Više-robotski sustavi i sinkronizacija

Zašto više robota

Drugi robot u ćeliju ulazi iz triju razloga. Prvi je takt: posao je dulji od raspoloživog vremena, pa se dijeli. Drugi je doseg: radne pozicije su predaleko jedna od druge da bi ih pokrio jedan robot. Treći je različitost zadataka: jedan robot poslužuje stroj, a drugi zavaruje ili mjeri, pa svaki ima svoj alat.

Postoji i četvrti, manje očit razlog — neovisnost. Dva robota koja rade odvojene dijelove posla omogućuju da ćelija radi i dok je jedan u zastoju, doduše sporije. Takva izvedba je skuplja, ali u proizvodnji s velikim zahtjevom na raspoloživost isplativa.

Podjela radnog prostora

Prostori dvaju robota dijele se na tri vrste. Vlastiti prostor pripada samo jednom robotu i u njemu se ne postavljaju nikakva ograničenja. Zajednički prostor mogu doseći oba, ali u njemu smije biti samo jedan istodobno. Zabranjeni prostor ne smije doseći nijedan, i u njega spadaju ograda, ormari i mjesto na kojem stoji čovjek.

Zajednički prostor u simulaciji se opisuje kao geometrijsko tijelo, najčešće kvadar ili valjak, i vezuje se uz nadzor koji kontroler provodi tijekom rada. Kada robot uđe u to tijelo bez prethodne dozvole, upravljački sustav zaustavlja gibanje. To nije zamjena za program nego sigurnosna mreža ispod njega.

Sinkronizacija razmjenom signala

Najrašireniji način sinkronizacije je razmjena digitalnih signala, izravno ili preko PLC-a. Načelo je jednostavno: robot koji želi ući u zajednički prostor postavlja zahtjev i čeka dozvolu. Dozvolu daje PLC, a daje je samo ako u tom prostoru nema drugog robota. Po izlasku robot briše zahtjev i prostor postaje slobodan.

! Ulazak u zajednicko podrucje
SetDO doZahtjevZona1, 1;
WaitDI diDozvolaZona1, 1 \MaxTime := 20 \TimeFlag := istek;
IF istek THEN
    SetDO doZahtjevZona1, 0;
    TPWrite "Zona 1 nije oslobodena u 20 s.";
    MoveJ pSigurno, v800, z50, tPrihvat;
    RETURN;
ENDIF
MoveL pPredaja, v400, fine, tPrihvat;
! ... rad u zajednickom podrucju ...
MoveL pIzlazZona1, v600, z30, tPrihvat;
SetDO doZahtjevZona1, 0;

Uz zajednički prostor često ide i predajno mjesto: stalak na kojem jedan robot ostavi komad, a drugi ga preuzme. Predaja preko stalka jednostavnija je od predaje iz ruke u ruku jer ne traži istodobno gibanje dvaju robota i jer prekid kod jednoga ne ostavlja komad u zraku.

Obostrano čekanje i kako ga izbjeći

Obostrano čekanje nastaje kada svaki robot drži jedan resurs i čeka drugi. Robot A je u zoni 1 i čeka zonu 2; robot B je u zoni 2 i čeka zonu 1. Nijedan ne može dalje, a nijedan ne odustaje. Ćelija stoji, a na privjescima piše samo da se čeka signal.

Četiri pravila pokrivaju gotovo sve slučajeve. Prvo: stalan redoslijed zauzimanja — ako svi roboti uvijek najprije traže zonu 1 pa zonu 2, obostrano čekanje ne može nastati. Drugo: jedna zona odjednom, gdje god je to moguće. Treće: nadzor vremena na svakom čekanju, uz povlačenje zahtjeva pri isteku. Četvrto: povlačenje i pokušaj ponovno umjesto beskonačnog čekanja.

Dobitak i granice sinkronizacije

Dva robota ne daju dvostruku proizvodnost. Dio posla ostaje nedjeljiv, a dio se odvija u zajedničkom prostoru u kojem radi samo jedan. Ako se posao može podijeliti u omjeru sedamdeset prema trideset, dobitak je manji nego što se očekuje, jer ciklus određuje onaj robot koji ima više posla.

Zato se podjela posla planira zajedno s rasporedom ćelije. Korisno je izmjeriti trajanje svakog koraka i posložiti korake tako da oba robota imaju približno jednako opterećenje, a da se zajednički prostor koristi što kraće. Svaka sekunda provedena u zajedničkom prostoru je sekunda u kojoj drugi robot možda čeka.

Postoji i granica isplativosti. Ako podjela donosi manje od petnaest do dvadeset posto skraćenja ciklusa, drugi robot rijetko se isplati: uz njega dolazi drugi alat, drugi kontroler, složeniji program i više mjesta na kojima se može pojaviti zastoj.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.