Кобот
Кобот предназначенный , или совместный робот , также известный как робот-компаньон , — это робот, для прямого взаимодействия человека и робота в общем пространстве или там, где люди и роботы находятся в непосредственной близости. Приложения коботов контрастируют с традиционными приложениями промышленных роботов , в которых роботы изолированы от контакта с человеком или люди защищены роботизированными техническими жилетами . [1] [2] Безопасность коботов может зависеть от легких конструкционных материалов, закругленных краев и внутреннего ограничения скорости и силы, а также от датчиков и программного обеспечения, обеспечивающих безопасное поведение. [3] [4]
Использование
[ редактировать ]
Международная федерация робототехники (IFR), [5] глобальная отраслевая ассоциация производителей роботов и национальные ассоциации роботов признают две основные группы роботов: промышленные роботы, используемые в автоматизации, и сервисные роботы для бытового и профессионального использования. Сервисных роботов можно считать коботами, поскольку они предназначены для работы вместе с людьми. Промышленные роботы традиционно работали отдельно от людей за заборами или другими защитными барьерами, но коботы устраняют это разделение.
Коботы могут иметь множество применений: от информационных роботов в общественных местах (пример сервисных роботов) до [6] логистические роботы, которые транспортируют материалы внутри здания, [7] до промышленных роботов, которые помогают автоматизировать неэргономичные задачи, такие как помощь людям в перемещении тяжелых деталей, подача машин или операции сборки.
IFR определяет четыре уровня сотрудничества между промышленными роботами и людьми: [8]
- Сосуществование: человек и робот работают рядом друг с другом без ограждения, но и без общего рабочего пространства.
- Последовательное сотрудничество: человек и робот активны в общем рабочем пространстве, но их движения являются последовательными; они не работают над частью одновременно.
- Сотрудничество: робот и человек одновременно работают над одной и той же деталью, оба находятся в движении.
- Отзывчивое сотрудничество: робот реагирует в режиме реального времени на движение человека-работника.
Сегодня в большинстве промышленных применений коботов кобот и человек-работник занимают одно и то же пространство, но выполняют задачи независимо или последовательно (совместное существование или последовательное сотрудничество). Кооперация или отзывчивое сотрудничество в настоящее время встречаются реже.
История
[ редактировать ]Коботы были изобретены в 1996 году Дж. Эдвардом Колгейтом и Майклом Пешкиным. [9] профессора Северо-Западного университета . Их патент в США под названием «Коботы». [10] описывает «аппарат и способ прямого физического взаимодействия человека и манипулятора общего назначения, управляемого компьютером».Изобретение стало результатом инициативы General Motors 1994 года, возглавляемой Прасадом Акеллой из Центра робототехники GM, и исследовательского гранта Фонда General Motors 1995 года , направленного на поиск способа сделать роботов или роботоподобное оборудование достаточно безопасным для совместной работы с людьми. [11]
Первые коботы обеспечивали безопасность человека, не имея внутреннего источника движущей силы . [12] Вместо этого движущую силу обеспечивал человек-работник. [13] Функция кобота заключалась в том, чтобы обеспечить компьютерное управление движением путем перенаправления или управления полезной нагрузкой совместно с человеком-работником. Позже коботы также стали обеспечивать ограниченную движущую силу. [14] General Motors и отраслевая рабочая группа использовали термин «Интеллектуальное вспомогательное устройство» (IAD) в качестве альтернативы коботу, 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» [15] Целью проекта было улучшение промышленной обработки материалов и операций по сборке автомобилей. [16]
Кобот-компании
[ редактировать ]Коботики , [17] компания, основанная в 1997 году Колгейтом и Пешкиным, выпустила несколько моделей коботов, используемых при окончательной сборке автомобилей. [18] [14] Эти коботы относились к адаптивному сотрудничеству типа IFR и использовали 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. [12] Этот легкий робот с компьютерным управлением стал результатом длительного сотрудничества с институтом Немецкого аэрокосмического центра . [19] Компания KUKA еще больше усовершенствовала эту технологию, выпустив KUKA LBR 4 в 2008 году и KUKA LBR iiwa в 2013 году. [20]
Компания Universal Robots выпустила своего первого кобота UR5 в 2008 году. [21] Этот кобот может безопасно работать вместе с сотрудниками, устраняя необходимость в защитных ограждениях или ограждениях. Новый робот помог начать эру гибких, удобных и экономичных совместных роботов. [12] В 2012 году компания Universal Robots выпустила кобота UR10. [22] а в 2015 году они выпустили UR3 меньшего размера и с меньшей полезной нагрузкой.
Rethink Robotics выпустила промышленного кобота Бакстера в 2012 году. [23] и меньший по размеру и более быстрый коллаборативный робот Sawyer в 2015 году, предназначенный для выполнения высокоточных задач. [24]
С 2009 по 2013 год четыре робота CoBot, которые были спроектированы, построены и запрограммированы исследовательской группой CORAL в Университете Карнеги-Меллона , преодолели более 130 километров автономного перемещения по зданиям. [25]
ФАНУК [26] выпустила своего первого коллаборативного робота в 2015 году — FANUC CR-35iA. [27] с тяжелой полезной нагрузкой 35 кг. [28] С тех пор FANUC выпустила небольшую линейку совместных роботов, включая FANUC CR-4iA, CR-7iA и версию с длинной рукой CR-7/L, а также полную линейку стандартных коботов, включая CRX-5iA, CRX-10iA. , CRX-10iA/L, CRX-20iA, CRX-20iA/L и CRX-30iA. Они также являются первой компанией в мире, которая выпустила первого кобота с взрывозащищенным классом, используемого при покраске и других опасных средах, таких как погрузка боеприпасов или работа в зонах, где требуется взрывозащищенное оборудование. [29]
Компания ABB выпустила YuMi в 2015 году. [30] первый коллаборативный двурукий робот. В феврале 2021 года выпустили GoFa, [31] имевший полезную нагрузку 5 кг.
По состоянию на 2019 год лидером рынка была Universal Robots, за ней следовала Techman Robot Inc. [32] Techman Robot Inc. — производитель коботов, основанный Quanta в 2016 году. Он базируется в технологическом парке Хва Я в Таоюане.
В 2020 году рынок промышленных коботов ежегодно рос на 50 процентов. [12]
В 2022 году компания Collaborative Robotics ( co.bot ) была основана Брэдом Портером, бывшим вице-президентом и заслуженным инженером подразделения робототехники Amazon. [33]
В 2023 году Collaborative Robotics собрала серию А в размере 30 миллионов долларов, чтобы начать разработку и производство своего нового кобота. [34]
В 2023 году Гаутам Сивах и Шерил Ли продемонстрируют преобразующие применения обработки естественного языка для улучшения общения между людьми и коллаборативными роботами ( UR3e ). [35]
Стандарты и рекомендации
[ редактировать ]RIA BSR/T15.1, проект стандарта безопасности для интеллектуальных вспомогательных устройств, был опубликован Ассоциацией робототехнической промышленности , отраслевой рабочей группой, в марте 2002 года. [36]
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 стандартом безопасности роботов. национальное принятие комбинированных стандартов безопасности ISO 10218-1 и ISO 10218-2. Стандарты ISO основаны на ANSI/RIA R15.06-1999. Сопутствующий документ был разработан ISO TC299 WG3 и опубликован как Техническая спецификация ISO. /TS 15066:2016. Данная техническая спецификация охватывает совместную робототехнику – требования к роботам и интегрированным приложениям. [37] ИСО 10218-1 [38] содержит требования к роботам, в том числе с дополнительными возможностями для работы приложений для совместной работы. ИСО 10218-2:2011 [39] и ИСО/ТС 15066. [40] содержат требования безопасности как для совместных, так и для несовместных приложений роботов. Технически приложение <совместного> робота включает в себя робота, рабочий орган (установленный на манипуляторе робота или манипуляторе для выполнения задач, которые могут включать в себя манипулирование или манипулирование объектами) и заготовку (если объект обрабатывается).
Безопасность приложения для совместных роботов является проблемой, поскольку НЕТ официального термина «кобот» (в рамках стандартизации роботов). Кобот считается термином продаж или маркетинга, поскольку «совместная работа» определяется приложением. Например, робот, владеющий режущим инструментом или острой заготовкой, может быть опасен для людей. Однако тот же робот, сортирующий пенопластовую крошку, скорее всего, будет безопасен. Следовательно, оценка риска , выполняемая интегратором роботов, касается предполагаемого применения (использования). Части 1 и 2 ISO 10218 основаны на оценке рисков (согласно ISO 12100). В Европе действует Директива по машинному оборудованию , однако робот сам по себе является частичной машиной. Роботизированная система (робот с рабочим органом) и приложение для робота считаются законченными машинами. [41] [42]
См. также
[ редактировать ]- Air-Cobot — коллаборативный мобильный робот для проверки самолетов
- Автоматизированный управляемый автомобиль
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Я, Кобот: Будущее сотрудничество человека и машины» . Производитель . Проверено 18 января 2024 г.
- ^ Винсент, Джеймс (21 января 2019 г.). «Работники склада Amazon получают защитные пояса, защищающие от роботов» . Грань . Проверено 18 января 2024 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 августа 2019 г. Проверено 23 августа 2019 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ ISO 10218-1: 2011, ISO 10218-2: 2011, ISO / TS 15066: 2015.
- ^ ifr.org
- ^ «ОШ-боты из инновационных лабораторий Лоу» . Ютуб .
- ^ «Мобильные роботы для здравоохранения – фармация, лаборатории, питание и EVS» .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 августа 2019 г. Проверено 23 августа 2019 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Механическое преимущество — два инженера Северо-Западного университета разрабатывают коботов — машины, которые, в отличие от роботов, взаимодействуют с рабочими, не вытесняя их» . Чикаго Трибьюн . 11 декабря 1996 г.
- ^ Патент США «Коботы» № 5 952 796, подан в 1997 г.
- ^ Тереско, Джон (21 декабря 2004 г.). "А вот и коботы!" . Промышленная неделя .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Хэнд, Софи (26 февраля 2020 г.). «Краткая история коллаборативных роботов» . www.mhlnews.com . Проверено 13 мая 2022 г.
- ^ Пешкин, М.А.; Колгейт, Дж. Э.; Ваннасуфопразит, В.; Мур, Калифорния; Гиллеспи, РБ; Акелла, П. (2001). «Коботская архитектура» . Транзакции IEEE по робототехнике и автоматизации . 17 (4): 377–390. дои : 10.1109/70.954751 . S2CID 13335845 . Архивировано из оригинала 2 июня 2020 года . Проверено 16 октября 2021 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «История коллаборативных роботов: от интеллектуальных систем подъема до коботов» Engineering.com, 28 октября 2016 г.
- ^ Опубликовано в марте 2002 г. Ассоциацией робототехнической промышленности.
- ^ «Коботы для автомобильной сборочной линии», Международная конференция по робототехнике и автоматизации, Детройт, Мичиган, 1999, стр. 728-733.
- ^ «Стенли переходит в сферу обработки материалов после приобретения Cobotics» . Краны сегодня . 2 апреля 2003 г.
- ^ «Интеллектуальные вспомогательные устройства: революционная технология погрузочно-разгрузочных работ» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 января 2017 г. Проверено 29 мая 2016 г.
- ^ «Легкий робот DLR III» . Архивировано из оригинала 14 ноября 2016 г. Проверено 16 сентября 2016 г.
- ^ «История ДЛР ЛВР» . 17 марта 2018 г.
- ^ «Краткая история коллаборативных роботов» Engineering.com, 19 мая 2016 г. [ мертвая ссылка ]
- ^ «Коллаборативный промышленный робот-манипулятор UR10 – Грузоподъемность до 10 кг» . www.universal-robots.com .
- ^ «Кинематическое моделирование, проверка и реконфигурируемое представление Baxter» Технический документ SAE 2016-01-0334, 2016 г.
- ^ «Знакомьтесь, Сойер, невероятно крутой новый робот с лицом» . ВРЕМЯ . 19 марта 2015 г. Проверено 26 апреля 2024 г.
- ^ Бисвас, Джойдип; Велозу, Мануэла М. (2013). «Локализация и навигация коботов при долгосрочном развертывании» . Международный журнал исследований робототехники . 32 (14): 1679–1694. дои : 10.1177/0278364913503892 . S2CID 2152887 .
- ^ «FANUC объявляет о рекордных 400 000 проданных роботах по всему миру» . Американская корпорация ФАНУК . Проверено 3 февраля 2017 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «ФАНУК» (PDF) .
- ^ «FANUC America представляет нового коллаборативного робота CR-35iA, предназначенного для работы вместе с людьми» . Американская корпорация ФАНУК . Проверено 3 февраля 2017 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Робот FANUC» (PDF) .
- ^ «Исторические вехи АББ» . Архивировано из оригинала 25 марта 2016 г. Проверено 29 августа 2019 г.
- ^ «GoFa™ CRB 15000 Идите далеко с вашей новой рукой помощи» . Глобальная группа АББ . Проверено 26 ноября 2021 г.
- ^ Хуанг, Элейн. «Этот робот, сделанный в Тайване, привлекает международное внимание» . english.cw.com.tw . Общее богатство . Проверено 8 июля 2020 г.
- ^ «Бывший вице-президент Amazon Robotics Брэд Портер переходит на сотрудничество» . ТехКранч . 14 июня 2022 г. Проверено 21 марта 2024 г.
- ^ «Коллаборативная робототехника привлекает 30 миллионов долларов на разработку и внедрение «нового кобота» » . ТехКранч . 26 июля 2023 г. Проверено 21 марта 2024 г.
- ^ Сивах, Гаутам; Ли, Шерил (12 декабря 2023 г.). «Улучшение взаимодействия человека-кобота с помощью обработки естественного языка» . 2023 IEEE 4-я Международная многопрофильная конференция по инженерным технологиям (IMCET) . IEEE. стр. 21–26. дои : 10.1109/IMCET59736.2023.10368263 . ISBN 979-8-3503-1382-6 . S2CID 266600549 .
- ^ Ассоциация робототехнической промышленности, BSR/T15.1, март 2020 г.
- ^ «ISO/TS 15066:2016 – Роботы и роботизированные устройства. Коллаборативные роботы» . www.iso.org .
- ^ ISO 10218-1:2011 Роботы и роботизированные устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 1: Роботы. Международная организация по стандартизации (ISO)
- ^ ISO 10218-2:2011 Роботы и роботизированные устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Роботизированные системы и интеграция. Международная организация по стандартизации (ISO)
- ^ ISO/TS 15066:2016 Роботы и роботизированные устройства. Коллаборативные роботы. Международная организация по стандартизации (ISO)
- ^ Директива по машинному оборудованию
- ^ Руководство по Директиве по машинному оборудованию