Коботы устанавливают кабельные стяжки

Oct 19, 2023

RULA помогает выявить факторы риска, связанные с высокими постуральными нагрузками. Иллюстрация предоставлена ​​Tecnológico de Monterrey

JSI дополняет RULA, учитывая дополнительные факторы, такие как время и скорость. Он может предсказать, получат ли рабочие травмы из-за повторяющихся движений верхних конечностей. Иллюстрация предоставлена ​​Tecnológico de Monterrey

Помимо других переменных, RULA измеряет угол положения рычагов во время сборки. Фото предоставлено Tecnológico de Monterrey

Исследователи спроектировали рабочую станцию ​​с коботом позади сборочной платы. Такое расположение исключает риск столкновения рабочего и кобота. Это также позволяет выполнять обработку двух досок одновременно. Фото предоставлено Tecnológico de Monterrey

Экспериментальный жгут проводов исследователей требовал установки четырех кабельных стяжек в противоположных углах. Фото предоставлено Tecnológico de Monterrey

Сборщик загружает плату для сборки жгута на рабочую станцию. Фото предоставлено Tecnológico de Monterrey

Кобот устанавливает кабельную стяжку на жгут проводов. Фото предоставлено Tecnológico de Monterrey

Для реального применения инженерам потребуется разработать специализированный рабочий орган для установки кабельных стяжек. Фото предоставлено Tecnológico de Monterrey

Оценки RULA и JSI показывают, что процесс совместной работы человека и робота более эргономичен, чем чисто ручной процесс. Фото предоставлено Tecnológico de Monterrey

По некоторым оценкам, 90 процентов задач по сборке жгутов проводов выполняются вручную. В результате сборщики ремня безопасности подвергаются риску профессиональных проблем со здоровьем из-за однообразия и неловких поз. Поэтому улучшение этих процессов имеет решающее значение как для производительности, так и для эргономики.

Коллаборативные роботы могут радикально повысить производительность, улучшить эргономику и снизить затраты. Предполагается, что коботы могут использоваться для прокладки проводов, вставки проводов, фиксации проводов или установки кабельных стяжек.

Однако на сегодняшний день мало исследований посвящено использованию коботов в процессе сборки ремня безопасности. Одно исследование, например, продемонстрировало, что кобот может эффективно автоматизировать процесс точечной фиксации проводов на монтажной плате. Другое исследование показало, что коботы могут успешно собирать электрические разъемы.

С другой стороны, сборка жгутов создает проблемы для автоматизации. В лабораторных исследованиях подвеска никогда не меняется, поэтому кобота нужно запрограммировать только один раз. В цехе с большим количеством оборудования кобота придется постоянно перепрограммировать, что отрицательно скажется на повышении производительности. Сами детали представляют собой еще одну проблему. Роботам обычно трудно обращаться с гибкими объектами, такими как провода и кабели, которые движутся непредсказуемым образом. В результате большинство попыток автоматизации сосредотачиваются на таких задачах, как запись ленты, при которой ремень безопасности фиксируется на месте.

В нашем исследовании рассматривается возможность использования кобота с визуальным управлением для установки кабельных стяжек на жгуте проводов. Работа выполнялась в сотрудничестве с небольшим мексиканским производителем, специализирующимся на производстве электротехнических, автомобильных и промышленных жгутов проводов. В интервью руководитель производства компании назвала установку кабельных стяжек процессом, который создает больше всего эргономических проблем для ее сотрудников. Мы задавались вопросом, сможет ли кобот облегчить это бремя. Добавление к приложению машинного зрения теоретически могло бы решить проблему перепрограммирования кобота для работы с разными ремнями безопасности.

В нашем исследовании используются две методологии для оценки эргономичности задачи по сборке привязных ремней: быстрая оценка верхних конечностей (RULA) и индекс напряженности работы (JSI). RULA — это надежный метод оценки эргономики. Он измеряет все углы конечностей верхней части тела и учитывает другие факторы, такие как мышечная активность и приложенные силы. JSI дополняет RULA, учитывая дополнительные факторы, такие как время и скорость. Более того, JSI может предсказать, получат ли рабочие травмы из-за повторяющихся движений верхних конечностей.

RULA помогает выявить факторы риска, связанные с высокими постуральными нагрузками. Он также распознает эргономические проблемы, возникающие из-за чрезмерной постуральной нагрузки на верхние конечности работника. RULA предоставляет оценку, которая определяет, являются ли рабочие позы приемлемыми или требуют изменений или даже полной переработки задачи.