Kan människor och industrirobotar arbeta tillsammans på ett säkert sätt?

Samarbete mellan m?nniskor och robotar i samma arbetsomr?de ?r mer efterfr?gat ?n n?gonsin. Trenden mot robotceller utan skyddsstaket och minsta m?jliga storlek forts?tter inom industrin. M?let ?r att integrera roboten i manuella arbetsmoment s? enkelt som m?jligt och utan kompromisser.
F?r att m?ta den ?kande efterfr?gan p? samverkande robotdrift beh?vs kreativa idéer och praktiska l?sningar. Samtidigt f?r man inte f?rsumma f?rdelarna med en klassisk industrirobotcell, s?som snabbhet, noggrannhet, h?g produktivitet och h?llbarhet. ?ven robotens b?rlast spelar en viktig roll. De samverkande l?sningar f?r m?nniskor och robotar som existerar idag k?nnetecknas av l?ga b?rlaster.

Samverkande robotar har hittills inte kunnat uppfylla dessa h?ga industrikrav eftersom de arbetar med betydligt l?gre hastigheter och l?gre b?rlaster ?n industrirobotar. Deras begr?nsningar n?r det g?ller anslutningsalternativ och m?jligheten till integration i befintliga anl?ggningar blir ocks? snabbt uppenbara. Med bakgrund av detta har KUKA nu tillsammans med SICK och Blue Danube Robotics tagit fram en helhetsl?sning som kombinerar maximal produktivitet och h?gsta s?kerhet f?r samverkande robotdrift. Fokus har legat p? ett s?kert samarbete mellan robot och m?nniska och det vid b?rlaster p? flera 100 kg. KUKA:s robotstyrning i kombination med teknologioption SafeOperation s?kerst?ller ett problemfritt samspelet mellan de ing?ende komponenterna.

I systemvarianten sBot_Speed CIP f?r KUKA fr?n SICK kombineras en microScan3 med s?kerhetsstyrningen Flexi Soft samt en EFI-pro-gateway. Det redan verifierade s?kerhetssystemet m?jligg?r s?ker, simultan ?vervakning av flera skyddsf?lt och uppt?cker ?ven personer som r?r sig bakom det skyddade omr?det. De robotspecifika inst?llningarna och kommunikationsparametrarna ?r redan f?rkonfigurerade och kan integreras p? ett snabbt och s?kert s?tt i KUKA:s robotstyrning KRC4 med EtherNet/IP? CIP Safety?. Detta sparar v?rdefull tid under planeringen och utv?rderingen av s?kerhetskonceptet.

MicroScan3 ?vervakar robotcellen kontinuerligt och delar upp arbetsomr?det i tre zoner (se figur). Om det inte finns n?gon person i riskomr?det (gr?nt omr?de) kan roboten n? linj?ra hastigheter p? upp till 2 m/s. En j?mf?rbar samverkande robot arbetar med en maximal hastighet p? 1 m/s. Om en person n?rmar sig roboten och s?ledes befinner sig i det orangef?rgade omr?det, s?nks robotens hastighet s? att den uppfyller kraven i riskanalysen enligt ISO TS15066. Det orangef?rgade omr?det fungerar som ett detektionsomr?de och anv?nds som en buffertzon s? att roboten kan s?nka hastigheten till den erforderliga hastigheten. N?r en person g?r in i det gula omr?det aktiveras en s?ker ?vervakning av denna reducerade hastighet. Om denna ?verskrids stannar roboten med ett s?kerhetsstopp 1 (bantroget N?DSTOPP) enligt EN 60204. Om personen l?mnar igen laserscannerns orangea och gula ?vervakningsomr?de, och riskomr?det d?rmed t?ms, accelererar roboten automatiskt till den programmerade hastigheten.

Teknologipaketet SafeOperation??r gr?nssnittet mellan s?kerhetskomponenterna. Den bearbetar signalerna fr?n s?kerhetsgr?nssnittet, ?vervakar robotens r?relse och erbjuder ytterligare s?kerhetsfunktioner. Till exempel definition av s?kra ?vervakningsrum, s?ker ?vervakning av hastigheter och regelbunden kalibreringsreferering. Med dessa ytterligare funktioner kan verktygets position ?vervakas under hela driften och roboten stoppas p? ett s?kert s?tt vid ett felbeteende. En f?ruts?ttning f?r att robotens r?relser ska kunna stoppas tillr?ckligt snabbt vid ett fel eller ett ?verskridande av de ?vervakade rumsgr?nserna ?r att bromsarna ?r i perfekt skick. Detta s?kerst?lls genom ett automatiskt bromsprov. En cyklisk kontroll utf?rs f?r att kontrollera att motorernas bromsmoment ?r tillr?ckligt h?ga f?r att vid behov kunna stoppa roboten p? ett s?kert s?tt.

Tillvalspaketet KUKA.Handguiding?anv?nds f?r att industrirobotar och m?nniskor ska kunna samarbeta s? praktiskt och effektivt som m?jligt. Styrpaketet m?jligg?r tr?dl?s manuell styrning av industrirobotar p? ett s?rskilt anv?ndarv?nligt s?tt. Paketet styrs med en 6D-mus som ?r monterad p? roboten och med vilken r?relsepunkter kan programmeras och r?relsesekvenser spelas in. Nu kan KUKA:s industrirobotar?utf?ra robotr?relser p? ett enkelt och intuitivt s?tt. F?r att anv?nda paketet kr?vs varken utbildning eller tidskr?vande praktisk undervisning av personalen.

En f?ruts?ttning f?r en problemfri drift ?r att komponenterna kan kommunicera med varandra. SICK:s s?kerhetssystem (s?kerhetslaserscannern microScan3 + s?kerhetsstyrningen Flexi Soft) ?r ansluts till robotstyrningen via en s?ker f?ltbuss, t.ex. EtherCat/FSoE, EtherNet/IP/CIP Safety eller PROFINET/PROFIsafe. AIRSKIN ansluts via 2 kanaler till s?kerhetsstyrningens s?kerhetsing?ngar.

Tillsammans med v?ra partner Blue Danube Robotics och SICK har vi gjort ett noggrant urval av komponenter som ska underl?tta integrationen hos v?ra kunder och samtidigt s?kerst?lla h?gsta m?jliga s?kerhetsstandard. Konceptet byggdes upp och testades i KUKA Application Center i Steyregg d?r samspelet mellan komponenterna kontrollerades och testades utf?rligt.