多機器人協作中干涉區域設置方法探討

張馳，竇強

（大連豪森瑞德設備制造有限公司，遼寧 大連 116000）

多機器人協作中干涉區域設置方法探討

張馳，竇強

（大連豪森瑞德設備制造有限公司，遼寧 大連 116000）

工業環境中，特別是智能化日益增加的今天多機器人協作已經成為了越來越普遍的應用模式。雖然多機器人協作有很多方法，但機器人之間的共享的干涉區一直是實現多機器人協作的技術難點，也是保證設備正常運行和保證人身及設備安全的重中之重。文章就機器人協作中的干涉區設置進行了一種有效的可行性探討。

機器人；協作；干涉區

KCLC NO.:U466Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)03-57-02

前言

當一個工位上存在多臺機器人時，其中一臺機器人的路徑可能與其他機器人的路徑存在干涉區域。干涉區的設置是為了防止一臺機器人的路徑區域中由于另外一臺機器人進入而引起碰撞。如果合理設置干涉區，可以增加空間公用效率，從而減少工位工時CycleTime。防止碰撞的功能主要是通過PLC來控制特定IO輸出以及設定的路線來實現的。

1、設置干涉區

每臺機器人可以預先設定6個干涉區，建議根據現場布局對機器人的序號進行命名，如R1到R6命名方式。當機器人R5和機器人R3之間有干涉區時，當機器人R5要進入干涉區之前的某點時，機器人R5需調用程序“Enter Interference Zone 3”，一旦機器人R5離開干涉區時需調用程序“Exit Interference Zone 3”。

設定機器人干涉區時需考慮到工時，所以在設定干涉區時，盡量縮小原先工時最長的機器人在干涉區等待的時間。

2、干涉區規范

1） Home點不能在干涉區內；

2）需要避免兩個機器人之間有多個干涉區；

3）盡可能的將可能干涉的機器人的序號作為干涉區號；

4）如果一個機器人與兩個有相同序號的機器人互相干涉，那么與下游機器人的干涉區用后一個可用的編號（參見圖1的10R2zone2/10R3zone3與5R1/10R1關系）；

5）編程者需要在調用干涉區的程序中加入注釋，以說明機器人序號和干涉區號。

圖1 干涉區號設置

3、干涉區的實施步驟

單獨為每臺機器人編程，盡可能的減少與工位內其他機器人的干涉區；單獨的運行每臺機器人，重點關注需要干涉區的區域；確定每臺機器人進出干涉區的位置，并在程序中加入適當的程序說明。

3.1 設置進入信號

運行R2機器人到進入預計干涉區前的路徑點；

運行R4機器人通過其所有路徑。如果仍存在干涉區，則將R2機器人往回移動一個路徑點，直到R4可以沒有干涉的通過所有路徑；

將該點設置為R2機器人“EnterInterferenceZone4”的信號點。

3.2 設置離開信號

圖2 干涉區點設置以及測試

運行R2機器人到離開預計干涉區前的路徑點；

運行R4機器人通過其所有路徑。如果仍存在干涉區，則將R2機器人往后移動一個路徑點，直到R4可以沒有干涉的通過所有路徑；

將該點設置為R2機器人“ExitInterferenceZone4”的信號點。

4、干涉區測試

編程人員需要驗證PLC邏輯的正確性。PLC邏輯中需要加入干涉區信號的互鎖。

4.1 測試R2機器人

運行R2機器人到與R4機器人的干涉區內，然后停止程序運行。

運行R4機器人至調用“EnterInterferenceZone 2”處，此時機器人會停止運動，等待PLC發出的干涉區可進入信號；

繼續運行R2機器人程序，一旦R2機器人執行了“ExitInterferenceZone4”程序，R4機器人將接收到PLC的輸入信號并可以繼續運行程序。

4.2 測試R4機器人

運行R4機器人到與R2機器人的干涉區內，然后停止程序運行。

運行R2機器人至調用“EnterInterferenceZone 4”處，此時機器人會停止運動，等待PLC發出的干涉區可進入信號；

繼續運行R4機器人程序，一旦R4機器人執行了“ExitInterferenceZone2”程序，R2機器人將接收到PLC的輸入信號并可以繼續運行程序。

5、結語

對于多機器人協作的研究有利于工業智能化的發展，同時，多機器人協作中的干涉區問題的處理關系到產品可靠性、生產安全性等問題，是工業自動化及工業4.0的基礎問題，是所有設計者應該重點考慮的問題。

[1] 多移動機器人協同原理與技術.蔡自興等著.國防工業出版社.2011年2月.

[2] 機器人技術手冊.日本機器人協會（宗光華、程軍實等譯）.

[3] 工業機器人典型案例精析.葉暉.機械工業出版社. 2013年6月.

Discussion on interference region setting in multi robot cooperation

Zhang Chi, Du Qiang
( Dalian howson rhett equipment manufacturing co., LTD, Liaoning Dalian 116000 )

Today, especially in the industrial environment, intelligent robots are becoming more and more popular. Although there are many methods of cooperative multi robot, but the robot sharing between interference area has been the technical difficulty of multi robot cooperation, but also to ensure the normal operation of the equipment and ensure the priority among priorities of people and equipment safety. In this paper, an effective feasibility of interference zone in robot cooperation is discussed.

Robot; Cooperation; interference area

U466

A

1671-7988 (2017)03-57-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.03.022

張馳，就職于大連豪森瑞德設備制造有限公司。