Cobotveiligheid door zien en voelen

Pilz houdt zich al jaren bezig met robotveiligheid. Niet zo verwonderlijk dus dat de Duitse automatiseerder ook de cobotrevolutie omarmt. Naast de bekende camerasysteem SafetyEye, was er op de SPS in Neurenberg ook een curieus stukje hardware te vinden voor het gekalibreerd meten van de impact in geval van botsing.

In het najaar van 2016 schoven we bij Pilz in Vianen aan voor een interview met Martijn Drost. We spraken uitvoerig over een nieuwe in ontwikkeling zijnde norm voor cobots: EN ISO 15066. Toen al werd duidelijk dat Pilz een stevige vinger aan de pols houdt als het gaat om de cobot. Robots maakt het bedrijf nog niet. Maar ze veilig uit hun gebruikelijke kooi halen om ze vervolgens zij aan zij te laten werken met de mens? Daarvoor heeft het nu alle ingrediënten in huis.

 

Alziend SafetyEye

Fast Forward naar de SPS. Hier vinden we een Kuka LBR iiwa die chocolaatjes uitdeelt. Althans, dat had gekund. In de praktijk worden ze vanaf verschillende plekken opgepakt en op verschillende aflegposities in bakjes gedaan. Maar er is geen hek, en wie durft zou hem een reepje kunnen ontfutselen. De eerste veiligheidslinie? De ‘oude’ vertrouwde SafetyEye. Je zou het niet zeggen, maar de eerste versie van dit product is al bijna 10 jaar op de markt en zijn tijd daarmee ver vooruit. Dit 3D-camerasysteem kan precies in de gaten houden waar de robot, zijn gereedschap en de operator zich bevindt. Niet alleen kan hiermee een digitaal hek rondom het werkgebied van de robot gezet worden, ook is het mogelijk verschillende zones te definiëren waarin de robot anders reageert. Komt de operator in een eerste zone? Dan gaat de snelheid omlaag. Komt hij te dicht bij het werkgebied? Dan kan hij worden stilgezet, nog voordat operator en robot zich in elkanders bereik bevinden.  Er kan ook voor gekozen worden – en dit is bij de SPS demo het geval – de robot nog langzamer te laten bewegen en hem pas bij een botsing stil te zetten.

 

Impactgetallen

Dat brengt ons op een tweede beveiliging: zorgen dat er geen letselgevaar optreedt in geval van botsing.  De impact van de klap hangt af van de snelheid én de massa van de robot, uiteraard inclusief grijper en product.  Ook vorm en de stijfheid spelen een rol. Maar ja, wat is acceptabel?  En hoe beveilig je dit? Op de eerste plaats zal je moeten weten wat de veilige snelheden zijn, wil je deze kunnen begrenzen. Dit soort getallen zijn sinds kort terug te vinden in de norm EN ISO 15066. Hoe men aan deze getallen kwam? Studenten betalen voor hun incasseringsvermogen – met zo nu een dan een blauwe plek als maximaal resultaat.  Maar om naar elke robotinstallatie een student mee te nemen is natuurlijk niet de bedoeling. Pilz komt daarom met de PROBms. Met de gekalibreerde krachtsensor kan nauwkeurig worden gemeten wat de impactgetallen van robotbotsingen voor een specifieke toepassing zijn. Deze kunnen dan worden vergeleken met de waarden uit ISO 15066, en zo nodig kan de robotintegrator de snelheid aanpassen voor een veilige operatie.

 

 

Totaalplaatje

Natuurlijk heeft een cobot van zichzelf ook krachtsensoren in zijn gewrichten om te meten wanneer er sprake is van een botsing. Deze zijn door robotfabrikanten volledig geïntegreerd in het veiligheidscircuit van de robotbesturing. PROBms en ook 3 dimensionale camerasysteem SafetyEye zijn geen vervanging van deze veiligheidsfuncties, maar een aanvulling die het totale cobotplaatje veiliger maken. De krachtsensoren in de gewrichten registeren wat de opgenomen krachten in dat specifieke gewricht zijn, maar zeggen niets over de snelheid waarmee de as vervolgens moet draaien. Of in welke richting om bijvoorbeeld beknelling te voorkomen. Dit soort zaken hangt echt van de toepassing af. Bovendien heeft Pilz helemaal niet de ambitie om diep in de robotbesturing in te grijpen. Dat is de kerncompetentie van de robotbouwer. Maar voor de ‘onvoltooide machine’– wat de cobot volgens de letter van de wet is en blijft - heeft Pilz met de PROBms, Safety Eye (en overigens ook het automatiseringssysteem PSS4000 systeem als overkoepelende ‘masterbesturing’)  alle ingrediënten in huis om een verantwoorde CE-gecertificeerde cobotoplossing te realiseren.