WikiDer > Кобот

Cobot

Коботы, или коллаборативные роботы, это роботы, предназначенные для прямого взаимодействие человека с роботом в общем пространстве или где люди и роботы находятся в непосредственной близости. Приложения коботов контрастируют с традиционными приложениями промышленных роботов, в которых роботы изолированы от контакта с людьми.[1]Безопасность коботов может зависеть от легких строительных материалов, закругленных краев и присущих им ограничений скорости и силы или от датчиков и программного обеспечения, обеспечивающих безопасное поведение.[2][3]

Благодаря датчикам и другим конструктивным особенностям, таким как легкие материалы и закругленные края, коллаборативные роботы (коботы) могут напрямую и безопасно взаимодействовать с людьми.

Международная федерация робототехники (IFR),[4] глобальная отраслевая ассоциация производителей роботов и национальные ассоциации роботов признает два типа роботов: 1) промышленные роботы, используемые в автоматизации (в промышленной среде), и 2) сервисные роботы для домашнего и профессионального использования. Сервисных роботов можно рассматривать как коботов, поскольку они предназначены для работы вместе с людьми. Промышленные роботы традиционно работали отдельно от людей за забором или другими защитными барьерами, но коботы устраняют это разделение.

Коботы могут иметь множество применений, от информационных роботов в общественных местах (пример сервисных роботов),[5] логистические роботы, которые транспортируют материалы внутри здания,[6] до промышленных роботов, которые помогают автоматизировать неэргономичные задачи, такие как помощь людям в перемещении тяжелых деталей, подаче или сборке машин.

IFR определяет четыре типа приложений для совместного производства:[7]

  • Сосуществование: человек и робот работают вместе, но не имеют общего рабочего пространства.
  • Последовательная совместная работа: человек и робот совместно используют все или часть рабочего пространства, но не работают над одной частью или машиной одновременно.
  • Сотрудничество: робот и человек работают над одной и той же деталью или машиной одновременно, и оба находятся в движении.
  • Отзывчивое сотрудничество: робот реагирует в режиме реального времени на движения рабочего.

В большинстве промышленных приложений коботов сегодня кобот и человек-работник используют одно и то же пространство, но выполняют задачи независимо или последовательно (сосуществование или последовательное сотрудничество). Сотрудничество или отзывчивое сотрудничество в настоящее время менее распространены.

История

Коботов изобрели в 1996 году Дж. Эдвард Колгейт и Майкл Пешкин,[8] профессора в Северо-Западный университет. Их патент США 1997 года под названием «Коботы». [9] описывает «устройство и метод для прямого физического взаимодействия между человеком и универсальным манипулятором, управляемым компьютером». Изобретение явилось результатом инициативы General Motors 1994 года, возглавляемой Прасадом Акеллой из Центра робототехники GM, и 1995 года. Фонд General Motors грант на исследования, направленный на то, чтобы найти способ сделать роботов или роботоподобное оборудование достаточно безопасным для совместной работы с людьми.[10] Первые коботы обеспечивали безопасность человека, не имея внутреннего источника сила мотивации. Вместо этого движущую силу обеспечивал человек-работник.[11]Функция кобота заключалась в том, чтобы позволить компьютеру управлять движением путем перенаправления или управления полезной нагрузкой в ​​сотрудничестве с человеком-рабочим. Более поздние коботы также обладали ограниченной движущей силой.[12] General Motors и отраслевая рабочая группа использовали термин Intelligent Assist Device (IAD) в качестве альтернативы cobot, который считался слишком тесно связанным с компанией Cobotics. В то время рыночный спрос на интеллектуальные вспомогательные устройства и стандарт безопасности «Интеллектуальные вспомогательные устройства T15.1 - требования безопасности персонала»[13] было улучшить обработка промышленных материалов и автомобильные сборочные операции.[14]

Коботики,[15] компания, основанная в 1997 году Колгейтом и Пешкиным, произвела несколько моделей коботов, используемых для окончательной сборки автомобилей.[16][12] Эти коботы принадлежали к типу IFR Responsive Collaboration, использующему то, что сейчас называется «ручным управлением». Компания была приобретена в 2003 году Stanley Assembly Technologies.

KUKA выпустила своего первого кобота, LBR 3, в 2004 году. Этот легкий робот с компьютерным управлением стал результатом долгого сотрудничества с Немецкий аэрокосмический центр институт.[17] Компания KUKA усовершенствовала технологию, выпустив KUKA LBR 4 в 2008 году и KUKA LBR iiwa в 2013 году.[18]

Универсальные роботы выпустила своего первого кобота UR5 в 2008 году.[19] В 2012 году кобот UR10[20] был выпущен, а затем в 2015 году был выпущен более компактный UR3 с меньшей полезной нагрузкой. Переосмыслить робототехнику выпустили промышленного кобота, Бакстер, в 2012[21] и меньший и более быстрый коллаборативный робот Сойер в 2015 году предназначен для задач высокой точности.

FANUC[22] выпустил свой первый коллаборативный робот в 2015 году - FANUC CR-35iA с тяжелой грузоподъемностью 35 кг.[23] С тех пор FANUC выпустила небольшую линейку коллаборативных роботов, включая FANUC CR-4iA, CR-7iA и версия CR-7 / L с длинным рукавом.

ABB выпущен в 2015 году YuMi,[24] первый совместный двуручный робот.

По состоянию на 2019 год лидером рынка была компания Universal Robots, за которой следовали Techman Robot Inc..[25]

Стандарты и рекомендации

RIA BSR / T15.1, проект стандарта безопасности для интеллектуальных вспомогательных устройств, был опубликован отраслевой рабочей группой Robotic Industries Association в марте 2002 года.[26]

Стандарт безопасности роботов (ANSI / RIA R15.06 был впервые опубликован в 1986 году, после 4 лет разработки. Он был обновлен новыми редакциями в 1992 и 1999 годах. В 2011 году ANSI / RIA R15.06 был снова обновлен и теперь является принятие на национальном уровне объединенных стандартов безопасности ISO 10218-1 и ISO 10218-2. Стандарты ISO основаны на ANSI / RIA R15.06-1999. Сопровождающий документ был разработан ISO TC299 WG3 и опубликован как Технические спецификации ISO, ISO / TS 15066: 2016. Настоящая техническая спецификация охватывает совместную робототехнику - требования к роботам и интегрированным приложениям.[27] ISO 10218-1 [28] содержит требования к роботам, в том числе с дополнительными возможностями для включения совместных приложений. ISO 10218-2: 2011 [29] и ISO / TS 15066[30] содержат требования безопасности как для совместных, так и для не-совместных приложений роботов. Технически приложение робота включает в себя робота, рабочий орган (установленный на руке или манипуляторе робота для выполнения задач, которые могут включать в себя манипулирование объектами или манипулирование ими) и заготовку (если объект обрабатывается).

Безопасность приложения для совместного использования роботов является проблемой, поскольку не существует официального термина «кобот» (в рамках стандартизации роботов). Кобот считается торговым или маркетинговым термином, потому что «совместный» определяется приложением. Например, робот с режущим инструментом или острой заготовкой может быть опасен для людей. Однако тот же робот, сортирующий пенопласт, скорее всего, будет безопасным. Следовательно, оценка рисков выполненный интегратором робота обращается к предполагаемому применению (использованию). ISO 10218, части 1 и 2 основаны на оценке риска (согласно ISO 12100). В Европе Директива по машинному оборудованию применимо, однако робот сам по себе является частичной машиной. Роботизированная система (робот с рабочим органом) и приложение робота считаются законченными машинами.[31][32]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Я, Кобот: будущее сотрудничество человека и машины» Производитель (2015-11-15). Проверено 19 января 2016 г.
  2. ^ https://ifr.org/downloads/papers/IFR_Demystifying_Collaborative_Robots.pdf
  3. ^ ISO 10218-1: 2011, ISO 10218-2: 2011, ISO / TS 15066: 2015
  4. ^ ifr.org
  5. ^ https://www.youtube.com/watch?v=W-RKAjP1DtA.
  6. ^ http://www.aethon.com/tug/tughealthcare/
  7. ^ https://ifr.org/downloads/papers/IFR_Demystifying_Collaborative_Robots.pdf
  8. ^ Ван, Джон (11 декабря 1996 г.). «Механическое преимущество». Чикаго Трибьюн.
  9. ^ «Коботы» Патент США 5,952,796
  10. ^ Тереско, Джон (21 декабря 2004 г.). "А вот и коботы!". Промышленная неделя.
  11. ^ «Кобот архитектура». IEEE Transactions по робототехнике и автоматизации. 17 (4). 2001.[мертвая ссылка]
  12. ^ а б «История совместных роботов: от интеллектуальных подъемников до коботов» Engineering.com, 28 октября 2016 г.
  13. ^ Опубликовано в марте 2002 г. Ассоциацией робототехники.
  14. ^ «Коботы для автомобильного конвейера» Международная конференция по робототехнике и автоматизации, Детройт, Мичиган, 1999 г., стр. 728-733.
  15. ^ «Стэнли переходит на погрузочно-разгрузочные работы с приобретением Cobotics». Краны сегодня. 2 апреля 2003 г.
  16. ^ «Интеллектуальные вспомогательные устройства: революционная технология для обработки материалов» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-01-05. Получено 2016-05-29.
  17. ^ «Легкий робот DLR III». Архивировано из оригинал на 2016-11-14. Получено 2016-09-16.
  18. ^ "История DLR LWR". 2018-03-17.
  19. ^ «Краткая история совместных роботов» Engineering.com, 19 мая 2016 г.
  20. ^ «Коллаборативный промышленный робот-манипулятор UR10 - Полезная нагрузка до 10 кг». www.universal-robots.com.
  21. ^ «Кинематическое моделирование, проверка и реконфигурируемое представление компании Baxter» Технический документ SAE 2016-01-0334, 2016
  22. ^ «FANUC объявляет о продаже рекордных 400 000 роботов по всему миру». Корпорация FANUC America. Получено 2017-02-03.[постоянная мертвая ссылка]
  23. ^ «FANUC America представляет нового робота для совместной работы CR-35iA, предназначенного для совместной работы с людьми». Корпорация FANUC America. Получено 2017-02-03.[постоянная мертвая ссылка]
  24. ^ «Вехи истории АББ». Получено 2019-08-29.
  25. ^ Хуанг, Элейн. «Этот робот, сделанный на Тайване, привлекает международное внимание». english.cw.com.tw. Содружество. Получено 8 июля 2020.
  26. ^ Ассоциация робототехники, BSR / T15.1 марта 2020 г.
  27. ^ «ISO / TS 15066: 2016 - Роботы и роботизированные устройства - Совместные роботы». www.iso.org.
  28. ^ ISO 10218-1: 2011 Роботы и робототехнические устройства - Требования безопасности для промышленных роботов - Часть 1: Роботы. Международная организация по стандартизации (ISO)
  29. ^ ISO 10218-2: 2011 Роботы и робототехнические устройства - Требования безопасности для промышленных роботов - Часть 2: Роботизированные системы и их интеграция. Международная организация по стандартизации (ISO)
  30. ^ ISO / TS 15066: 2016 Роботы и робототехнические устройства - Совместные роботы. Международная организация по стандартизации (ISO)
  31. ^ Директива по машинному оборудованию
  32. ^ Руководство к Директиве по машинному оборудованию