Człowiek i maszyna – zespół marzeń. Konfigurowalne systemy sterowania B&R

Roboty serwisowe do realizowania prac domowych czy opieki zdrowotnej od dłuższego czasu pojawiają się na pierwszych stronach gazet. W świecie robotyki przemysłowej bardzo dobrze sprawdzają się np. przy produkcji samochodów.

Roboty? Do usług!

Można podać wiele przykładów, gdzie setki robotów pracują w specjalnych celach, spawając nadwozia samochodów. – Większość czynności w takich warunkach można obecnie zautomatyzować. W przyszłości kluczowe będzie wprowadzenie do tego procesu ludzi i połączenie ich inteligencji z korzyściami płynącymi z robotyki – wyjaśnia Marc Burzlaff, dyrektor zarządzający EngRoTec. Wynikiem współpracy będzie bardziej wydajny i elastyczny proces produkcji oraz lepsze warunki pracy operatorów.

Przede wszystkim bezpieczeństwo

W czasie pracy i przemieszczania się w tym samym obszarze ludzi i robotów kontakt między nimi jest nieunikniony. Marc Burzlaff, który zrealizował wiele projektów HRC wie, że czas reakcji w ramach kompletnego łańcucha bezpieczeństwa może być czynnikiem rozstrzygającym o sukcesie aplikacji HRC. – Jeżeli można uzyskać bezpieczny czas reakcji w granicach 350–400 ms, można zmniejszyć odstępy bezpieczeństwa nawet o 50% w porównaniu do obecnego stanu – wyjaśnia dyrektor zarządzający EngRoTec. Dzięki temu jest możliwe ograniczenie przestrzeni zajmowane przez urządzenia. Pracownicy cenią mniejsze odległości, które muszą pokonywać, a także bardziej ergonomiczne stanowiska robocze.

Konwencjonalne rozwiązania MRC opierają się na standardowych robotach z własnymi systemami sterowania, które komunikują się z systemem bezpieczeństwa oraz kontroli celi. Zdecentralizowane zarządzanie wieloma parametrami bezpieczeństwa oraz komunikacja między systemami wymagają ogromnych nakładów pracy projektowej. – Przy takim poziomie złożoności nie jest możliwe osiągnięcie czasów reakcji poniżej 500 ms – twierdzi Marc Burzlaff.

openROBOTICS dla integracji

W 2015 r. EngRoTec opracował oparty na sztucznej inteligencji układ sterowania robotem, który umożliwił znaczną optymalizację montażu części karoserii i usprawnił współpracę między człowiekiem i robotem. To sprawdzone i uznane przez branżę rozwiązanie zostało obecnie rozwinięte w postaci nowej instalacji pokazowej HRC. – Realizowanie takich scenariuszy dla naszych klientów w oszczędny sposób stało się podstawą naszej pracy. Aby to osiągnąć, musieliśmy całkowicie przeprojektować nasze rozwiązania w zakresie automatyki – mówi przedstawiciel EngRoTec.

Po dogłębnej analizie rynku inżynierowie EngRoTec zdecydowali się na robota Comau, wspieranego przez dowolnie konfigurowalną technologię sterowania B&R. Wynikiem współpracy jest openROBOTICS, pozwalający na ścisłą integrację wspomnianego robota z całością linii. – Firma Comau zrezygnowała z własnych komponentów sterujących robotami, co znacznie uprościło technologię. Ponadto technologia B&R stosowana do sterowania i poruszania robotem oraz do celów bezpieczeństwa, jak też pakiet technologii SafeROBOTICS nie tylko istotnie obniżyły koszt projektowania, lecz także skróciły czas reakcji – mówi Tobias Daniel, dyrektor ds. sprzedaży i marketingu robotyki w firmie Comau.

Wprowadzając SafeROBOTICS, B&R ustanawia nowe standardy

Takie rozwiązania naprawdę podkreślają silne strony B&R jako dostawcy systemów. Sterowanie, ruch oraz zintegrowana technologia bezpieczeństwa mogą zostać dobrane i skonfigurowane na potrzeby konkretnej aplikacji. Protokół ethernetowego łącza czasu rzeczywistego Powerlink wyposażonego w pakiet openSAFETY, a także możliwość wykonania kompletnego projektu w jednym oprogramowaniu – B&R Automation Studio – przekonały inżynierów EngRoTec. B&R nadal wspiera ich prace projektowe, zapewniając różnorodne pakiety 
technologiczne.

Jednym z takich pakietów jest SafeROBOTICS, zawierający funkcje bezpieczeństwa, które można zastosować w różnych rozwiązaniach HRC. Przykładowo wiele kołnierzy, połączeń, punktów monitorowania oraz punktów centralnych narzędzi, a także do 20 prostopadłościanów lub płaszczyzn umieszczonych gdziekolwiek w określonej przestrzeni, można monitorować równocześnie, a ich konfiguracja może być zmieniana w czasie rzeczywistym. Konfigurowanie jest jeszcze łatwiejsze, gdy dane te można uzyskać bezpośrednio z narzędzia symulacyjnego.

SafeROBOTICS obejmuje także bezpieczne funkcje sterowania napędami, które monitorują przesuwanie się punktu centralnego narzędzia (TCP) robota i zapewniają bezpieczne pozycjonowanie, prędkość i kierunek pracy robota. Bez takich funkcji zastosowanie HRC byłoby trudne, a nawet niemożliwe. Dzięki nim czas reakcji aplikacji bezpieczeństwa może zostać istotnie skrócony. – W tej aplikacji uzyskaliśmy bezpieczny czas reakcji 320 ms od momentu, gdy skaner laserowy wykryje naruszenie obszaru roboczego do momentu bezpiecznego unieruchomienia napędu. To światowy rekord – podkreśla Markus Sandhöfner, dyrektor zarządzający B&R Niemcy.

Wyższa wydajność, niższe nakłady pracy

Marc Burzlaff widzi korzyści dla klientów szczególnie w lepszym dopasowaniu marginesów bezpieczeństwa oraz ograniczeniu miejsca zajmowanego przez szafę sterowniczą. Zdecydowane zredukowanie przestrzeni przynosi wyraźną poprawę dla pracowników linii produkcyjnej w zakresie odległości, jakie muszą pokonywać. – Jeżeli jeszcze bardziej skupimy się na pracy wspieranej przez bazę danych i dodatkowo ograniczymy ilość sprzętu, stosując kurtyny świetlne openSAFETY, będziemy mogli skrócić czas reakcji o kolejne 70 ms. To wielki krok naprzód we współpracy między ludźmi a robotami na linii montażowej – podsumowuje dyrektor zarządzający EngRoTec. Można śmiało stwierdzić, że rozwijanie tej technologii przyniesie wiele 
korzyści. 

B&R AUTOMATYKA PRZEMYSŁOWA Sp. z o.o. 
ul. S. Małachowskiego 10, 61-129 Poznań
tel. 61 846 05 00 
e-mail: office.pl@br-automation.com
www.br-automation.com

źródło: Automatyka 10/2018