Även om begreppet industriella cobots går tillbaka till 1999, de flesta dagens hybrid människa-maskin monteringssystem är bara viktkompensatorer. Här presenterar vi resultat på utvecklingen av en samverkande human-robot tillverkningscell för homokinetisk ledmontering. Roboten växlar aktiva och passiva beteenden under monteringen, för att lätta belastningen på operatören i det första fallet och för att tillgodose hans/hennes behov i det senare fallet. Vår strategi kan framgångsrikt hantera direkt fysisk kontakt mellan robot och människa, och mellan robot och miljö. Dessutom kan det appliceras på standardläge (och inte vridmoment) styrda robotar, vanliga i branschen. Metoden valideras i en serie monteringsförsök. Den mänskliga arbetsbördan minskar, vilket minskar risken för belastningsskador. Dessutom visar en fullständig riskanalys att den föreslagna installationen är kompatibel med säkerhetsnormerna och kan certifieras. Ur slutanvändarens (PSA) synvinkel är två aspekter särskilt anmärkningsvärda. För det första kan den föreslagna monteringscellen omklassificeras i PSA-ergonomiskalan eftersom förarbelastningen minskas med cirka 60 %. För det andra visar en fullständig riskanalys av PSA att den föreslagna installationen är förenlig med säkerhetsnormerna och skulle kunna certifieras. Artikeln är organiserad enligt följande. Avsnitt 2 sammanfattar state-of-the-art i samverkan tillverkning, och belyser våra bidrag i samband med aktuell, relaterad forskning. I Sect. 3, Vi presenterar den riktade ansökan: kollaborativ montering av en homokinetisk joint. Den föreslagna ramen beskrivs i Sect. 4. Vad är det som händer? Ramkomponenterna (nominell banagenerering, tillträdeskontroll och säkerhetsövervakning) beskrivs därefter i följande avsnitt (respektive avsnitten 5, 6 och 7). Experimentella resultat redovisas i avsnitt 8 och sammanfattas slutligen i slutsatsen. I detta avsnitt sammanfattas den senaste tekniken inom samarbetstillverkning. Vi går först igenom den mer applikationsorienterade forskningen om samarbete mellan människa och maskin (Select. 2.1), och sedan den akademiska forskningen om fysisk människa-robot interaktion (Sect. (se avsnitt 2.2) Författarna till [3] ger en mycket rik överblick över den nya tekniken inom fordonsmontering, inklusive stödsystemen (huvudsakligen informationstekniken). De visar att massanpassning kräver hög teknisk flexibilitet, och föreslår olika konstruktioner för att klara detta, genom att integrera både automatiserad och mänsklig-baserad montering. Ett liknande perspektiv är EU:s nyligen genomförda projekt, som syftar till att integrera monteringssystem och mänskliga resurser. De viktigaste möjliggörarna, enligt författarna, är: intuitiva gränssnitt, säkra strategier och utrustning, lämpliga metoder för planering och utförande, och användning av mobila robotar, och distribuerad dator. På senare tid har USA:s konsortium för fordonsforskning genomfört en studie om genomförbarheten av inhägnade robotceller för fordonstillämpningar [5]. Studien definierar nivåerna av människa-robot samarbete beroende på cellens komplexitet, för att driva sannolikheten för ett framgångsrikt genomförande. Men som i den tidigare citerade undersökningen [2] avslöjar tidningen avsaknaden av samarbete mellan människor och roboter på hög nivå, förutom "Intelligent Lift Assistants". Även om vissa biltillverkare gradvis introducerar robotar i sin mänskliga produktionslinje [6, 7] kvarstår en avgörande fråga: hur ska en samverkande robotcell utformas? Olika forskare har undersökt detta. Papakostas m.fl. [8] diskutera de viktigaste egenskaperna hos samarbetsvilliga robotceller i fordonsmontering och tillhandahålla simulerade jämförelser av två scenarier: en konventionell svetsrobotcell och en med samarbetsvilliga robotar. Författarna till [9] bedömer fem alternativa säkerhetskonstruktioner, som omfattar både hårdvara och kontrollkonstruktion, av en människa-robot-samarbetsprototypcell för kabeluppbyggnad. Under [10] utvecklas ett nytt produktionssystem för celler med samarbete mellan människa och robot. Systemet består av tre nyckeltekniker; delar som matas med dubbla manipulatorer på en mobil bas, stöd för produktionsprocessinformation för operatören och säkerhetshantering för samarbete mellan operatör och robot. Det huvudsakliga målet för [11] är säkerheten i den gemensamma arbetscellen, i avsaknad av fysiska staket mellan människa och robot. Eftersom säkerhetsalternativen från grundläggande infraröda sensorer är begränsade, designar författarna en nätverksarkitektur av dessa sensorer, för att spåra användarpositioner, samtidigt som man undviker kollisioner. Författarna till [12] föreslår en metod för att optimera uppgiftsfördelningen mellan arbetare och robotar. Metoden valideras, med hjälp av en ABB Dual Arm Concept Robot, i ett PLC Input / Output modul monteringsscenario. Den senaste robotforskningen fokuserar på studier och karakterisering av fysisk människa-robotinteraktion (pHRI [13, 14] ). Målet är att möjliggöra ett nära samarbete mellan människa och robot, i alla service- och industriuppgifter, som kräver att människors anpassningsförmåga slås samman med robotarnas höga prestanda när det gäller precision, hastighet och nyttolast [15]. I detta sammanhang blir det nödvändigt att definiera säkerhet och tillförlitlighetsmått [16, 17, 18, 19]. Dessa kan bidra till definitionen av standarder, såsom den senaste ISO 10218-1:2011
När det gäller den första gruppen av verk, Cherubini et al. REF diskuterade ett samarbetsscenario där en människa och en robot delade uppgiften med Rzeppa homokinetisk gemensam insättning.
Collaborative manufacturing with physical human–robot interaction
{'venue': None, 'journal': 'Robotics and Computer-integrated Manufacturing', 'mag_field_of_study': ['Engineering']}