до сериозни щети по оборудването и до риск за персонала при реалното изпълнение на програмата от някой тежък едрогабаритен робот. Единственият бърз и ефективен метод за овладяване на подобна ситуация е незабавната намеса на оператор посредством преносим пулт за управление.

Друго предимство на обучителните терминали е фактът, че са мощни, но в софтуерно отношение са много “по-олекотени” от комплексните платформи за офлайн програмиране, включващи огромен брой функционални модули и подробни менюта.

Това позволява по-лесно и бързо едновременно програмиране на няколко (неизискващи прекалено сложни последователности от движения) програмни задачи на преносим пулт. Такива са например обслужването на машини, pick-and-place операциите, праволинейното заваряване и нанасяне на покрития.

В допълнение, обучителните терминали дават възможност за интегриране на множество спомагателни системи и компоненти при програмирането на една работна клетка, включително лазерни скенери, сигнални кули, автоматизирани системи за захващане на детайли и др.

Не на последно място, преносимите пултове за обучение позволяват използването на контролна логика за безнадзорно изпълнение на дадени приложения, както и постигането на оптимален синхрон между конфигурирането на дадена програма и изпълнението й, тъй като не е необходимо трансферирането й от едно устройство на друго.

 

Технологично развитие

Основна бариера пред още по-широкото използване на обучителни терминали в съвременната индустрия е фактът, че повечето налични на пазара системи са обвързани с конкретен производител или бранд. По-старите поколения устройства в сегмента, както и някои специфични фирмени платформи, често изискват предварително обучение за запознаване с програмния език, интерфейса и функционалностите. Директният потребителски контрол върху роботите обаче продължава да е ключов аспект от програмирането им, което поставя на дневен ред непосредствената необходимост обучителните терминали бързо да еволюират в посока по-голяма гъвкавост, интуитивност и оперативна съвместимост.

Един от ракурсите на технологично развитие при преносимите пултове за обучение в тази връзка е все по-широкото възприемане на подходи за визуално (като алтернатива на командно базираното) програмиране, както и на технологии за виртуална и добавена реалност. Все по-популярни стават тъчскрийн системите с интуитивен графичен интерфейс и икони вместо сложни текстови менюта, които предлагат лекота на използване, подобна на тази при смартфоните и таблетите.


Вижте още от Роботика


Ключови думи: пултове за обучение, преносими пултове, обучение на роботи, индустриални роботи, промишлени роботи, програмиране



Редактор на статията:

Пепа Петрунова

Пепа Петрунова

Редактор

  • Завършва специалност "Журналистикa" в СУ "Св. Климент Охридски";

 

  • Заема длъжността редактор "Списания" от 2013 г.;

 

  • Разполага с над 15 години опит в разработването на оперативни материали и технически статии в широк кръг от тематични области.

 

Пепа Петрунова в LinkedIn

Новият Специален брой: Иновации за автомобилната индустрия - оборудване и технологии/2024

Специален брой: Иновации за автомобилната индустрия - оборудване и технологии-2024

  ЧЕТЕТЕ БРОЯ ОНЛАЙН

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

Top