Cobots

利用安全直接的人机交互

协作机器人(cobot)是一种机器人,它可以让人类通过直接互动与机器人一起工作,而不需要传统的保护围栏。人类与合作机器人直接互动的好处是:

  • 安全执行复杂任务
  • 高的产品质量
  • 合作机器人的直观和用户友好的教学和编程

协同机器人或“智能辅助设备”的概念出现于20世纪90年代中期,来自汽车行业的研究项目和公司,协同机器人提供了通过直接接口移动人类控制下的重物的能力。这些系统确保了合作机器人的辅助能力的安全使用。多年来,合作机器人被开发出来执行的任务包括:

工业机器人的发展趋势

为什么Cobots ?

在传统的工业自动化中,机器人必须与人类的物理接触分离,以确保可靠的功能,而不会对人类操作人员造成物理伤害。在这些系统中,机器人在完全没有人类的区域或在笼子里工作。

灵活的自动化

把机器人限制在笼子里会限制它们的能力。目前的市场需要缩短交货时间和大规模定制。这些需求激发了人们对灵活和多用途的制造系统的兴趣,通过人与机器人的协作,不危及工人的安全。在灵活和协作的自动化中,协同机器人通过强度、精度和数据分析能力增强和提高人类的能力,为协同机器人的最终用户增加价值。Cobot开发的目标是:

  • 共存——与人类工作者共享工作空间,以优化流程
  • 协作——灵活的自动化处理各种需要人力参与的任务

安全系统

安全围栏是广泛采用机器人的技术障碍。协同机器人的设计是为了满足安全要求,其本质安全设计允许协同机器人与其工作空间中的对象进行安全交互(标准ISO 10218-1)。协同机器人减少了潜在碰撞时暴露的惯性,并包含柔性组件,如关节扭矩传感器,以吸收不必要的冲击的能量。此外,合作机器人开发者使用了大量的外部传感器(摄像机、激光、深度等),并融合获得的数据,以实现对人-机器人距离和手势的可靠识别。

自动驾驶的高级算法

合作机器人需要先进的算法来实现其在高混合、低产量生产环境下制造的巨大潜力。合作机器人必须能够在不熟悉的情况下执行明确的指令。协同机器人的运动规划算法允许协同机器人在已知环境中达到目标位置,而基于协同机器人移动时传感器提供的局部知识,碰撞避免算法在动态环境中实现反应性行为。

使用MATLAB®和仿真软件®开发协同机器人应用程序机器人机械手而且自主移动机器人(AMR),您可以:

  • 使用基于物理的多域建模工具设计和验证协同机器人系统
  • 使用传感器模型,如相机、激光雷达和IMU,来创建您的合作机器人如何感知环境的原型
  • 连接和控制合作机器人Kinova而且通用的机器人使用MATLAB
  • 设计协同机器人应用的逆运动学求解器、配置和路径点
  • 为你的合作机器人设计、迭代和优化运动规划和控制器
  • 为你的合作机器人应用程序建立系统逻辑模型并评估自主算法
  • 自动生成生产代码部署到协同机器人控制器和机载计算机
  • 验证您的设计需求,为模型覆盖自动生成测试用例,并在整个开发过程中提高设计的质量
  • 生成所需的报告和工件,以满足行业标准,例如IEC 61508ISO 26262,做- 178


参见:机器人的MATLAB和Simulink机器人操纵器的MATLAB和Simulink机器人系统工具箱™导航的工具箱ROS工具箱激光雷达的工具箱Simscape多体机器人编程

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