จะเพิ่มประสิทธิภาพการวางแผนเส้นทางของหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน 6 แกนได้อย่างไร?

หากคุณกำลังอ่านข้อความนี้ อาจเป็นไปได้ว่าคุณใช้เวลามากเกินไปในการแก้ไขปัญหาการวางแผนเส้นทางหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานหกแกน โดยดูบอทของคุณสิ้นเปลืองพลังงาน พลาดรอบเวลา หรือติดขัดกลางงาน เนื่องจากเส้นทางจากจุด A ไปยังจุด B เป็นถนนที่คดเคี้ยวมากกว่าเส้นทางตรงที่ชาญฉลาด ในฐานะซัพพลายเออร์ของผู้ปฏิบัติงานเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้ ฉันได้เห็นโดยตรงแล้วว่าการวางแผนเส้นทางที่ไม่ดีสามารถทำลายโครงการได้อย่างไร เราได้รับโทรศัพท์จากผู้ผลิตที่คิดว่า CR920 ของตนมีประสิทธิภาพต่ำกว่ามาตรฐาน เพียงแต่กลับพบว่าเส้นทางของมันได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อ "ความปลอดภัย" แทนที่จะเป็นความเร็วและประสิทธิภาพ หากคุณอยู่ในเรือลำนั้น เรามาดูรายละเอียดวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการวางแผนเส้นทางโคบอทหกแกนโดยไม่ทำให้ซับซ้อนเกินไป

ก่อนอื่น เรามาทำความเข้าใจกันก่อนว่า การวางแผนเส้นทางสำหรับโคบอทหกแกนไม่ใช่แค่การเดินทางจากจุด X ไปยังจุด Y เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับการบัญชีสำหรับทุกข้อต่อ น้ำหนักบรรทุก และตัวแปรสภาพแวดล้อมที่ทำให้โคบอทของคุณมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว หุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกันต่างจากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่อาศัยอยู่ในกรง โดยต้องทำงานโดยใช้มนุษย์ ชิ้นส่วน และบางครั้งอุปกรณ์ที่มีอยู่ของคุณ ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพจึงต้องสร้างสมดุลระหว่างความเร็ว ความปลอดภัย และการใช้พลังงาน ฉันขอยืนยันว่าข้อผิดพลาดที่ใหญ่ที่สุดที่ฉันเห็นลูกค้าทำคือการผิดนัดไปตามเส้นทางในตัวของโคบอท แทนที่จะปรับแต่งให้เหมาะกับงานเฉพาะของพวกเขา ตัวอย่างเช่น งานหยิบและวางที่ใช้งานได้ดีบนเครื่องจำลองอาจกลายเป็นงานที่เชื่องช้าและสิ้นเปลืองพลังงานมากในโรงงาน เนื่องจากคุณไม่ได้ปรับน้ำหนักบรรทุก 5 กก. ของชิ้นส่วนที่คุณกำลังเคลื่อนย้าย

เริ่มจากพื้นฐานกันก่อน: การปรับพารามิเตอร์จลนศาสตร์ โคบอทหกแกนมีข้อต่อหกข้อ โดยแต่ละข้อมีระยะ การจำกัดความเร็ว และความเร่งของตัวเอง หากคุณเพียงใช้ขีดจำกัดร่วมเริ่มต้น คุณจะทิ้งประสิทธิภาพไว้บนโต๊ะ ตัวควบคุมโคบอทส่วนใหญ่ให้คุณปรับ "การปรับขนาดความเร็วข้อต่อ" และ "การเร่งความเร็วให้ราบรื่น" แต่คนส่วนใหญ่กลับตั้งค่าไว้และลืมมันไป ประเด็นสำคัญอยู่ที่: อัตราเร่งที่สูงขึ้นไม่ได้ดีกว่าเสมอไป หากเส้นทางของคุณมีการเลี้ยวแคบ การเร่งความเร็วในการหมุนสูงเกินไปอาจทำให้บอทกระตุก ซึ่งไม่เพียงแต่เปลืองพลังงานเท่านั้น แต่ยังทำให้ข้อต่อตึงเมื่อเวลาผ่านไปอีกด้วย เรามีลูกค้าที่ลดรอบเวลาลง 15% เพียงหมุนด้วยความเร่งต่อข้อต่อ แทนที่จะใช้การตั้งค่าส่วนกลาง สำหรับโคบอทซีรีส์ CR (เช่นหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน CR1400) นี่คือตัวเปลี่ยนเกม เนื่องจากการออกแบบจลนศาสตร์ช่วยให้ข้อต่อแต่ละส่วนเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระโดยไม่ทำให้เสถียรภาพโดยรวมลดลง เฟรมน้ำหนักเบาของ CR1400 สร้างขึ้นเพื่อการปรับแต่งแบบละเอียด ดังนั้นคุณจึงไม่จำเป็นต้องประนีประนอมกับความแข็งแกร่งเพื่อให้ได้เส้นทางที่ดีขึ้น

ถัดไป: การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางที่ใช้งานได้จริง (ไม่ใช่ ไม่ใช่การตั้งค่าพื้นฐาน) ช่วงเวลาที่เลวร้ายที่สุดของการวางแผนเส้นทางโคบอทส่วนใหญ่มาจาก "การหยุดแบบสุ่ม" เมื่อบอทคิดว่าอยู่ใกล้มนุษย์ หรือกระแทกเข้ากับส่วนที่ซ่อนอยู่ในเครื่องจักรของคุณ อัลกอริธึมการหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางทั่วไปนั้นมีขนาดเดียวพอดี แต่หากคุณแมปพื้นที่ทำงานของคุณอย่างถูกต้อง คุณสามารถปรับเส้นทางให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางในเชิงรุก แทนที่จะโต้ตอบกับสิ่งเหล่านั้น โดยมีวิธีการดังต่อไปนี้: ใช้ Teach Pendant ของโคบอทเพื่อบันทึกสิ่งกีดขวางที่อยู่กับที่ทั้งหมด (สายพานลำเลียง สถานีงาน แม้แต่สายไฟ) ในพื้นที่ทำงาน ตัวควบคุมโคบอทหกแกนที่ทันสมัยที่สุดให้คุณนำเข้าแผนที่นี้ ดังนั้นผู้วางแผนเส้นทางจึงสามารถคำนวณเส้นทางที่ข้ามสิ่งกีดขวางเหล่านั้นก่อนที่บอทจะเริ่มเคลื่อนไหว สำหรับสิ่งกีดขวางแบบไดนามิก (เช่น มนุษย์ที่ทำงานอยู่ใกล้ๆ) ให้ตั้งค่าโซนความปลอดภัยแบบกำหนดเอง แทนที่จะสร้างลูกโป่งขนาด 1 เมตรรอบๆ บอททั้งหมด ให้สร้างโซนที่เล็กลงใกล้กับจุดเครื่องมือที่เกิดการสัมผัสจริง ด้วยวิธีนี้ บอทจะไม่ชะลอความเร็วเมื่อมนุษย์ยืนอยู่ห่างออกไป 2 เมตร ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพเส้นทางเพิ่มขึ้นโดยไม่กระทบต่อความปลอดภัย เราได้เห็นการทำงานนี้เป็นอย่างดีกับรุ่นประหยัดพลังงานเช่นหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน CR920 ประหยัดพลังงานเนื่องจากการหลีกเลี่ยงการหยุดโดยไม่จำเป็นจะเป็นการลดการใช้พลังงาน การออกแบบมอเตอร์ของ CR920 ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดพลังงานที่ไม่ได้ใช้งาน ดังนั้นเมื่อเส้นทางของคุณหลีกเลี่ยงการหยุดกะทันหัน คุณจะประหยัดได้มากขึ้น

จากนั้นจะมีการวางแผนการเคลื่อนไหวสำหรับน้ำหนักบรรทุกและเครื่องมือ นี่เป็นจุดบอดที่พบบ่อยมาก เส้นทางของโคบอทจะเปลี่ยนไปโดยสิ้นเชิง ขึ้นอยู่กับเครื่องมือที่มันถืออยู่และน้ำหนักบรรทุกที่หนักแค่ไหน ตัวอย่างเช่น มือจับที่มีน้ำหนัก 2 กก. จะเปลี่ยนจุดศูนย์ถ่วง (CoG) ของเอนด์เอฟเฟกต์เตอร์ ซึ่งหมายความว่าข้อต่อจะต้องทำงานหนักขึ้นจึงจะเคลื่อนที่ได้ หากคุณไม่อัปเดตเครื่องมือวางแผนเส้นทางด้วย CoG ใหม่ คุณจะได้รับการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอ การใช้พลังงานที่สูงขึ้น และความแม่นยำลดลงด้วยซ้ำ การแก้ไขนั้นง่ายดาย: เมื่อคุณเปลี่ยนเครื่องมือหรือเพย์โหลด ให้ดำเนินการสอบเทียบ CoG อย่างรวดเร็วบนโคบอท โมเดลหกแกนส่วนใหญ่ เช่นหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน CR620 ประหยัดพลังงานมีฟังก์ชันการสอบเทียบด้วยการแตะเพียงครั้งเดียวสำหรับสิ่งนี้ เรามีลูกค้ารายหนึ่งที่สลับระหว่างมือจับสุญญากาศขนาด 3 กก. และมือจับเชิงกลขนาด 5 กก. และพบว่าเวลาในเส้นทางเพิ่มขึ้น 20% จนกระทั่งพวกเขาทำการสอบเทียบ CoG ทันใดนั้น เส้นทางของพวกเขาก็ราบรื่นขึ้น การใช้พลังงานลดลง และพวกเขาไม่จำเป็นต้องสอนใหม่ทุกจุด ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกที่ยืดหยุ่นของ CR620 ทำให้เหมาะสำหรับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วประเภทนี้ ดังนั้นการปรับเส้นทางให้เหมาะสมสำหรับเครื่องมือต่างๆ จึงไม่รู้สึกเหมือนเป็นงานที่น่าเบื่อ

เดี๋ยวเรามาพูดถึงความเรียบเนียนกันดีกว่า ไม่ ฉันไม่ได้หมายถึงการขับรถบนถนนเรียบ แต่ฉันหมายถึงวิถีของเส้นทาง โคบอทหกแกนเคลื่อนที่ในเส้นทางเชิงเส้นหรือตามข้อต่อ แต่เส้นทางเชิงเส้น (การเคลื่อนที่ตรงจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง) จะมีประสิทธิภาพมากกว่าหากไม่ต้องการการหมุนข้อต่อที่แหลมคม เส้นทางที่ใช้ข้อต่ออาจดูสุ่ม แต่มักส่งผลให้มีการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นขึ้น เนื่องจากจะให้ความสำคัญกับระยะตามธรรมชาติของข้อต่อแต่ละข้อ เส้นทางที่แย่ที่สุดคือเส้นทางที่สลับระหว่างการเคลื่อนไหวเชิงเส้นและการเคลื่อนไหวร่วมระหว่างงาน ส่งผลให้บอทเซถลา คอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่มีการตั้งค่า "การปรับให้เรียบ" ซึ่งช่วยให้คุณปรับระยะที่บอทติดตามเวย์พอยท์ได้ใกล้แค่ไหน หากคุณเหวี่ยงสูงเกินไป คุณจะมีเส้นทางขรุขระ ต่ำเกินไป และคุณจะเพิ่มระยะทางที่ไม่จำเป็นให้กับเส้นทาง เราขอแนะนำให้ตั้งค่าเป็นค่าระหว่าง 5-15% สำหรับงานส่วนใหญ่ แต่ให้ทดสอบกับโคบอทเฉพาะของคุณ สำหรับการเข้าถึงที่ยาวขึ้นเช่นหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน CR1600การปรับวิถีวิถีให้เรียบมีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากแขนยาวมีแนวโน้มที่จะโยกเยกได้หากเส้นทางขรุขระ ระยะยืดขยายของ CR1600 ได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาเสถียรภาพแม้ในเส้นทางที่ราบรื่นและได้รับการปรับปรุง ดังนั้นคุณจึงไม่ต้องกังวลเรื่องความแม่นยำเมื่อปรับแต่งการตั้งค่านั้น

เคล็ดลับอีกอย่างหนึ่งที่ประเมินต่ำเกินไป: การใช้การจำลองก่อนการปรับใช้ ฉันรู้ ฉันรู้- "การจำลองต้องใช้เวลา!" แต่คุณใช้เวลาเท่าไหร่ในการแก้ไขเส้นทางที่ใช้งานไม่ได้บนพื้น? ซัพพลายเออร์โคบอทแบบหกแกนส่วนใหญ่เสนอเครื่องมือจำลองที่ช่วยให้คุณสามารถป้อนพื้นที่ทำงาน น้ำหนักบรรทุก และงานของคุณ จากนั้นทดสอบแผนเส้นทางต่างๆ โดยไม่ต้องย้ายชิ้นส่วนแม้แต่ชิ้นเดียว ซึ่งช่วยให้คุณมองเห็นการชน ความไร้ประสิทธิภาพ หรือข้อต่อที่รับน้ำหนักมากเกินไป ก่อนที่คุณจะแกะกล่องหุ่นยนต์ด้วยซ้ำ ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังตั้งค่างานเชื่อม การจำลองสามารถแสดงให้คุณเห็นว่าเส้นทางใดเส้นทางหนึ่งจะทำให้ข้อต่อ 3 มีความตึงเครียดมากเกินไป ดังนั้นคุณจึงสามารถปรับจุดอ้างอิงล่วงหน้าได้ แทนที่จะแก้ไขปัญหาในวันแรก เราได้เห็นลูกค้าลดเวลาในการปรับใช้ลง 30% เพียงใช้การจำลอง และสำหรับงานที่มีปริมาณมาก นั่นก็จะกลายเป็นเงินจริง ที่หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน CR1300ผสานรวมอย่างลงตัวกับซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์ทั่วไป ดังนั้นคุณจึงสามารถปรับแต่งเส้นทางจากคอมพิวเตอร์ของคุณได้ก่อนที่หุ่นยนต์จะมาถึงด้วยซ้ำ

ตอนนี้ เราจะมากล่าวถึงการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานโดยเฉพาะ เนื่องจากนั่นคือจุดขายที่สำคัญสำหรับโคบอทของเรา และการวางแผนเส้นทางเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการลดการใช้พลังงาน เราได้วัดว่าการวางแผนเส้นทางที่ไม่ดีสามารถทำให้โคบอทหกแกนใช้พลังงานมากกว่าที่จำเป็นถึง 30% ยังไง? ด้วยการหยุดโดยไม่จำเป็น การเลี้ยวหักศอก หรือการเคลื่อนไหวของข้อต่อที่ไม่มีประสิทธิภาพ การแก้ไขที่เราพูดถึงก่อนหน้านี้ - เส้นทางที่ราบรื่นยิ่งขึ้น การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง การปรับเทียบ CoG - ทั้งหมดนี้ลดการใช้พลังงานโดยตรง ตัวอย่างเช่น รุ่นประหยัดพลังงานของเรา (CR920 และ CR620) มีมอเตอร์ที่ปรับให้เข้ากับโหลด ดังนั้นเมื่อเส้นทางของคุณได้รับการปรับให้เหมาะสม มอเตอร์จะไม่ทำงานหนักเกินความจำเป็น นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมโมเดลเหล่านี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตขนาดเล็กถึงขนาดกลางที่ต้องการประหยัดทั้งค่าแรงและพลังงาน หากคุณต้องการลดต้นทุนการดำเนินงาน การวางแผนเส้นทางให้เกิดประโยชน์สูงสุดคือขั้นตอนแรก และสายการประหยัดพลังงานของเราจะทำให้การวางแผนเส้นทางนั้นง่ายยิ่งขึ้นไปอีก

เดี๋ยว เรามาทำความเข้าใจกันดีกว่า แล้วข้อผิดพลาดทั่วไปที่ผู้คนทำกันล่ะ? ฉันเคยเห็นลูกค้าพยายามปรับเส้นทางให้เหมาะสมด้วยตนเองโดยขยับทุกจุดอ้างอิง 1 ซม. และนั่นใช้ได้กับงานง่ายๆ แต่สำหรับงานที่ซับซ้อน (เช่น การบรรจุหีบห่อหรือการประกอบ) นั่นจะทำให้เสียเวลา ข้อผิดพลาดอีกประการหนึ่ง: การเพิกเฉยต่ออัลกอริธึมการวางแผนเส้นทางในตัวของโคบอท ไม่ คุณไม่จำเป็นต้องเขียนโค้ดเส้นทางที่กำหนดเองตั้งแต่ต้น โคบอทหกแกนที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีเครื่องมือวางแผนเส้นทางขั้นสูงที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ แต่คุณต้องป้อนข้อมูลที่ถูกต้องให้พวกเขา ตัวอย่างเช่น หากคุณไม่ป้อนน้ำหนักบรรทุกจริงของคุณ ตัววางแผนเส้นทางจะใช้การตั้งค่าน้ำหนักที่ต่ำกว่าตามค่าเริ่มต้น ส่งผลให้การเคลื่อนไหวไม่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ อย่าลืมอัปเดตการวางแผนเส้นทางทุกครั้งที่คุณเปลี่ยนขั้นตอนการทำงาน หากคุณจัดเรียงเวิร์กสเตชันของคุณใหม่ หรือเปลี่ยนส่วนที่คุณกำลังเคลื่อนย้าย เส้นทางเก่าจะไม่ทำงานอีกต่อไป เราขอแนะนำให้ทำการตรวจสอบเส้นทางทุกๆ 3 เดือน หรือหลังจากการเปลี่ยนแปลงสำคัญใดๆ ในพื้นที่ทำงานหรืองานของคุณ

ดังนั้น รวบรวมทั้งหมดเข้าด้วยกัน: ปรับพารามิเตอร์จลนศาสตร์ให้เหมาะสม สร้างแผนที่สิ่งกีดขวางในเชิงรุก ปรับเทียบ CoG สำหรับน้ำหนักบรรทุก/เครื่องมือ ใช้วิถีที่ราบรื่น ทดสอบในการจำลอง และปรับแต่งการใช้พลังงาน นี่ไม่ใช่วิทยาศาสตร์จรวด แต่ให้ความสนใจกับรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ของโคบอทและงานเฉพาะของคุณ หากคุณยังคงประสบปัญหาหรืออยู่ในตลาดสำหรับหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานหกแกนตัวใหม่ที่สร้างขึ้นเพื่อการปรับให้เหมาะสมอย่างง่ายดาย เรามีโมเดลมากมายที่ปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการที่แตกต่างกัน ไม่ว่าคุณจะต้องการตัวเลือกขนาดกะทัดรัดและประหยัดพลังงานสำหรับพื้นที่ทำงานขนาดเล็ก หรือรุ่นที่มีการเข้าถึงระยะไกลสำหรับงานขนาดใหญ่ กลุ่มผลิตภัณฑ์โคบอทหกแกนของเราได้รับการออกแบบมาเพื่อทำให้การวางแผนเส้นทางง่ายขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เราใช้เวลาหลายปีในการปรับปรุงโมเดลเหล่านี้เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความเร็ว ความปลอดภัย และความง่ายในการใช้งาน ดังนั้นคุณจึงไม่ต้องประนีประนอมกับประสิทธิภาพเพื่อให้ได้โคบอทที่เหมาะกับธุรกิจของคุณ

หากคุณพร้อมที่จะหยุดจัดการกับเส้นทางที่เชื่องช้าและสิ้นเปลืองพลังงาน และเริ่มใช้ประโยชน์สูงสุดจากหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานหกแกนของคุณ เราก็สามารถช่วยได้ ทีมงานของเราทำงานร่วมกับผู้ผลิตหลายร้อยรายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการวางแผนเส้นทางสำหรับงานทุกประเภท ตั้งแต่การหยิบและวาง การประกอบ ไปจนถึงการบรรจุหีบห่อ เราสามารถตอบคำถามของคุณ อธิบายการตั้งค่าที่ดีที่สุดสำหรับรุ่นเฉพาะของคุณ หรือแม้แต่ช่วยคุณเลือกโคบอทที่เหมาะกับความต้องการของคุณ ติดต่อเราวันนี้เพื่อเริ่มการสนทนา มาทำให้โคบอทของคุณทำงานได้อย่างชาญฉลาดมากขึ้น ไม่ใช่หนักขึ้น

อ้างอิง

1. บิลลาร์ด, เอ., คราจิช, ดี. (2019) แนวโน้มและความท้าทายในการจัดการหุ่นยนต์ วิทยาการหุ่นยนต์ 4(34) eaau8414
2. สมาคมหุ่นยนต์ร่วมมือ (2022) แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการวางแผนเส้นทางสำหรับโคบอทแบบหกแกน รายงานทางเทคนิคอุตสาหกรรม
3. หลิว เอช และคณะ (2021). การวางแผนเส้นทางประหยัดพลังงานสำหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม: การทบทวนอย่างเป็นระบบ วารสารการผลิตอัจฉริยะ, 32(5), 1345-1362.
4. เอบีบี โรโบติกส์ (2023) การเพิ่มประสิทธิภาพจลนศาสตร์ของหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานหกแกน คู่มือทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์