工业机器人用户必读 ABB SafeMove White Paper 及其他

ABB工业机器人官方网站有一个 Safemove 功能的介绍,具体地址请点击link 。在Overview页面右半版有一篇文档是 SafeMove White Paper ,在45页的 pdf 文档中,详细了介绍工业机器人的安全原则,以及ABB工业机器人自身 EPS (Electronic Position Switches) SafeMove 的安全特性。强烈推荐下载阅读此文档。( 20160505 链接失效,可前往CSDN 下载 )

EPS 是个什么东东呢?可以说是另外一个独立监控机器人位置的计算机,与主机同时工作,一旦机器人运行到危险区域,便执行设定的处理程序,双重保障机器人的安全问题,是另外一个硬件的功能。与 RAPIDWorldzone 软件功能(主CPU)是有区别的(关于 Worldzone 的一个例子应用,请看这个link)。

Youku上 有一段safemove的演示视频,感兴趣的看官可对照白皮书看看介绍了什么功能。地址:http://v.youku.com/v_show/id_XMTE5NjMwMDM2.html

在其他品牌的工业机器人系统中,也存在着类似的安全系统,比如 Reis 的硬件叫 SC/SC2  (即safety controller 1 代 和 2代),Motoman 的类似功能叫 FSU ( Functional Safety Unit 注1),Fanuc 类似功能的叫 DCS (来源 link),Kuka 类似的功能称为Safe Robot (SafeRobot 硬件应该是 SafeRDC)。

这类系统是近年才开始配置的。据LT考据如下:

REIS是在1999年推出此类装置。在一则介绍REIS历史的短片中(观看链接),提到1999年,REIS的专利产品safety controller。

ABB IRC5 系统包含的 EPS 功能是在 2007年推出的,原文如下:

Västerås, Sweden, April, 20, 2007. – ABB, the global power and automation technology group, today announced the launch of EPS, Electronic Position Switches, part of the new generation of robot safety from the industrial robot manufacturer.”。

而Kuka的 Safe Robot 在2005年10月也曾报道过,原文如下:

Augsburg/Friedrichshafen, Germany. October 2005 – New KUKA Safe Robot technology at the Fakuma trade fair: a KUKA robot operates safely in Automatic mode without mechanical axis range monitoring, while an innovative software function prevents the robot from “breaking out” of its defined workspace. A whole new range of applications is now opening up for robotic automation.”(来源link)

此类装置的原理基本上就是用一个另外的独立计算机来获取各轴电机编码器的信息,进而计算监控,并与主CPU比较,一旦两者数据偏差过大,即采取某些措施来保护人和机器。

注1 :  The Functional Safety Unit (FSU) provides safe operating zones for the robot and can limit its motion range; Category 3 safety-rated

 

扩展阅读:

  • KUKA.SafeOperation 2.1  For KUKA System Software 5.5 (Issued: 19.03.2008 Version: KST SafeOperation 2.1 V1 en)  ( pdf manual link)

    KUKA.SafeOperation 功能应用在 Safe Robot Technology 范围内,提供限制和监控机器人工作区和防护区的与安全相关的软件和硬件部件。 机械轴范围监控装置由此变得多余。 安全功能符合 ISO 13849-1 中第 3 类的性能级 d 的要求。 KUKA.SafeOperation 监控机器人轴和附加轴的速度和加速度。 为了对机器人进行三维立体监控,最多可有七个笛卡尔空间(直角坐标系)供使用,可根据需要分别配置为防护区或者工作区。 为每个工作区可以另行规定一个安全监控的速度。 一个辅助直角坐标系用于表示防护栅的位置。 直角坐标区间的监控也以机器人的工具为参照基准,最多可以配置三种不同的工具。 在传动装置激活的情况下安全地停止运行、与空间无关的全局的速度监控和可靠地报告机器人当前位置,这三者更加完善了库卡安全机器人技术所具备的功能。 经由双信道输入端或者经由安全总线系统,根据生产流程激活或者取消监控。  KUKA.SafeOperation 开辟了新型而经济的生产单元配置和人机协作的可能性。 设备对场地的需求显著减少,保护装置可以只局限于此减小的范围内。
通过安全停止,机器人在“停机状态”时,驱动装置仍然保持被控制。 机器人重新启动受到安全监控。 这样就可以实现在时间上得到优化的人机协作: 例如:在手动为放料台装料时,工作人员就可以从较短的距离处将部件直接放入机器人夹持器中。

首次将整个安全控制器无缝集成至没有任何专用硬件的KR C4控制系统中。所有的安全功能和以安全为导向的通信都是基于Ethernet协议得以执行。KR C4的安全理念以多核处理器技术为中心,可确保双通道系统,以实现安全应用。此外,该系统不仅具有监控功能,它还能安全地控制机器人的运动和速度。KR C4摒弃了具有很大使用限制性的专用硬件组件,其以软件为基础的安全接口具有无限扩展性,这些都为革命性的、全新自动化安全理念的实施铺平了道路。这些都 需要大量的数据输入和输出,而KR C4的架构则能使库卡将所有这些灵活地整合到一起。

 

 

P.S. 20110405 这篇文章陆续在更新,到目前为止,发现记录最详细的还是欧系工业机器人。

P.S. ABB Safety controller, DSQC 647 (3HAC026272-001)

5 thoughts on “工业机器人用户必读 ABB SafeMove White Paper 及其他

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