SICK sBot Speed FA – opis zadania konkursowego

SICK sBot Speed FA to gotowy system safety przygotowany do współpracy z kontrolerem robota i służący do nadzoru niebezpiecznej strefy przed zrobotyzowanym stanowiskiem.

Tego typu zabezpieczenie stosuje się dla aplikacji wymagającej współpracy operatora i robota (tzw. kolaboracji). W przypadku kontaktu robota z człowiekiem przebywającego w celi zostały by przekroczone dopuszczalne siły nacisku i mogło by dojść do zranienia lub uszkodzenia ciała.

Jednocześnie ze względu na to że operator ma zajęte ręce podczas wchodzenia i wychodzenia ze strefy, dostęp do robota powinien być otwarty, a praca robota powinna być wznawiana automatycznie. Zatem zadaniem skanera jest nadzór nad poszczególnymi strefami a informacje o ich naruszeniu przesyła do sterownika. Z kolei sterownik wysyła informację do robota nakazującą zredukowanie prędkości lub jego zatrzymanie.

Ponadto sterownik sprawdza kolejność naruszania pól skanera zarówno osoby wchodzącej jak i wychodzącej z obszaru niebezpiecznego.

Do stanowiska wykorzystaliśmy skaner bezpieczeństwa serii microScan3 oraz sterownik bezpieczeństwa Flexi Soft połączone po bezpiecznym protokole sieciowym EFI-Pro.

Zadaniem, przed którym postawiliśmy uczestników było dokonanie obliczeń wymaganych wielkości pól ochronnych przed skanerem oraz uruchomienie systemu. Część praktyczna polegała na narysowaniu 3 pól ochronnych w skanerze, dokończeniu konfiguracji sterownika oraz sprawdzeniu działania aplikacji w praktyce.

Część teoretyczna zadania

Dokonane obliczenia są kluczowe z punktu widzenia bezpieczeństwa, ponieważ uwzględniają istotne parametry, które należy uwzględnić w realnej aplikacji z robotem.
– Pierwszym parametrem jest ustalenie rozdzielczości skanera w zależności od wysokości jego montażu. Optymalna wysokość wynikająca z norm i wzorów to 300mm a rozdzielczość na poziomie łydki nie powinna przekraczać 70mm. Po sprawdzeniu wysokości zawodnicy ustalili rozdzielczość skanera na 50mm.

– Kolejnymi parametrami były obliczenia minimalnej odległości pól: pola PF2, wysunięcia pola PF1 przed PF2 i pola PF3. Są to kluczowe wyliczania wynikające z przepisów (norm) bezpieczeństwa. Od wielkości tych pól zależy bowiem możliwość wykrycia i reakcji systemu na wchodzącą do celi osobę. Pod uwagę brane są takie parametry jak prędkość wtargnięcia człowieka, czasy reakcji poszczególnych elementów systemu i czas zatrzymania robota, jak również niepewność pomiarowa skanera.

Część praktyczna zadania

Ta część okazała się bardziej pasjonująca dla większości uczestników zawodów. Dokonane obliczenia można było zweryfikować na prawdziwym, „żywym” stanowisku. Dość szybko okazało się, że realny świat stwarza więcej wyzwań. Cela była za mała, skutkiem czego trzeba było podejść z miarką i wyznaczyć nowe zakresy pól. Pomocne w tym okazało się oprogramowanie Safety Designer, które w czasie rzeczywistym pokazywało osobę będącą wewnątrz celi.

Dostarczony layout również stanowił wyzwanie, nie będąc idealnym odwzorowaniem rzeczywistości; oprogramowanie systemu SICK sBot Speed FA znowu okazało się pomocne, ponieważ umożliwia skalowanie obrazu tła.

Uczestnicy osiągnęli wymarzony cel – gotową konfigurację skanera.



Zostało już tylko szybko dokończyć program w sterowniku (oprogramowanie Safety Designer posiada min. Tryb edycji online), wgrać cały projekt i cieszyć się możliwością przetestowania programu w praktyce.