현대 산업용 로봇 시스템은 점점 더 복잡한 인프라에 의존하여 지속적으로 진화하는 인공지능 (AI) 및 기계 학습 (ML) 기능을 지원합니다. 원활한 연결,이 시스템은 센서, 보안 하드웨어, 회로 보호 및 제어 구성 요소를 필요로 합니다.실시간 반응, 그리고 엄격한 기능 안전 표준.
이 기사는 SICK 센서, 안전 솔루션,그리고 이톤의 산업 제어 부품이 안전한 모션 제어에 어떻게 도움이되는지, 적응 시스템 행동 및 결정적 의사 결정. 구체적인 토론 주제에는 인식 구조, 인식 구조, 인식 구조와 같은 탄력 지능 자동화의 주요 동력 요소가 포함됩니다.기계 보안 준수, 오류 용인 제어 전략 및 분산 엣지 자동화 네트워크의 통합.
공장 역동적 환경에 대한 고급 감지 시스템
그림 1에서 보듯이 산업 4.0 로봇은 첨단 센서를 통해 공장 작업장에서 안전하고 효율적인 작동을 달성했습니다.계속 변화하는 빛과 같은 가혹한 조건에서 작동하지만공기 중 입자의 존재와 기계적인 진동, 이 센서는 여전히 실시간 데이터를 빠르게 처리하여 인력, 모바일 로봇,그리고 빠르게 움직이는 조립 라인.
이거스의 멀티축 산업 4.0 로봇 팔
그림 1: 멀티 축 산업 4.0 로봇 팔은 통합 센서와 실시간 피드백을 사용하여 정확하고 빠른 작동을 달성합니다. (사진 소스: Igus)
로봇 플랫폼은 여러 센서 모드를 통합하여 공간 인식과 밀리 초 수준 응답을 보장합니다.센서 융합 알고리즘은 이 입력 정보를 집계하여 로봇의 운영 환경의 실시간 모형을 생성합니다.시각 시스템은 물체 탐지 및 위치 관리, 보안 레벨 레이저 스캐너는 제한 구역 내에서 허가되지 않은 접근을 모니터링합니다.낮은 지연 시간 비행 (ToF) 센서는 3차원 공간 데이터를 캡처합니다., 실시간 경로 조정 및 컨텍스트 의식 행동.
로봇은 또한 내부 센서와 접촉 센서에 의존하여 동작 제어와 상호 작용을 향상시킵니다. 힘/토크 센서와 제한 스위치를 포함한 촉각 센서,포착에 대한 피드백을 제공할 수 있습니다.인덕티브, 용량 및 초음파 근접 센서는 접촉없이 가까운 물체를 감지 할 수 있으며 감지 거리는 일반적으로 ToF 시스템보다 짧습니다.엔코더와 전력 측정기는 정확한 운동 계획에 관절 위치와 속도를 추적합니다., 관성 측정 단위 (IMU) 는 방향과 균형을 유지하기 위해 가속과 각속도를 측정합니다. 마지막으로,전기 센서로 전류와 전압을 모니터링하여 모터 부하를 평가하고 결함을 감지합니다..
표준 기반 산업용 로봇 안전
산업 4.0 로봇은 인력과 장비의 안전을 보호하기 위해 엄격한 국제 안전 표준을 준수해야합니다.공장 작업실 로봇 시스템에 대한 기능 및 제어 시스템 안전 요구 사항을 지정합니다..
ISO 13849은 안전 관련 제어 부품에 대한 설계 및 유효성 표준을 설명합니다.이 표준은 위험 기반 접근 방식을 채택하고 위험의 심각성에 따라 시스템 무결성을 분류하기 위해 성능 수준 (PL) 을 사용합니다.IEC 62061은 전기, 전자, 전기 및 전자 장치의 기능 안전에 필요한 위험 감소를 정량화합니다.그리고 안전 무결성 레벨 (SIL) 을 이용한 프로그래밍 가능한 제어 시스템이 표준은 안전 비중이 높은 응용 프로그램에서 인식 및 제어 기능에 대한 설계, 구현 및 검증 요구 사항을 공동으로 명시합니다.
ISO 10218 표준은 이러한 원칙을 특히 산업용 로봇에 적용하여 로봇 설계, 작업 단위 레이아웃, 시스템 통합 및 운영에 대한 안전 요구 사항을 다루고 있습니다.이것은 비상 정지와 같은 작업을 수행하기 위해 안전 수준의 센서를 사용하는 것을 포함합니다.이러한 구성 요소는 지정된 성능 및 신뢰성 임계치를 충족해야하며 일반적으로 구조화된 테스트와 검증을 통해 입증됩니다.
ISO 13849, IEC 62061 및 ISO 10218 표준은 로봇 안전 표준의 핵심을 형성합니다.IEC 60204-1 전기 안전 표준 및 ISO/TS 15066 인간 기계 협업 표준을 포함하여, 안전 배포 및 통합에 대한 기본 틀을 확장했습니다.
인간-기계 협력을 위한 통합 보안 시스템
공장 운영자는 기능 및 기계 안전의 기준을 충족하기 위해 SICK 및 Eaton와 같은 공급 업체로부터 보안 솔루션을 채택합니다. 예를 들어,SICK의 Safe EFI Pro 시스템은 통합 센서를 사용합니다., 컨트롤러 및 액추에이터는 고정 및 모바일 로봇의 안전 기능의 실시간 제어를 지원합니다.마이크로 스캔 안전 레이저 스캐너, 역동적인 환경에서 적응적이고 상황에 따라 움직이는 감지 기능을 수행 할 수 있습니다.
SICK microScan3 안전 레이저 스캐너
그림 2: SICK의 microScan3 안전 레이저 스캐너는 보호 구역을 모니터링하고 움직임을 동적으로 감지하여 산업 환경에서의 적응 보호에 지원할 수 있습니다. (사진 소스: SICK)
운영자는 또한 SICK의 팔 끝 보호 시스템 (EOAS) 을 사용하여 로봇 도구 머리 주위에 동적 보호 구역을 유지할 수 있습니다.EOAS는 110 밀리초 미만의 응답 시간으로 안전한 비접촉 인간-기계 협력을 달성하기 위해 ToF 기술을 사용합니다..
이러한 자동화된 시스템들을 보완하기 위해, SICK는 또한 수동 및 주변 보안 부품을 제공합니다.운영자는 긴급한 경우 ES21 비상 정지 스위치를 작동함으로써 기계를 빠르게 종료 할 수 있습니다.STR1 비접촉 안전 스위치는 조작 방지 및 보호 모니터링을 달성하기 위해 RFID 기술을 채택하고 고급 코딩을 지원하며 EN ISO 14119 표준을 준수합니다.