Мощные роботы на производстве могут быть опасны для людей. Они легко могут поднимать компоненты весом 200 кг, быстро поворачивать их или перемещаться со скоростью до двух метров в секунду. Чтобы исключить какую-либо опасность для сотрудников, коллеги по стали всегда выполняли свои задачи отдельно в своих областях. Сотрудничество человека и робота было бы намного более эффективным без пространственного разделения и защитного ограждения. Но как обеспечить безопасность? Институт машиностроения и формовки Фраунгофера IWU теперь хочет найти решение для этого, которое будет показано на Ганноверской ярмарке 2017 года.
Дифференцированная концепция безопасности
Специалисты Fraunhofer разработали концепцию дифференцированной безопасности. По словам исследователей, изначально определяются разные уровни сотрудничества: чем интенсивнее люди и машины работают вместе, тем выше уровень и более строгие правила безопасности. Например, если бы робот передавал компонент людям, он двигался бы так же медленно и осторожно, как это было определено для этой стадии. Но если бы люди и роботы выполняли разные задачи и держались на расстоянии друг от друга, коллеги-роботы могли двигаться на полной скорости. В общей сложности исследователи Фраунгофера определили четыре уровня сотрудничества.
Эти этапы будут дополнены разделением общей рабочей зоны на пространственные зоны, считают исследователи. Эти зоны предназначены для указания того, насколько близко находятся люди и роботы. Самый низкий уровень различает только две зоны: зеленую и красную. Если сотрудник остается в стороне от робота, система отображает зеленую зону, робот может начать работу на полной скорости. Если человек приближается, активируется красная зона, робот немедленно останавливается. Если люди и роботы встречались, например, для обмена компонентами или инструментами, зеленая и красная зоны были добавлены для обозначения области сотрудничества. Здесь сверхмощный робот движется осторожно и на низкой скорости.
Камеры, датчики и интеллектуальные алгоритмы
Чтобы робот правильно реагировал, он должен знать положение и маршруты сотрудника в любое время. Он может «видеть» их с помощью нескольких камер: над рабочей зоной прикреплены две камеры. Они должны иметь обзор всей рабочей области и показывать текущее местоположение человека. Другая камера сидит на «голове» робота и фиксирует близкую дистанцию. Таким образом, он может узнать лицо или руку сотрудника или компонент в его руке.
Исследователи объясняют, что камеры дополнены рядом датчиков. Эти датчики предназначены для регистрации таких параметров, как положение, ускорение и сила робота, а также положение и движение людей во избежание столкновений. Интеллектуальные алгоритмы, разработанные Fraunhofer IWU, помогают оценить все эти данные. Они должны гарантировать, что поведение робота и все правила безопасности постоянно адаптируются в зависимости от соответствующей задачи и ситуации.
Успешно протестирован в лаборатории
«Наша система уже полностью функционирует и протестирована в лаборатории. Цель состоит в том, чтобы заявка была проверена торговой ассоциацией до конца года, что позволит использовать ее в промышленности », - говорит профессор Матиас Путц, директор IWU Fraunhofer.
Эту технологию уже можно испытать в виртуальной реальности с помощью очков VR. Пользователь может виртуально работать в команде с машиной. В режиме VR система уже работает на полной скорости. «Поэтому технология VR - это отличная возможность для реалистичного тестирования взаимодействия с роботом», - говорит профессор Путц. В ближайшее время специалисты Fraunhofer хотят доработать систему. «В будущем он должен иметь возможность приспособиться к поведению работника, анализируя его движения», - объясняет Путц. «Мы также работаем над распознаванием жестов. Это позволило бы людям контролировать своих стальных коллег движениями рук. Например, жестом, чтобы он вручил ему определенный инструмент ». (СП)