机器人误触发动作监控原因分析

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机器人误触发动作监控原因分析

2024-07-06 20:42:57| 来源: 网络整理| 查看: 265

动作监控功能,也就是通常我们所说的碰撞保护功能,可以减少碰撞对机器人产生的影响力。目前主流机器人上都有类似的碰撞保护的功能。ABB机器人称这个功能叫做“动作监控”。

对于碰撞保护,它是ABB机器人当中的一个免费的功能,使用它不需要添加任何选项。但是它只能在机器人自动模式和手动全速模式时候才会产生作用,并且灵敏度不可调节。如果需要根据现场工艺要求灵活调节灵敏度或者在手动调试的时候也使用的话,就得需要购买Collision Detection软件。

对于 Collision Detection(动作监控)功能不熟悉的小伙伴可以关注文末公众号,使用公众号的搜索功能在历史文章中搜索一下“动作监控”,即可找到之前发的关于动作监控的文章。

在ABB机器人中,机器人的受力监控异常报警有两种。一种是机器人真的撞到东西了,机器人想走,但是迫于撞到东西走不动而报警。另一种是假撞了,机器人可能还有能力继续走下去,但是因为察觉到了风险,所以主动停下来报警提示人员排查风险。这两种报警本质上上是不同的,我们接着往下看。

 

真撞

 

真撞报警内容如下图A。

出现图A这种报警往往是在机器人的动作监控功能被关闭(或者说是没有开启)的情况发生碰撞而出现的。这种报警只有在机器人受到非常大的运动阻力时才会被触发。该报警的触发往往同时伴随着机器人夹具损坏、工件损坏、工装损坏甚至更为严重的人身财产损失。所以建议动作监控功能在没有特殊工艺要求的情况下,最好还是开着。即使机器人没有Collision Detection选项,也依然可以在机器人手动全速模式和自动模式下对机器人进行保护。

 

假撞

 

假撞就是“动作监控保护”,是机器人自发的为避免撞机而采取的自我保护措施。假撞的原因就比较多了,这也是我们这一次分享的重点部分。假撞报警内容如下图B

这里再多做一个说明,经常看手册的小伙伴肯定发现了整个手册中有很多“arg”的单词,同一张脸却可以在不同手册的不同位置出现,它到底是个什么?其实这是英文单词argument  [ˈɑːɡjumənt] 的缩写,在手册中代替不确定的值。比如上图中的动作监控的报警,它可以是轴1的报警,也可以是轴2的报警。也可以是轴3轴4的报警。手册中这样描述是为了照顾所有出现的可能性,而不是单单描述某一方面,也不是所有情况都单独描述一遍,使手册更简洁严谨。

回到正题,很多时候机器人动作监控触发报警停机,现场人员去排查时却看不到任何碰撞的现象,甚至连疑似碰撞的现象都看不到,发生了一次又一次的“狼来了”的故事。表面上看是机器人“傻”了,明明没有问题却瞎报警。(相信类似问题肯定很多人都吐槽过)但实际上该类问题大多数情况下是因为技术人员在设备前期设计或者后期调试配置过程中的“不合理操作”所造成的。下面咱们就可能性原因进行分析。

 

受到外力

 

受到外力是触发动作监控的最简单的最直接的原因,这种原因在现场的故障排查中也是最容易发现的。常见的原因有,机器人与外围设备干涉,机器人夹具与机器人本体在某些动作上有干涉,自己制作的管线包与机器人的某些姿态有干涉等。对于针对某些特定的工艺特定的场合所设计的比较特殊的管线包或者夹具,如果确实不能实现兼容机器人所能达到的所有姿态的,要按照“木桶效应”的原则,找出限制机器人活动范围的短板,并按照短板项在机器人中给机器人设定限制机器人单轴的运动范围,避免后期在一些机器人的临界姿态对管线包或者工具等造成磨损或牵扯,也防止由于这些原因所导致的机器人动作监控的误触发。

 

对于机器人轴限位设定不熟悉的小伙伴可以关注文末公众号,使用公众号的搜索功能在历史文章中搜索一下“限位”,即可找到之前发的关于轴限位设定的文章。

 

动作监控灵敏度调节过小

 

这个其实很简单,将动作监控灵敏度适当调大就可以了。对于 Collision Detection(动作监控)功能不熟悉的小伙伴可以关注文末公众号,使用公众号的搜索功能在历史文章中搜索一下“动作监控”,即可找到之前发的关于动作监控的文章。但是如果已经将灵敏度调至最大值,或者机器人没有Collision Detection选项而又不想直接将动作监控关掉,那么接着往下看。

 

工具数据定义不正确

 

工具数据(tooldata)用于描述工具(如焊枪、夹具等)的特征,是让机器人知道自己的手腕上装了个什么东西的数据。这些数据包含工具TCP(Tool Center Pointer)的位置与工具负载等物理特性。我们知道,机器人中实际物理位置是机器人通过TCP与坐标系运算所得到的,不同的TCP与坐标系的组合所得到的运算结果是不同的,所以所得到的机器人的运动结果也是不同的。建立准确的TCP是我们编程校点的基础。但Tooldata的另一个重要数据tload(tool load)却常常被我们所忽略。Tload与机器人的编程位置没有关系,但是却可以描述一个工具的重量、中心等物理特性。比如对一个负载为10kg的IRB 1600机器人来说,拿着一个重量为2kg的工具后和拿着一个重量为5kg的工具后所再能承受的额外的工件重量显然是不一样的。而且它们之间还不是简单的线性关系,机器人的负载特性曲线往往很复杂。在现场调试时,如果使用了该数据的缺省值,虽然当时机器人不会报错,但后期调试过程中机器人误报动作监控报警的概率就会大大增加,因为实际加在机器人上的负载要比机器人所规划的要多。

 

对于结构比较复杂重量与中心不容易确认的工具可以使用ABB机器人系统中自带的LoadIdentify(载荷测定服务例行程序)来让机器人自行计算获取。

 

有效载荷不正确

 

有效载荷(loaddata)用来表示机器人夹具所施加的有效载荷,也是上边提到的tooldata的一部分。通常来说,在一些工件重量小或者说直接没有工件的应用场景中(比如焊接),即使不特意设定loaddata,对机器人的使用也不会产生太大影响,但在一些工件比较重的应用场景比如搬运码垛,loaddata设定不正确就有可能会造成机器人动作监控的误触发,除此之外。有效载荷设定不正确还会影响机器人的性能,比如影响机器人路径的准确性。

对于产品种类多,工件重量差异大的应用场景中,可以使用GripLoad指令来通过Rapid程序在程序运行中自动的加载、卸载或者切换机器人的loaddata,通过这样及时的准确的修正机器人的有效载荷,可以使机器人按照最佳的方式来运动,以最大限度的发挥出机器人的性能。

 

加速度设定不合理

 

由牛顿第二定律表达式F=m*a(力=质量*加速度)分析可以知道,机器人的质量、负载的质量是确定不变的,是个定量,那么机器人在运动中所需的力(电机转动需要的力)就与机器人的加速度是正相关的,即机器人的加速度越大,电机所需要输出的扭矩就越大。特别是在机器人的有效载荷质量(m)特别大的时候,这种现象就会越发的明显。所以,当机器人出现动作监控报警后,如果采取了前面的措施还是不能解决问题,而且机器人的生产节拍要求又不是很高的时候,适当的降低机器人的加速度,也不失为是一种办法。

 

对于机器人加速度设定不熟悉的小伙伴可以关注文末的公众号,使用公众号的搜索功能在历史文章中搜索一下“加速度”,即可找到之前发的关于加速度设定的文章。

 

机器人型号选小了

 

如果采取了上述措施后还是会误报动作监控,那么很有可能是机器人型号选择的不合适,负载选择过小。如果确定是这样,在不更换机器人的情况下只能在兼顾工艺要求的基础上做出妥协了。比如适当降低生产节拍(降低机器人加速度)、缩短机器人TCP的长度,减小机器人Tool的质量等。但其实这种情况出现的概率还是比较少的,设计工程师在机器人选型时都会参照ABB官方提供的相应机器人的负载重量中心与位置的关系图来进行选型。不过也不排除有计算失误的情况。其实ABB关于这方面专门有一个小软件叫做RobotLoad,用来辅助设计人员对根据工艺要求来选择机器人型号,以及验证现有方案的合理性。

RobotLoad软件可以关注文末的公众号,使用公众号的搜索功能在历史文章中搜索一下Load,即可找到之前发的关于RobotLoad使用与下载的的文章。

PS:

文中的故障信息查询截图来自“故障查询”小程序,需要这个软件的小伙伴可以在公众号的菜单栏中找到小程序入口。

好了,这次的分享就到这里了,如果本文对你有帮助或者启发,那就动动你可爱的小手点下在看或者转发到朋友圈吧,让它帮助启发更多的人。

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