Extensió de les funcions de seguretat avançades per al control de moviment segur integrades directament en els servoaccionamientos ACOPOSmulti

Per aconseguir un treball eficient entre els robots industrials i les persones, és necessari supervisar de forma segura la velocitat en el punt central de l'eina (TCP). B&R ofereix blocs de funcions amb la certificació TÜV per crear aplicacions de seguretat integrada a través d'openSafety. Es tracta d'una forma simple de proporcionar característiques de seguretat avançades per a sistemes robòtics, independentment de la tecnologia de control que utilitzin.

La velocitat a la qual operen els robots industrials generalment es troba fora dels límits humans. Simplement, som massa lents per reaccionar davant situacions de perill al moment adequat. A més, som massa imprevisibles perquè la màquina pugui preveure i compensar la nostra propera acció. Per tot això, els sistemes robòtics solen funcionar dins de caixes de seguretat. En general, es tracta d'una solució correcta ja que les altes velocitats de funcionament són només possibles si no es produeixen interrupcions. No obstant això, hi ha situacions com la configuració que requereixen una interacció manual per introduir els últims ajustos a les seqüències robòtiques. I també hi ha molts altres processos en els quals seria útil que les persones i els robots treballessin braç a braç.

“Algun dia ja no serà necessari tancar els robots industrials en gàbies de seguretat per evitar que les persones es lesionin”, va predir l'enginyer Dr. Gernot Bachler a mitjan 2010 en descriure l'objectiu visionari dels programes de R+D en CNC i robòtica que gestiona en B&R. “L'alliberament dels robots de les seves gàbies és imminent”.

Els mètodes tradicionals per garantir la seguretat, com per exemple la parada d'emergència que s'activa quan s'obre una porta de seguretat, ja no són suficients. És important posar en pràctica conceptes de seguretat específics per a la robòtica, amb una supervisió de la velocitat de moviment no només dels eixos individuals, sinó també de tot el sistema robòtic, incloent el TCP (punt central de l'eina). A partir dels requisits especificats en les Normatives EN ISO 10218-1 i EN ISO 10218-2 referents a la seguretat de la robòtica industrial i els sistemes robotitzats que interactuen amb operaris, B&R va asseure les bases de la seguretat robòtica avançada amb la funció de velocitat limitada segura (SLS) implementada en el TCP.

Aquesta nova funció és una extensió de les funcions de seguretat avançades per al control de moviment segur integrades directament en els servoaccionamientos ACOPOSmulti. En comparació dels relés de seguretat convencionals, aquestes funcions avançades, conegudes com SafeMC, van disminuir la detecció d'errors i els temps de resposta de 80 a 7 ms i la distància de frenat en un factor de 100. Però éso és només el principi. SafeMC també ofereix una àmplia sèrie d'alternatives a una simple parada d'emergència, incloent reaccions de seguretat intel·ligents, com STO (Safe Torque Off), SBC (Safe Brake Control), SS1 (Safe Stop 1), SOS (Safe Operating Stop), SS2 (Safe Stop 2), SLS (Safely Limited Speed), SMS (Safe Maximum Speed), SDI (Safe Direction) i SLI (Safely Limited Increment).

Amb l'objectiu de limitar la velocitat en el punt central de l'eina a 250 mm/s (tal com requereix la normativa per a una cooperació sense sensors addicionals) el primer pas és determinar la seva velocitat real. Això s'aconsegueix combinant les dades que descriuen l'estat, la posició i la velocitat dels eixos individuals en una transformació cinemàtica.

Aquestes dades s'obtenen dels mòduls SafeMC dels servoaccionamientos ACOPOSmulti en els eixos individuals i es transfereixen al controlador SafeLogic a través del protocol de seguretat independent del bus de camp, openSafety. Aquí és on es duu a terme la transformació i es compara la velocitat resultant amb el valor de seguretat especificat. El controlador SafeLogic proporciona una transferència segura per garantir que les peticions d'execució de les funcions de seguretat arribin a la seva destinació on s'executen directament en el servoaccionamiento.

Està disponible una llibreria de blocs de funcions i paràmetres amb la certificació TÜV per al desenvolupament de programes de control relacionats amb la seguretat. Aquests s'utilitzen a l'entorn de programació segur SafeDesigner tenint en compte les necessitats de cada client.

Les funcions de seguretat avançades per al camp de la robòtica requereixen la definició de la geometria del robot...

A continuació, un bloc de funcions de seguretat compara les velocitats de totes les articulacions i eines habilitades amb les velocitats límit especificades. L'operari pot seleccionar fins a quatre límits diferents i alternar-los de forma segura. També és possible definir una gran varietat de dimensions de l'eina i traçar múltiples punts simultàniament. Això podria utilitzar-se per supervisar de forma segura les peces de treball amb una superfície llarga que estigui manejant el robot. La resposta a les infraccions de seguretat emeses per aquest mòdul es defineix en l'aplicació de seguretat, per la qual cosa el processament que es duu a terme depèn del tipus de robot utilitzat.

Les dimensions geomètriques del sistema robòtic, el sistema d'unitats utilitzat i les relacions entre els eixos d'articulació i l'articulació basi es descriuen en un bloc de paràmetres compatible amb qualsevol sistema cinemàtic comú. Un altre bloc de paràmetres s'utilitza per definir les dimensions de l'eina en relació amb el sistema de coordenades de l'efector final. Aquestes dimensions són necessàries per determinar la velocitat dels punts centrals de l'eina habilitats.

“El cablejat virtual en SafeDesigner utilitzant blocs de funcions de PLCopen amb certificació TÜV simplifica el desenvolupament de l'aplicació de seguretat als fabricants i usuaris de sistemes robotitzats”, explica Gernot Bachler. “La velocitat limitada segura en el punt central de l'eina és un pas important cap a l'alliberament dels robots de les seves gàbies”. I encara més important, redueix la quantitat d'espai necessari per garantir la seguretat quan es treballa amb els robots, convertint la solució robòtica en una opció més eficient i assequible. Pròximament també estaran disponibles funcions com l'àrea de treball segur i les orientacions segures.