چگونه سیستم ربات از دست دادن سیگنال اتصال M8 را تشخیص می دهد؟

一 ، اصل اصلی تشخیص از دست دادن سیگنال
جوهر تشخیص از دست دادن سیگنال اتصال M8 ، نظارت بر یکپارچگی پیوند انتقال سیگنال در زمان واقعی است. اصل اصلی آن را می توان به دو دسته تقسیم کرد: تشخیص لایه فیزیکی و تشخیص لایه منطقی:
تشخیص لایه فیزیکی
با اندازه گیری مقاومت تماس ، مقاومت عایق و پارامترهای یکپارچگی سیگنال ، وضعیت اتصال فیزیکی را تعیین کنید. به عنوان مثال ، مهندسان Desuo خاطرنشان کردند که وقتی مقاومت تماس بیش از 50 متر Ω باشد ، ممکن است میرایی سیگنال به دلیل اکسیداسیون پین یا شل شدن رخ دهد. هنگامی که مقاومت عایق زیر 100 متر Ω است ، ممکن است باعث نشت یا مدار کوتاه شود. در سیستم ربات FANUC ، هشدار از دست دادن سیگنال مکث SOP/UOP به دلیل تشخیص لایه فیزیکی غیر طبیعی است که باید با بررسی درجه خم شدن پین کانکتور (انحراف مجاز کمتر از یا برابر با 0.1 میلی متر) و شعاع خمش کابل (بیشتر از یا برابر با 10 برابر قطر بیرونی) حذف شود.
تشخیص لایه منطقی
قضاوت منطقی را بر اساس پروتکل ارتباطی یا تغییرات سیگنال سطح اجرا کنید. یک فناوری ثبت شده خاص ، هر ایستگاه برده را از طریق یک مدار سریال متصل می کند و ایستگاه اصلی یک سیگنال سطح بالا- مداوم را اعمال می کند. هنگامی که سیگنال سطح در حین انتقال تغییر ناگهانی می کند (مانند سقوط از سطح بالا به سطح پایین) ، می توان مشخص کرد که سیگنال از بین رفته است. این روش به طور گسترده ای در کنترل مشترک روبات های مشارکتی مورد استفاده قرار می گیرد ، که می تواند زمان پاسخگویی کنترل کننده اصلی را به کمتر از 1ms کوتاه کند و در مقایسه با تشخیص نظرسنجی سنتی ، 90 ٪ کارایی را بهبود بخشد.
2 ، مسیر اجرای فناوری تشخیص کلیدی
1. آزمایش مقاومت و نظارت عایق
تست مقاومت در برابر تماس: برای اندازه گیری مقاومت در هر دو انتهای کانکتور ، از یک Milliohmeter چهار سیم استفاده کنید و مقدار استاندارد باید کمتر از یا مساوی با 10m Ω باشد. در یک مطالعه موردی از یک ربات جوشکاری خودرو ، مقاومت تماس اتصال M8 به 85 متر Ω رسیده است و باعث می شود میزان خطای ارتباط اتوبوس CAN به 15 ٪ افزایش یابد و در نتیجه تعطیل های مکرر شود.
آزمایش مقاومت عایق: ولتاژ DC 500 ولت را اعمال کرده و مقاومت عایق را بین قسمت رسانا و پوسته اندازه گیری کنید. مقدار استاندارد باید بیشتر یا برابر با 1000 متر Ω باشد. در استفاده از روبات های جراحی ، خرابی عایق ممکن است خطرات شوک الکتریکی ایجاد کند و باید مطابق با استاندارد ایمنی تجهیزات پزشکی IEC 60601 باشد.
2. تجزیه و تحلیل یکپارچگی سیگنال
آزمایش نمودار چشم: نمودارهای دامنه - را از طریق یک اسیلوسکوپ برای ارزیابی دامنه سیگنال ، زمان بندی و تحمل نویز ایجاد کنید. در سناریوهای انتقال داده سرعت 2 {2} سرعت (مانند اترنت صنعتی Ethercat) ، عرض باز شدن نمودار چشم باید بیشتر از یا برابر 80 ٪ از چرخه سیگنال باشد ، در غیر این صورت باید اثربخشی محافظ اتصال (مقدار استاندارد بیشتر از یا مساوی) 60DB@1GHz) بررسی شود.
تجزیه و تحلیل طیف: تشخیص قله های نویز در اجزای فرکانس سیگنال. در مورد ربات مرتب سازی لجستیک ، به دلیل تداخل هارمونیک از مبدل فرکانس (قدرت میدان 2.4 گیگاهرتز تا -35dbm) ، میزان خطای سیگنال RS485 منتقل شده توسط کانکتور M8 300 ٪ افزایش یافته است. پس از نصب فیلتر حلقه مغناطیسی ، آن را به سطح عادی بازگرداند.
3. تشخیص منطق سیگنال سطح
روش تزریق سیگنال سطح بالا: یک سطح بالا مداوم (مانند +24 V) را در ایستگاه اصلی اعمال کنید و سطح ورودی هر ایستگاه برده را از طریق یک اپتوکوپلر جدا و تشخیص دهید. هنگامی که سطح ولتاژ ایستگاه برده زیر آستانه (مانند+18} V) پایین می آید ، کنترلر اصلی تعیین می کند که سیگنال از بین می رود و باعث محافظت می شود. این روش در کنترل مشترک روبات های Kuka اعمال می شود و می تواند نقطه گسل را به پین ​​های اتصال خاص پیدا کند.
تشخیص سیگنال دیفرانسیل: برای سیگنال های دیفرانسیل مانند LVDS ، یکپارچگی سیگنال با مقایسه اختلاف ولتاژ خط P/N (مقدار استاندارد 350mV) تعیین می شود. در مورد از دست دادن سیگنال UI2 در روبات Fanuc ، به دلیل عدم تطابق امپدانس خطوط دیفرانسیل (انحراف مجاز 10 ±) ، ضریب بازتاب سیگنال به 0.3 رسید و باعث ایجاد وقفه در ارتباط شد.
3 ، تشخیص گسل و روشهای بومی سازی
1. روش جداسازی تقسیم شده
تقسیم سخت افزار: پیوند انتقال کانکتور M8 را به سه بخش تقسیم کنید: منبع تغذیه ، سیگنال و زمین بندی و از آنالایزر مولتی متر یا شبکه برای تشخیص هر بخش استفاده کنید. به عنوان مثال ، در مورد از بین رفتن سیگنال در اسلحه جوش ربات جوشکاری ، از طریق تشخیص تقسیم شده مشاهده شد که گسل از اکسیداسیون پین زمینی اتصال دهنده منشأ گرفته شده و در نتیجه عدم موفقیت سرکوب تداخل حالت مشترک است.
تقسیم نرم افزار: پیکربندی برچسب های تشخیص سیگنال در سیستم کنترل ربات و اجرای تقسیم بندی منطقی از طریق دستورالعمل های پرش شرطی. به عنوان مثال ، ترکیبی از تشخیص سیگنال کوتاه - (دستورالعمل صبر) و طولانی- تشخیص سیگنال اصطلاح (دستورالعمل سیگنال_ونیتور) نشان داده شده در فیلم آموزش Tiktok می تواند به طور دقیق گره زمان را که از دست دادن سیگنال در آن رخ می دهد ، پیدا کند.
5. الگوریتم تشخیص هوشمند
مدل یادگیری ماشین: طبقه بندی کننده SVM را برای تشخیص ویژگی های سیگنال (مانند پارامترهای نمودار چشم ، نویز طیفی) آموزش دهید. در مورد ربات ABB ، این مدل به دقت تشخیصی 98.7 ٪ برای گسل های اتصال M8 ، که 23 ٪ بیشتر از روش های آستانه سنتی است ، دست یافت.
سیستم خبره: یک پایگاه دانش گسل ایجاد کنید که مدل های کانکتور ، سناریوهای کاربردی و داده های گسل تاریخی را در بر می گیرد. یک تولید کننده خاص ربات صنعتی میانگین زمان عیب یابی را از 4.2 ساعت به 0.8 ساعت از طریق یک سیستم متخصص کاهش داده است.
4 ، برنامه های صنعت و موارد معمولی
1. کنترل مشترک روبات های صنعتی
در Kuka KR Cybertech Nanorobot ، اتصال M8 طراحی درج ضد معکوس (انحراف عرض Keyway کمتر از یا برابر با 0.05 میلی متر) و فناوری تشخیص هوشمند را برای دستیابی به آن اتخاذ می کند:
سازگاری لرزش فرکانس بالا: در یک محیط ارتعاش 20 هرتز ، لرزش سیگنال در 0.1 میکروگرم s کنترل می شود.
تشخیص خود گسل: هنگامی که از دست دادن سیگنال تشخیص داده می شود ، سیستم به طور خودکار برای اطمینان از تداوم کنترل حرکت ، به پیوندهای زائد تغییر می یابد.
2. عملکرد دقیق روبات های جراحی
اتصالات بازوی مکانیکی ربات جراحی Da Vinci XI از اتصالات Medical Grade M8 استفاده می کند و سیستم تشخیص آن دارای:
زیست سازگاری: صدور گواهینامه USP کلاس VI برای جلوگیری از خطر بارش مواد.
بازخورد در زمان واقعی: تأخیر انتقال سیگنال سنسور نیرو کمتر از یا مساوی با 50 میکرومتر است ، و الزامات عملکرد جریمه حین عمل را برآورده می کند.
3. سازگاری با محیط زیست پویا از روبات های انسانی
ربات Ubiquitous Walker X سیگنال های رمزگذار مشترک را از طریق اتصال M8 منتقل می کند و فناوری تشخیص آن به دست می آید:
ارتباطات با سرعت بالا: از انتقال اترنت 10 گیگابایت در ثانیه پشتیبانی می کند ، با عرض باز 92 ٪.
طراحی ضد تداخل: تصویب ساختار میرایی نقطه - سفارش ، نوسان مقاومت در تماس در 3M Ω کنترل می شود.