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        2021 IAS展
        工業機器人

        挖掘機技術哪家強?這次不再看藍翔

          2021年03月06日  

          01 背景

          挖掘機作為常規的工程機械,執行著繁重而艱苦的任務。由于建筑工地現場作業條件千遍萬化,充滿多樣性和不確定性,因此這類工作仍舊依靠人手操作完成。然而挖掘機操作工種無疑又苦又累,高溫日曬、塵土飛揚的戶外作業環境不但艱苦,而且也給工人的健康帶來了很大挑戰。因此位于華北的一家集成商試圖通過機械手來執行這項任務,項目的設想比較簡單——機械臂類人手,將機械臂安裝在挖掘機的駕駛艙內,通過遠程操控機械臂,來控制挖掘機的行進和作業。然而這個看似“簡單”的需求,要實施起來還真得費一番功夫。

          02 挑戰

          挖掘機的操作桿一共有4個,根據人左右手的操作習慣,一手控制2個操作桿——1個遙桿(2個自由度),1個推桿(1個自由度)。因此最直觀的方案就是用2臺機械臂替代人手,模仿現有人工操作習慣。

          這就要求機器人具備3個特點:

          其一,結構非常緊湊;操作室內空間狹小,安裝機器人的位置極為有限。

          其二,機器人的靈活性;在狹小空間內各關節有足夠的自由度,從而確保為機器人設置軌跡時沒有死點和干涉。

          其三,編程簡單,機械臂需要對搖桿和推桿的位置進行辨識,從而確保人員遠程操作時機器人能夠實時對搖桿做出全方位響應。最終,協作機器人給出了滿意的答復。

          03 解決方案

          艾利特參與了這個項目的開發和設計,2臺EC63(3kg)協作機器人,分別替代人的左右手 操作搖桿和推桿。操作人員無需坐在擁擠的挖掘機操作艙內,可在遙控艙內遠程遙控操作機器人開動挖掘機作業。在這個項目中,艾利特將遙控桿定義為255個信號位置,機械臂能夠對操縱桿移動位置進行辨識,然后根據信號輸入,精確控制移動位置,從而做到對遙操作全方位的實時響應控制。

          6關節EC63協作機器人各關節支持±360°旋轉,工作半徑624mm,自重僅為13kg。緊湊的結構和靈活的運動空間使得機器人在狹小空間工作時也游刃有余。

          值得一提的是,艾利特還為這個項目專門做了座椅設計——遙操作時由2臺機械臂帶動挖掘機工作,當人員想要進入駕駛艙操作時,可將機械臂挪動到駕駛艙后側,為駕駛員留出空間。協作機器人可與人共享操作空間的特點也保障了人機交互時的安全。

          協作機器人的加入為這類傳統工種

          帶來了想象空間和新思路

          1. 機器人換人減少人員戶外工作;

          2. 通過CAN總線通訊方式實現一個遙控艙對多臺挖掘機的控制;

          3. 使用艾利特內部運動接口,在編程過程中只需要示教操作桿上9個點位,以及推桿上的3個點位就可以完成對整個程序的編寫;

          4. 作為建筑行業開創性的嘗試,有可能復制到其他戶外作業;

          5. 安裝空間緊湊,既可以實現在自動模式下由機器人來在操作挖掘機,還可以將機器人移動到其他位置,為操作人員留出空間,從而增加了作業模式的靈活性;

          6. 協作機器人編程簡便,整個項目周期僅需2周時間!

          未來不僅僅是挖掘機

          很多傳統工種都將越來越多出現協作機器人的身影

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