A szingularitási problémák igazi kellemetlenséget okoznak a robothegesztésben. Íme 5 tipp, hogyan kerülje el őket, és biztosítsa minden alkalommal a kiváló hegesztést.
Képzelje el, hogy egy robotot használ egy vonal hegesztésére egy ívhegesztő eszközzel. A munkadarab nagy, a hegesztési vonal pedig majdnem olyan hosszú, mint a robot teljes elérhető munkaterülete. A kezdő és végpontokat beprogramozod a robotba. Ezután utasítsd, hogy hegesszen egy egyenes vonalat a két pont közé.
Megnyomja a startot a robotprogramon. A robot elindul a kiinduló helyzetbe. A hegesztőszerszám begyújt. A robot hegeszteni kezd a vonal mentén.
Eleinte úgy tűnik, minden jól megy. A robot tökéletesen egyenes vonalat követ a munkadarab széle mentén.
De aztán a sor közepén minden elromlik. A robot hirtelen lelassul, majdnem megáll. Az egyik csatlakozása 180 fok körül forog, miközben a hegesztőszerszám hegye statikus marad.
Egy nagy hegesztési varrat gyűlik össze alatta. Ezután a robot újra mozogni kezd, és folytatja a sort.
A munkadarab tönkrement. Egy csúnya hegesztési folt maradt a vonal közepén.
Mi történt? Olyan jól ment minden!
A tettes… egy szingularitás volt.
A szingularitások kellemetlenséget okoznak a robotprogramozóknak. Íme 5 tipp, hogyan kerülje el ezeket a robothegesztés során.
1. tipp: Ismerje meg a robot szingularitások alapjait
A szingularitás definíciója – matematikai értelemben – az, hogy egy egyenlet „a végtelenbe hajlik”. Amikor fizikai rendszerekkel foglalkozunk (ami a robotok), ez azt jelenti, hogy a matematika olyasmit próbál leírni, ami a való világban lehetetlen.
A szingularitások sok rendszerben felbukkanhatnak: a fekete lyukak középpontja elméletileg végtelen sűrűségű; a vízcsepp hegye elméletileg végtelenül vékony; és a hegesztőrobotunknak elméletileg végtelenül gyorsan kell mozognia, amikor eléri a hegesztési vonal közepén lévő fura pontot.
A robotprogramozás esetén a szingularitások általában kétféleképpen fordulnak elő:
- Végtelen sebesség és gyorsulás – A mozgás befejezéséhez egy vagy több robotcsuklónak végtelen sebességgel kell mozognia. Az imént leírt példában ez a helyzet. Amikor a robot egyik csuklója eléri a határt, 180 fokkal el kell fordulnia, hogy ugyanabba az irányba haladjon. Annak érdekében, hogy a hegesztőszerszám állandó sebességgel mozogjon, a kötésben lévő motornak végtelenül gyorsan kell forognia.
- Végtelen merevség — A robot olyan helyzetbe kerül, ahol az egyik működtetőelemnek végtelenül meg kell merevítenie, hogy megtartsa a robot pozícióját. Mivel ez lehetetlen, a robot elakad, amíg jobb pozícióba nem kerül. Ez gyakran megjelenik azoknál a robotoknál, amelyek lineáris aktuátorokat használnak, mint például a Stewart Platforms, ahol a platform szó szerint összeomlik egy szingularitás elérésekor (mint ebben a videóban).
2. tipp: Határozza meg a szingularitás típusát
A legtöbb hegesztési feladatot 6R robotok végzik el (6 forgó csatlakozással). Háromféle szingularitás van, amely hatással lehet az ilyen robotokra. Hasznos meghatározni, hogy milyen típusú szingularitásról van szó.
Minden típust az határozza meg, hogy melyik ízületet érinti:
- Csukló szingularitások — A robot csuklóízületeinek Z tengelyei (4. és 6. ízület) egy vonalba esnek. Ez arra készteti az egyik csuklót, hogy végtelenül gyorsan 180 fokban forogjon.
- Váll szingularitások — A robot vállízületének Z tengelye (1. ízület) a robot alapjához vagy a 4. ízülethez igazodik. Ennek eredményeként az érintett ízületek 180 fokkal végtelenül gyorsan próbálnak elpörögni.
- Könyök szingularitások — A robot túl messzire nyúlik a munkaterület széléig, aminek következtében csuklója közepe ugyanabban a síkban fekszik, mint a könyökízületei (2. és 3. ízület). Emiatt a robot elakad.
Ez a nagyszerű videó az ETS-től mindhárom egyediséget működés közben mutatja be.
Gondosan fontolja meg a hegesztési vezetékek elhelyezését a robot munkaterületén. Ne engedje át a hegesztőszerszámot olyan pontokon, amelyek miatt a robot behatolhat ezekbe a szingularitásokba.
3. tipp: Használja a megfelelő programozási megoldást
A szingularitásokat nem könnyű észrevenni a robotkódban. Nagyon normális, hogy nem veszi észre őket, amíg nem programozza a robotot, és az furcsán nem viselkedik. Addigra azonban már kivette a gyártásból a robotot, hogy újraprogramozza.
De ennek nem kell ilyennek lennie. A szingularitásokat nagyon könnyen észlelheti a megfelelő programozási megoldás használatával.
A RoboDK automatikus szingularitásérzékeléssel rendelkezik. Nem engedi beprogramozni a robotot, hogy szingularitáson haladjon keresztül. Ehelyett hasznos figyelmeztetést ad, amely azt mondja, hogy a költözés problémát jelentett volna.
Például beprogramoztam a példa hegesztési forgatókönyvet a RoboDK-ba, és azt mondta nekem: „A mozgás nem lehetséges. Az 5-ös kötés keresztezi a 0 fokot. Ez szingularitás, és nem megengedett egy lineáris mozgásnál.”
Probléma megoldódott!
4. tipp: Csak azt korlátozd, amit korlátozni kell
Néha úgy tűnik, hogy nem lehet hegesztési vonalat készíteni a szingularitás elérése nélkül. Megpróbálja áthelyezni az egész hegesztési munkát a robot munkaterületének egy másik részére, de valamilyen oknál fogva továbbra is szingularitási probléma áll fenn.
Ilyen körülmények között gyakran az a probléma, hogy túlságosan korlátozta a robotot. Például a hegesztőszerszám tájolása pontosan azonosra állítható a teljes varrat mentén. A szoftver ezután megpróbálja elkerülni a szingularitást, miközben megtartja ezt a szigorú orientációt.
Egyes hegesztési módok (pl. ívhegesztés) egy kis mozgásteret tesznek lehetővé a szerszám tájolásában. A RoboDK segítségével utasíthatja a programot, hogy adjon némi szabadságot a megoldónak az eszköz elforgatására, ha szükséges. Ehhez tekintse meg a dokumentáció Optimalizálási paraméterek című részét.
5. tipp: Kérjen segítséget, ha szüksége van rá
Az egyik legfrusztrálóbb dolog a szingularitási problémákkal kapcsolatban, hogy nehéz lehet megoldani őket, különösen akkor, ha csak nemrégiben kezdett el robotokat használni a hegesztési feladatokhoz.
Ha elakad egy probléma, a legjobb, ha segítséget kér.
Hol kell segítséget kérni? A RoboDK fórumban!
Fórumunk a legjobb hely a hegesztési szingularitás problémáinak megoldására. Csak tegye fel kérdését az általános fórumba, és mi segítünk.