Wymagania dla w pełni zautomatyzowanych przeładunków

W tradycyjnym podejściu do ochrony dostępu do obszaru przeładunku między AGV a komórką robota często wykorzystywane są kurtyny świetlne. Chociaż jest to technicznie wykonalne, ma ograniczone możliwości: nie można automatycznie monitorować obecności osób w obszarze przeładunku. Aby utrzymać ludzi z dala od strefy zagrożenia, te klasyczne koncepcje wymagają dalszych zabezpieczeń – takich jak środki mechaniczne, np. ogrodzenia i bariery. Rozwiązaniem bardziej wydajnym jest w pełni zautomatyzowany, bezpieczny transfer bez barier fizycznych pomiędzy pojazdami AGV a komórkami robotów. System musi jednak być w stanie bezbłędnie odróżniać ludzi od pojazdów AGV. W przypadku przyjęcia tej koncepcji muszą być spełnione następujące warunki:

• Strefa niebezpieczna stacji przeładunkowej AGV musi być zabezpieczona podczas całego procesu.
• Zdefiniowane pojazdy AGV powinny być w stanie przemieszczać się i opuszczać obszar roboczy równolegle do osi scieżki (opcjonalnie: również po łuku) w sposób w pełni zautomatyzowany.
• Osoby lub inne nieregularności w stosunku do zdefiniowanego konturu AGV muszą być każdorazowo rozpoznawane, wyzwalając bezpieczny sygnał zatrzymania.

AGV w polach ochronnych

Rozwiązanie do zabezpieczania stacji przeładunkowych robotów/pojazdów AGV opracowane przez Leuze gwarantuje dwie funkcje bezpieczeństwa:

• Zatrzymanie niebezpiecznego ruchu w komórce robota • Dynamiczną korektę pól ochronnych wokół AGV

Do zabezpieczenia całego obszaru stacji przeładunkowej, Leuze stosuje laserowe skanery bezpieczeństwa. Wykorzystują one pola ochronne do wykrywania wejścia oraz obecności osób w obszarze stacji przeładunkowej. W razie zaistnienia takiej sytuacji system generuje sygnał zatrzymania. W zachodzącym równolegle procesie w monitorowanej strefie nieustannie kontroluje się pozycję pojazdu AGV. Oprogramowanie bezpieczeństwa maskuje kontury pojazdu, aby w strefie chronionej nie wyzwalał sygnału zatrzymania. W ten sposób pole ochronne dynamicznie jest korygowane wokół poruszającego się pojazdu AGV. To dlatego skanery laserowe stopniowo przełączają wstępnie skonfigurowane pola ochronne. Umożliwia to pojazdowi AGV, który „otoczony jest” polami ochronnymi na automatyczne wjechanie do stacji, przeniesienie materiału do miejsca przeładunku, a następnie ponowny wyjazd ze stacji. Dla całego cyklu zachowany jest poziom bezpieczeństwa. Zaletą tego rozwiązania jest to, że całe otoczenie przez cały czas znajduje się w polu ochronnym – mając zapewnioną kompleksową ochronę. Co do zasady tylko AGV o konturach zdefiniowanych wcześniej w systemie może znaleźć się w polu ochronnym. W celu wykrycia prób manipulacji lub niewspółosiowości skanera, Leuze wykorzystuje poziomicę wbudowaną w urządzenie, oraz dodatkowe zewnętrzne kontury referencyjne.

Możliwość wjazdu równolegle do osi ścieżki lub po łuku

Rozwiązanie bezpieczeństwa Leuze wymaga zaledwie kilku komponentów, w tym dwóch laserowych skanerów bezpieczeństwa RSL 400, które wyróżniają się doskonałą wydajnością, wytrzymałością i łatwością obsługi. Dzięki dużemu zasięgowi działania wynoszącemu 8,25 metra są one w stanie monitorować nawet duże obszary. Rozwiązanie uzupełnia oprogramowanie bezpieczeństwa Leuze oraz system sterowania Siemens SIMATIC S7. Optymalne pozycjonowanie skanera laserowego RSL 400 zależy od różnych czynników, które należy wziąć pod uwagę w zależności od zastosowania:

• Układu w danej aplikacji i potencjalnego zacienienia wynikającego z usytuowania elementów
• Specyfikacji pojazdu AGV (np. wymiarów)
• Pozycji wjazdu i wyjazdu pojazdu AGV do/z pola ochronnego
• Ścieżki transportu i prędkości pojazdu AGV w polu ochronnym (równolegle do osi scieżki i/lub po łuku)

W zależności od powyższych, wskazane może być rozmieszczenie skanerów laserowych wokół pola ochronnego ukośnie lub równolegle. W szczególnych przypadkach (np. obejmujących układy z narożnikiem, z cieniem od strony budynku lub konstrukcji komórki) może pojawić się konieczność wykorzystania w konstrukcji systemu więcej niż dwóch skanerów laserowych.

Łatwe wdrożenie

Aby wprowadzić tego rodzaju inteligentne zabezpieczenia konieczne jest spełnienie zaledwie kilku wymagań, takich jak minimalna szerokość pojazdu AGV oraz maksymalna prędkość jazdy w polu ochronnym. Dodatkowo, zakładana dokładność trasy przejazdu pojazdu AGV wynosi około 50 milimetrów. Oprócz tego, przed strefą niebezpieczną musi być zapewniona odpowiednia ilość miejsca, po to żeby:

• móc w tej przestrzeni wykonywać manewry pojazdem AGV, oraz
• aby stworzyć wystarczająco duże pole ochronne skanera (określona, minimalna odległość od źródeł zagrożeń ze wszystkich stron dostępu).

Aby zainicjować wjazd lub przejazd pojazdu AGV zainstalowany w nim system sterowania transportem materiałów musi z wyprzedzeniem zgłosić swoją trasę w systemie bezpieczeństwa. W zależności od oceny ryzyka dla danej aplikacji, w przypadku naruszenia pola ochronnego, oprócz zatrzymania komórki robota może być również konieczne zatrzymanie pojazdu AGV. Rozwiązanie to opiera się na założeniu stworzenia bezpiecznej komunikacji między komórką a pojazdem AGV.