Cobots Claus & Clara: robótica colaborativa com sistema de segurança SICK

6/abr/2018

A Continental faz parte dos fornecedores de automóveis líderes em âmbito mundial. A multiplicidade crescente de modelos e variantes de modelos de veículos e derivados, com ciclos de vida mais curtos dos produtos na indústria automobilística também aumenta a dinâmica junto aos fornecedores. Em linhas de produção rigidamente interconectadas, eventuais alterações e problemas em estações individuais exercem o seu efeito agravante sobre o rendimento da linha completa. Quanto maiores forem os problemas, mais difícil a sua compensação.

 

 

Na fábrica em Babenhausen, a linha de produção fornece componentes de alta tecnologia para cabines de automóveis a cada 15 segundos, vinte e quatro horas por dia. Resta pouco espaço para recuperar tempos de parada. Por isso, a Continental está substituindo linhas de controle e de alimentação rígidas por linhas de controle colaborativas redundantes e flexíveis: os Cobots Klaus e Clara abastecem as máquinas de teste automáticas e se encontram sempre no lugar onde são necessários. Se necessário, operadores os auxiliam, trabalhando lado a lado. Para a segurança de uma colaboração mútua segura, uma solução de segurança da SICK, composta de scanners a laser de segurança S300, controladores de segurança TR4 e controladores de segurança baseados no software Flexi Soft.

 

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Na linha de controle totalmente nova, existem três bancadas de teste alimentadas por robôs (Cobots). O Cobot pega uma peça de uma esteira, coloca-a na máquina de teste automática, agarra novamente o dispositivo verificado e o larga sobre a próxima esteira.

 

A segurança torna a colaboração homem e robô segura

"Claus (Clever automatisiertes universelles Roboter-System; sistema robotizado universal automatizado inteligente) e Clara (Clever automatisierte Roboter Applikation; aplicação robotizada automatizada inteligente), robôs de construção leve, semimóveis, que operam de modo estacionário, porém, podem ser utilizados de forma móvel", assim Heiko Leibisch, Engenharia Industrial, Robótica, Continental Automotive GmbH, descreve os robôs e suas vantagens. "Com esse conceito, é possível erguer o robô e o conduzir a um outro local para outro turno. Desta maneira, temos a possibilidade de trabalhar em duas instalações com os mesmos robôs. No turno da manhã, numa instalação e, no turno da tarde ou da noite, em outra instalação."

Com ajuda de indexação mecânica, o Cobot pode ser posicionado a qualquer momento novamente no local de teste, onde um controlador de segurança com transponder TR4 Direct Unique-Code Sensor, verifica o atuador TR4 Direct Unique-Code em Claus ou em Clara.

"Tudo que está dentro do sistema no que se refere à segurança é controlado pelo controlador de segurança Flexi Soft, programável com software. Ou seja, o Flexi Soft verifica se o controlador de segurança codificado está presente. Se não estiver, nada acontece. Então ele emite um aviso de erro. Quando o controlador é verificado, os scanners a laser de segurança (S300 Advanced) carregam os conjuntos de campo, salvos de acordo com o local de trabalho, e passam ao Cobot como pela primeira vez a liberação para que ele possa carregar o seu programa e possa iniciar", assim Heiko Liebisch descreve a inicialização. "Temos a possibilidade de conectar vários controladores codificados em etapa preliminar. Desta forma, podemos organizar vários locais de trabalho para o Cobot."

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A nova linha oferece possibilidade de recolocar as peças excluídas e testadas novamente à instalação em operação como peças de retorno. Para este fim, um operador se dirige à instalação de teste ou ao Cobot, durante a operação, larga a peça de teste em algum lugar, justamente onde tem espaço disponível, sai novamente e o Cobot sabe automaticamente que algo está lá que eu ainda preciso verificar, e continua a trabalhar normalmente.

Os scanners de segurança a laser, que instalados em diagonal, têm a tarefa de monitorar a periferia, mostram, no lado frontal, através de sinalizadores luminosos nas cores de semáforos, as zonas de proteção de campo ou a sua violação. Para que os operadores possam perceber isso num piscar de olhos, o corpo inteiro abaixo do braço do robô de acordo com o sistema automatizado dos sinais de semáforo. No modo colaborativo, Claus inicia na cor amarelo e reduz a velocidade. Quando chega ao modo vermelho, ele fica totalmente imóvel. Quando o operador sai do campo de proteção vermelho, o sistema e Claus reiniciam automaticamente. O operador não precisa dar a confirmação.

 

No início é realizada sempre a avaliação de risco – também nos Cobots

Mesmo que Claus e Clara se movimentem de modo relativamente lento, pode ocorrer que um braço do robô chegue perto demais do operador, colocando-o em perigo de vida.  "É preciso avaliar sempre o conceito geral; por isso, dispomos de garras sinterizadas a laser, que utilizamos na parte dianteira – sem cantos pontudos, tudo arredondado."

Nenhuma colaboração homem & robô é igual à outra – razão porque é necessária uma avaliação de risco individual da aplicação MRK, mesmo que o robô utilizado tenha sido desenvolvido especificamente para interação com o homem – portanto, tal Cobot apresenta uma diversidade de características inerentes a uma construção segura já desde as bases de seu dimensionamento. Simultaneamente, também o espaço de colaboração precisa cumprir requisitos básicos, por exemplo, no que diz respeito a distâncias mínimas em relação a zonas limítrofes com perigos de esmagamento ou com perigo de ficar preso. A base normativa para a segurança funcional de aplicações MRK são as normas gerais, tais como as normas IEC 61508, IEC 62061 e ISO 13849-1/-2. Adicionalmente, devem ser consideradas as normas ISO 10218-1/-2 sobre segurança de robôs industriais e, especialmente, a ISO TS 15066 sobre robôs para operação colaborativa.

A equipe do Heiko Liebisch procurou aconselhamento e treinamento referentes ao dimensionamento, diretrizes, prescrições legais e normas para a robótica colaborativa da SICK. “Estamos muito satisfeitos com o sistema que funciona lá fora”, comenta Heiko Liebisch sobre o resultado. Na prática, aparecem aqui e ali ainda algumas possibilidades de otimização, que continuaremos a aperfeiçoar com a SICK como parceiro, no sentido de uma solução global."

 

Linha-piloto bem-sucedida desde o início de 2017

Heiko Liebisch e seu colega Dejan Pfaff´planejaram a nova linha-piloto 4.0 da Continental Automotive GmbH in Babenhausen e construíram os robôs. Pode-se dizer que eles são os pais de Claus e Clara, que em breve terão irmãos que serão denominados de Cora e Kurt. Naturalmente a conversão bem-sucedida será como uma escola na Continental. Está planejada a utilização de outros Cobots. A propósito de “escola”, os Claus e Claras são construídos por alunos da Continental Automotive GmbH. Os mecânicos constroem a estrutura básica, os mecatrônicos, o restante. Um assunto muito interessante para os alunos. Se mais tarde algum dia forem trabalhar numa linha deste tipo, poderão dizer com orgulho: fui eu quem construiu.

 

Outras contribuições:

A segurança torna a colaboração homem e robô segura

 

Soluções de segurança para a colaboração segura entre homem e robô

 

Tecnologia Vision conduzindo os Cobots

 

 

Josef Zimmermann
Josef Zimmermann

Josef Zimmermann 

Technical Industry Manager Robotics

Desde 2010, Josef Zimmermann, como Gerente de Engenharia Industrial, se ocupa com o assunto robótica. Ele ingressou na SICK em 2000 como engenheiro de aplicações na área da técnica de medições a laser e tecnologias de rede. Pontos de referência sobre a sua atual área de tarefas já se apresentaram muito cedo sobre a navegação de veículos autônomos bem como sobre projetos na robótica industrial e de serviços.

 

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