Spolupráce společností FANUC a SICK napomohla ke vzniku průlomové bezpečnostní integrace pro řízení robotických strojů. Výsledkem je cesta k jednodušším, nákladově efektivnějším a přizpůsobivějším řešením. 

Obliba průmyslových robotů stále roste

Roboty zvládají složité, vysokorychlostní a opakující se úkoly, které svým spolehlivým výkonem předčí člověka. Z tohoto důvodu se ruční obsluha strojních zařízení všudypřítomná v celém zpracovatelském průmyslu stala hlavním kandidátem k robotické automatizaci. Lisy a frézovací, soustružnické i formovací stroje jsou na obsluhu stále obtížnější. Používání robotů je přitom podstatně flexibilnější a přizpůsobivější. 

V současné době se vede velká diskuze o vývoji nových typů kooperativních robotů. Je pravděpodobné, že průmyslové roboty se svým robustním výkonem s vysokou hmotností zůstanou hvězdami strojírenství, a to zejména proto, že pozvedly na vyšší úroveň potenciál k propojování různých fází procesů a kombinování s jinými operacemi, jako jsou například kontrola kvality a řízení výroby.

Potřeba bezpečnostní integrace

S tím, jak se tyto příležitosti rozvíjejí, je také potřeba, aby robot, stroj a další zařízení (např. ovládací prvky obsluhy, dveřní zámky nebo laserové skenery) dokázaly mezi sebou vzájemně bez potíží hovořit. Současný systém se musí plně integrovat do bezpečnostních obvodů, aby splňoval požadované průmyslové standardy. To je sice jednoduché říct, ale v praxi může být obtížné tohoto cíle dosáhnout.

Začátek spolupráce SICK a FANUC

Společnost FANUC je známá po celém světě jako globální specialista v oblasti CNC řízení i robotů. Výhody těchto synergií úspěšně představuje svým zákazníkům.

V oblasti průmyslu je známá i mezinárodní společnost SICK s vedoucím postavením v oblasti strojů na vstřikovací lití se servopohonem, které často používají výrobci plastových produktů v menším měřítku. 

Spolupráce mezi SICK a FANUC zmapovala cestu ke zlepšení řízení robotů a vstřikovacích strojů. Největší výzva se projevila ve chvíli, kdy FANUC začal vyvíjet řešení robotů s postranním řízením pro svůj přesný vstřikovací lis ROBOSHOT. SICK použil bezpečnostní řadič Flexi-Soft a modul Efi-Pro pro CIP Safety přes EtherNet/IP, aby našel cestu k efektivnější integraci robotů. 

Potřeba flexibilního robota a ochrany zaměstnanců

Zákazníci chtějí stále více využívat potenciál robotů k tomu, aby snadno obsluhovali stroje a tím zlepšovali efektivitu své výroby. Projektový inženýr FANUC James Pointer říká: „V horní části stroje ROBOSHOT obvykle sedí kloubový robot, který odtud může sáhnout pro zhotovené součástky a umístit je například na dopravník k dalším fázím procesu výroby.“

Někteří zákazníci však požadují flexibilnějšího robota, který se řídí ze strany. Kvůli tomu ale potřebují chránit obsluhu ve chvíli, kdy jsou dveře stroje otevřené, a zároveň chtějí robotu umožnit ke stroji dobrý přístup.

Bezpečnostní ovladač od SICK

Vstřikovací stroje se řídí společnými standardy pro výměnu dat stanovenými Evropskou zastřešující asociací pro výrobce plastových a gumárenských strojů EuroMap. Normy poskytují univerzální řešení k propojení robotů a jiných zařízení s průmyslovými stroji. V tuto chvíli však musí být tato propojení pevně zakotvená. 

Norma EuroMap 67 funguje prostřednictvím jediného 50žilového kabelového konektoru. Zatímco norma EuroMap 73 řídí bezpečnostní integraci včetně potřeby 3 bezpečnostních kontaktních spínačů a pracuje díky 25žilovému kabelovému konektoru. 

Je samozřejmě možné zakotvit propojení mezi strojem, robotem a jeho obsluhou, která může často stát v určité vzdálenosti od stroje. „To je však pro naše integrátory a konečné uživatele složité a z hlediska kabeláže také velmi nákladné. K vyřešení problémů potřebujete bezpečnostní ovladač. Proto jsme se obrátili na SICK,“ dodává James Pointer.

Výsledkem je bezpečnostní kontrola SICK Flexi-Soft mezi robotem a strojem s přidáním brány SICK Safe Efi Pro určenou pro standardní průmyslovou integraci bezpečnostní sítě založené na EtherNet přes CIP Safety. Toto průkopnické řešení překlenulo mezery v konektivitě a poskytování osvědčeného a velmi jednoduchého systému, který poskytuje maximální bezpečnost. Standardy i připojená zařízení se navíc v budoucnu sladí s CIP Safety přes EtherNet/IP.

Pointer dále říká: „Ačkoliv standardy EuroMap stále vyžadují vysokou bezpečnost, roboty FANUC podporují protokol EtherNet/IP přes protokol CIP. Podařilo se nám namontovat standardní propojovací box na stroj ROBOSHOT pro řídící jednotku SICK Flexi-Soft, takže více jádrová připojení zůstávají stejná.“ 

Nové řešení přináší mnoho výhod

Dlouhodobou a kontinuální spolupráci robota s řídící jednotkou zajistila linka EtherNet s dvoužilovým 24 V kabelem. Klíčovou součástí řešení se stalo použití kombinace bezpečnostních a standardních vstupních i výstupných karet, které jsou dostupné v řadě SICK. Díky tomu bylo možné vše zapojit bezpečně zpět na jedno místo ve spojovacím boxu po stejném EtherNet kabelu.

„Kromě toho jsme byli schopní integrovat dveřní blokování se samostatným zásobníkem tlačítek na boku stroje. Veškerá tlačítka pro spouštění, zastavování i reset stroje tak má obsluha pohodlně k dispozici na boku stroje,“ dodává Pointer.

Vývojové práce SICK a FANUC umožnily dosažení elegantního a jednoduchého řešení pomocí bezpečnostního robota přes EtherNet/IP. Toto řešení přináší řadu dalších výhod zákazníkům FANUC, koncovým uživatelům i systémovým integrátorům.

Největší výhody bezpečnostní integrace

• Výrazně nižší náklady na kabeláž.
• Jednodušší programování a nastavení.
• Možnost snadného dodatečného vybavení.
• Integrací pomocí ovladače SICK Flexi-Soft přes Efi-Pro lze snadno připojit další řídící jednotky robotů a poté je naprogramovat tak, aby bezpečně spolupracovaly.
• Je možné stanovit bezpečnostní logiku, která zabrání zbytečným zastavením, které by jinak mohly ohrozit efektivitu výroby.

Propojení výrobních procesů

Zákazníci mají nyní příležitost propojit své výrobní procesy. Diagnostické informace lze získat komunikací přes CIP Safety z připojených zařízení přes HMI. Pokud budou například v systému integrované bezpečnostní laserové skenery SICK, mohou vydávat různé výstrahy (např. v případě potřeby čištění stroje) a zároveň ukazovat operátorům historii o tom, kdy byla výstražná pole přerušená. 

Další plány spolupráce FANUC a SICK

Do budoucna se plánuje aktualizace normy EuroMap 73 tak, aby umožňovala komunikaci prostřednictvím CIP Safety, což vyloučí potřebu pevných kabelových připojení.

Od této chvíle budou všechny stroje využívající řešení SICK a FANUC zajištěné a připravené na další vývoj. „Spoluprací se společností SICK jsme poskytli řešení pro naše zákazníky, kteří nechtějí do počítačů přidávat další hardware či kabeláž a rádi by ušetřili integrátorům drahocenný čas,“ vysvětluje Pointer.

Zatímco FANUC může toto řešení aplikovat na nové stroje ROBOSHOT pro své zákazníky, jeho integrační partneři mají základ pro hotový balíček se všemi nezbytnými stavebními bloky, včetně bezpečnostního kontroléru, ochranných a blokovacích zařízení a ovládání pomocí tlačítek.

FANUC a SICK plánují v budoucnu stále více spolupracovat na překlenutí mezer a umožnění strojům, robotům a dalším zařízením hladkou spolupráci v otevřeném standardním prostředí přes Ethernet/IP.