Poskromienie robota

Roboty przemysłowe są coraz częściej używane w zautomatyzowanych liniach produkcyjnych. Jednakże do niedawna pracowały w oddzielnych komórkach, co służyło bezpieczeństwu i zdrowiu pracowników obsługi. Za pomocą bloków funkcji, certyfikowanych przez TÜV, B&R podniosła poziom bezpieczeństwa robotów do poziomu umożliwiającego pracę robotów i ludzi dosłownie "ramię w ramię".

Podobnie jak maszyny, roboty przemysłowe przejmują coraz więcej zadań we współczesnych liniach produkcyjnych. Najpowszechniejszym wzorem robota jest zrobotyzowane ramię przegubowe z sześcioma osiami ruchu napędzanymi elektromechanicznie. B&R podjęła się zadania zwiększenia bezpieczeństwa robotów do takiego stopnia, by mogły pracować bezpośrednio w sąsiedztwie ludzi, bez klatek czy obudów ochronnych.

Wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy robotów i ich systemów, a także zabudowy tych urządzeń w miejscu pracy ludzi opisane są w części 1 i 2 normy ISO 10218. Normy te, między innymi, określają maksymalne dopuszczalne obciążenie ludzkiego ciała. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy robotów i ich systemów, a także zabudowy tych urządzeń w miejscu pracy ludzi opisane są w części 1 i 2 normy ISO 10218. Normy te, między innymi, określają maksymalne dopuszczalne obciążenie ludzkiego ciała. Mają one zagwarantować ochronę ludzi przed poważnymi zagrożeniami podczas pracy w bezpośrednim sąsiedztwie robotów. Mają one zagwarantować ochronę ludzi przed poważnymi zagrożeniami podczas pracy w bezpośrednim sąsiedztwie robotów.

Bezpieczeństwo z gwarancją TÜV w punkcie centralnym narzędzia

Celem wykonania swoich zadań, narzędzia i chwytaki robotów przemysłowych poruszają się drodze poprzecznej dzięki bardzo skomplikowanym wzorcom ruchu osi realizowanego przez maszyny wieloprzegubowe. Bezpieczne monitorowanie prędkości powinno obejmować nie tylko pojedyncze osie, ale cały system robota, w tym jego punkt centralny narzędzia.

W 2011 roku B&R zrobiła pierwszy krok ku rozszerzonemu bezpieczeństwu robotów, tworząc funkcje SLS w TCP (kontroli granicznej prędkości w punkcie centralnym narzędzia). Jest to biblioteka SafeROBOTICS, która zawiera bloki funkcji i parametrów opatrzone certyfikatem TÜV i przeznaczone do użytku w środowisku programistycznym funkcji bezpieczeństwa, SafeDESIGNER.

Bloki funkcji służą do programowania aplikacji sterowania bezpieczeństwem pracujących na sterownikach SafeLOGIC. Aplikacje bezpieczeństwa odczytują dane stanu, położenia i prędkości poszczególnych osi, a następnie za pomocą transformacji obliczają rzeczywistą prędkość w punkcie centralnym narzędzia i porównują wynik z określonymi wartościami bezpiecznymi.

SafeMC – Bezpieczne Sterowanie Napędem

W napędach wyposażonych w SafeMC, opracowaną przez B&R funkcję bezpiecznego sterowania, odczyt danych bezpieczeństwa i funkcje bezpieczeństwa są realizowane bezpośrednio przez napęd. Dane są przekazywane w bezpieczny sposób za pomocą protokołu openSAFETY, który działa niezależnie od typu fieldbus.

System CTM310 pracuje na serwonapędach ACOPOSmulti opracowanych przez firmę B&R. SafeMC jest zintegrowanym komponentem standardowym wszystkich serwonapędów ACOPOSmulti, produkowanych przez B&R. Ich typowy czas wykrywania błędów i reakcji wynosi 7 ms, czyli mniej więcej 10 razy szybciej niż zadziałanie przekaźnikowych obwodów bezpieczeństwa, dzięki czemu dystans zatrzymania narzędzi skraca się stokrotnie.

Wysoce wydajne rozwiązanie autorstwa B&R

W pierwszej wersji rozwiązania SafeROBOTICS moduł oprogramowania do monitoringu wykorzystywał blok parametrów modelu kinematycznego który można skonfigurować dla wszystkich powszechnie używanych typów robotów. Wadą tego rozwiązania, i to sporą, była konieczność certyfikacji aplikacji bezpieczeństwa dla każdego typu robota oddzielnie.

Aby zaoszczędzić klientom kosztów i problemów z tego wynikających, B&R opracowała znacznie wydajniejsze rozwiązanie w oparciu o standardowy blok parametrów modelowania kinematycznego. Zaleta tego podejścia jest oczywista: Standardowe bloki parametrów mogą być używane dla każdej możliwej konfiguracji łańcucha kinematycznego, liczącego aż do 11 osi obrotowych i pryzmatycznych, bez względu na wartości, jakie je opisują.

Większa swoboda, większa wygoda

Jedną z wielu zalet rozwiązania od B&R jest fakt, że każda aplikacja bezpiecznego sterowania musi być certyfikowana tylko jeden raz. Parametry te umożliwiają wykonywanie aplikacji dla konstrukcji o wielu osiach sprzężonych mechanicznie. W takim przypadku np. oś obrotowa nr 4 zmienia położenie osi nr 5.

Wśród zaawansowanych funkcji SafeROBOTICS znajduje się nowy blok funkcji, służący do obsługi dodatkowych stopni swobody w układach złożonych. Blok ten sprawdza prawidłowość zapisanych parametrów. Dzięki powyższemu funkcja SLS w TCP jest blokiem łatwym w użyciu, zwłaszcza gdy użytkownik korzysta z gotowych bloków parametrów dla standardowych typów robotów, dostarczanych przez producentów tych maszyn.

Optymalne wsparcie użytkownika

Użytkownik określa, który rodzaj sterowania najlepiej spisuje się w jego aplikacji, tj. czy będzie to sterownik robota dostarczony przez producenta łańcucha kinematycznego, czy integracja w nadrzędnym systemie sterowania. Jest to możliwe dzięki protokołowi openSAFETY, który jest protokołem open source i niezależnym od typu magistrali fieldbus. Do konfiguracji potrzeba tylko danych położenia maszyn, istotnych z punktu bezpieczeństwa, oraz napędów, które są w stanie reagować zgodnie z założeniami bezpieczeństwa. Komponenty napędowe, jak na przykład ACOPOSmulti z funkcją SafeMC są najlepszymi do powyższych zadań, co wynika z ich zintegrowanych funkcji bezpieczeństwa i większej wydajności reagowania na polecenia.

Nigdy przedtem, od czasu pierwszego robota przegubowego z sześcioma osiami ruchu napędzanymi elektromechanicznie, wynalezionego już ponad 40 lat temu, wspólna, bezpieczna praca ludzi i maszyn nie była równie prosta.

Użytkownik określa, który rodzaj sterowania najlepiej spisuje się w jego aplikacji, tj. czy będzie to sterownik robota dostarczony przez producenta łańcucha kinematycznego, czy integracja w nadrzędnym systemie sterowania. Jest to możliwe dzięki protokołowi openSAFETY, który jest protokołem open source i niezależnym od typu magistrali fieldbus.