BEDIENHANDBUCH KR 3 SI. Inbetriebnahme. Install/Zusatz/KR3SI de. 1 von 35

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1 BEDIENHANDBUCH KR 3 SI Inbetriebnahme 1 von 35

2 e Copyright KUKA Roboter mbh Diese Dokumentation darf - auch auszugsweise - nur mit ausdrücklicher enehmigung des Herausgebers vervielfältigt oder Dritten zugänglich gemacht werden. Es können weitere, in dieser Dokumentation nicht beschriebene Funktionen in der Steuerung lauffähig sein. Es besteht jedoch kein Anspruch auf diese Funktionen bei Neulieferung bzw. im Servicefall. Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard - und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so daß wir für die vollständige Übereinstimmung keine ewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden jedoch regelmäßig überprüft, und notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Technische Änderungen ohne Beeinflussung der Funktion vorbehalten. PD Interleaf 2 von 35

3 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Lieferumfang Funktionsbeschreibung der Bauteile Funktionsbeschreibung der taktilen Sensoren Funktionsbeschreibung der kapazitiven Näherungssensoren Funktionsbeschreibung des flexiblen Werkzeugflansches Hardware Installation - Inbetriebnahme Inbetriebnahme Zusatzsteuerung für KR 3 SI Einbau der Zusatzsteuerung für KR 3 SI Einstellen der kapazitiven Näherungssensorik rundeinstellungen Abgleich Fühlerbruch Funktionskontrolle Abgleich Einzelkanalüberwachung (Abgleich Näherungssensorik) Signalbild der Auswerteeinheit Software Einleitung Beschreibung der einzelnen Module Roboter--Interpreter Submit--Interpreter Unabhängige Steuerung (SPS) Auswerteeinheiten der kapazitiven Näherungssensoren Installation Unabhängige Steuerung (SPS) Bedingungen für erfolgreichen zyklischen Test Ein - / Ausgangs - Abbild Robotersteuerung SPS Deklarationen in der Datei $config.dat Zyklischer Test Override Funktionen des Submit -Interpreter Fold KR3_SI INIT Fold KR_3_SI_PLC Versteckter Fold CheckKapSensor von 35

4 Inbetriebnahme 9.2 Roboterprogrammvorlage Vorgabe.src Fold KR3_SI INI Hauptprogramm Versteckter Fold Roboterstop Zyklisches Testprogramm KR3_SI_Cycl_Test.src Fold INI Hauptprogramm Test der Einzelbereiche Applikationsspezifische Anpassungen Fehlerbehandlung Test fehlgeschlagen / Roboter gestoppt Fehlende Annäherungserkennung von 35

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6 Inbetriebnahme 1 Einleitung Abweichend vom Allgemeinen Sicherheitskapitel der KUKA Roboter mbh kann das Robotersystem bestehend aus: - Roboter KR 3 SI - Steuerung KR C3 - Zusatzsteuerung für KR 3 SI im Automatikbetrieb ohne Trennende Schutzeinrichtung betrieben werden. Dies muß durch eine Risikoanalyse bestätigt werden. Das KR 3 SI System ist ein Robotersystem zur direkten Interaktion mit dem Menschen (Safe Interaction). Das Sicherungssystem basiert auf vier Funktionsmechanismen: leichmäßiges Abbauen der im Roboter gespeicherten kinetischen Energie durch eine dämpfende Schutzhülle (Schaumstoffpuffer). Auslösen eines Stopps (Kategorie 0; DIN EN 60204) durch taktile Schaltelemente (Sicherheitskategorie 3 nach DIN EN ). Reduzierung der Robotergeschwindigkeit durch kapazitive Näherungssensoren (Override 5 %). Absicherung des Werkzeugs durch einen flexiblen Werkzeugflansch (Auslösen eines Stopps nach (Kategorie 0; DIN EN 60204). 6 von 35

7 1 Einleitung (Fortsetzung) 1.1 Lieferumfang Zum Lieferumfang gehören: Roboter KR 3 SI (Abb. 1/1) mit Steuerung KR C3 (Abb. 1/2) und Zusatzsteuerung für KR 3 SI (Abb. 1/3) Um eine detaillierte Beschreibung zum Roboter und der Zusatzsteuerung zu erhalten, siehe Bedienhandbuch KR 3 SI Roboter und Bedienhandbuch Zusatzsteuerung für KR 3SI KR 3 SI 2 KR C3 3 Zusatzsteuerung für KR 3 SI Abb. 1 Robotersystem und Hauptbaugruppen des Roboters 7 von 35

8 Inbetriebnahme Flexibler Werkzeugflansch (Abb. 2/1) 1 1 Flexibler Werkzeugflansch Abb. 2 Flexibler Werkzeugflansch am KR 3 SI Vier Schaumstoffpuffer mit integrierter Näherungssensorik und taktiler Sensorik (Abb. 3/1) Schaumstoffpuffer Roboterhand links 2 Schaumstoffpuffer Roboterhand rechts 3 Schaumstoffpuffer Roboterarm 4 Schaumstoffpuffer Roboterschwinge Abb. 3 Schaumstoffpuffer am KR 3 SI 8 von 35

9 2 Funktionsbeschreibung der Bauteile 2.1 Funktionsbeschreibung der taktilen Sensoren 2 Funktionsbeschreibung der Bauteile Die taktilen Sensoren sind Schaltleisten. Die Schaltleisten sind im Schaumstoff der dämpfenden Schützhüllen (Schaumstoffpuffer) eingegossen, die wiederum mit dem Roboter verschraubt sind. Druck auf eine Schaltleiste führt zu einem Durchgangssignal. Die Elektronik des Schaltgerätes ist zweikanalig (redundant) aufgebaut. Die Elektronik überwacht den elektrischen Widerstand der angeschlossenen Signalgeber mit einem definierten Ruhestrom. Bei unbetätigten Signalgebern sind beide Ausgangsrelais angezogen und beide gelben LEDs auf dem Sicherheitsschaltgerät der taktilen Sensorik in der Zusatzsteuerung leuchten. Im Bedienhandbuch Zusatzsteuerung für KR 3 SI wird das Sicherheitsschaltgerät der taktilen Sensorik beschrieben. Wird ein Signalgeber betätigt oder die Verbindung zum Schaltgerät unterbrochen, fallen die beiden Relais ab. 9 von 35

10 Inbetriebnahme 2.2 Funktionsbeschreibung der kapazitiven Näherungssensoren Das Funktionsprinzip der kapazitiven Näherungssensoren basiert auf der Auswertung einer Kondensatorschaltung. Eine angelegte Wechselspannung führt, abhängig von der Kapazität im elektrischen Feld zu einem resultierenden Stromverlauf. Die Kapazität ist abhängig von der Dielektrizitätskonstanten des Mediums im elektrischen Feld (z. B. die Dielektrizitätskonstante von Wasser (Mensch) ist 81 mal größer als von Luft). Die kapazitiven Näherungssensoren sind nicht in der Lage egenstände zu erkennen. Sie dienen nur der Erkennung von Personen. Handgeführte egenstände dürfen nicht im Bewegungsbereich des Roboters geraten. Von den beiden Elektroden der Kondensatorschaltung wird eine auf die Roboterstruktur (in den Schaumstoffpuffern) aufgebracht, die andere ist mit dem rundpotential der Erde verbunden. An der zusätzlichen Meßelektrode (in den Schaumstoffpuffern) wird das Meßsignal aufgenommen. Nach einer Spitzenwertgleichrichtung dient der analoge Spannungswert an der Meßelektrode als Vergleichswert zur Beurteilung, ob eine Annäherung statt gefunden hat oder ob eine Fehlfunktion des Sensors vorliegt (z. B. Kontaktbruch). Abb. 4 zeigt die Anordnung von Anregungselektrode (größere Sensorfläche) und Meßelektrode (kleinere Sensorfläche). Die Anregungselekrode schirmt die Meßelektrode gegen das Massepotential des Roboters ab Anregungselektrode 2 Meßelektrode Abb. 4 Anregungs-- und Meßelektroden der kapazitiven Sensoren Das Sensorsignal wird zum einen auf das Überschreiten eines Maximalwertes überwacht (Erkennung einer Annäherung), zum anderen auf das Unterschreiten eines Mindestwertes. Auch wenn sich kein Objekt im Feld befindet, wird durch die angelegte Wechselspannung ein Mindestsignal erzeugt. Fehlt dieses Signal, wird von einem Fehler (z. B. Fühlerbruch) in der Meßelektronik ausgegangen. Liegt der Spannungswert eines Sensors im Bereich zwischen oberen und unterem renzwert wird ein digitales Ausgangssignal gesetzt. Im Steuerungs--PC wird bei Anliegen diesen Eingangs die reguläre Verfahrgeschwindigkeit des Roboters gesetzt. Ein Abfallen des Signals bewirkt ein Reduzieren der Verfahrgeschwindigkeit auf 5 % Override. 10 von 35

11 2 Funktionsbeschreibung der Bauteile (Fortsetzung) 2.3 Funktionsbeschreibung des flexiblen Werkzeugflansches Der Zwischenflansch (Abb. 5/2) ist mit dem Roboterabtriebsflansch fest verschraubt. Das Werkzeug wird am flexiblen Werkzeugflansch (Abb. 5/1) montiert. Der flexible Werkzeugflansch wird montiert, indem die egenstücke (Abb. 5/4) auf der Innenseite auf die als federnde Druckstücke ausgeführten Zentrierbolzen des Zwischenflansches (Abb. 5/3) eingerastet werden. Die Zentrierbolzen sind nicht kreissymmetrisch angeordnet, sodaß der flexible Werkzeugflansch nur in einer Position eingebaut werden kann. Die korrekte Montageposition des flexiblen Werkzeugflansches ist erreicht, wenn die eingefrästen Markierungen am flexiblen Werkzeugflansch und am Zwischenflansch (Abb. 5/6 und 7) übereinstimmen flexibler Werkzeugflansch (Innenseite) 2 Zwischenflansch 3 Zentrierbolzen 4 egenstück zum Zentrierbolzen 5 Fangleine 6 Markierung am flexiblen Werkzeugflansch 7 Markierung am Zwischenflansch Abb. 5 flexibler Werkzeugflansch (Innenseite) und Zwischenflansch Bei Kollision eines Hindernisses mit dem angebauten Werkzeug gleiten die federnden Zentrierbolzen aus den egenstücken, was (um Verletzungsrisiko zu reduzieren) zum Ablösen des flexiblen Werkzeugflansches führt. Eine Fangleine am Zwischenflansch (Abb. 5/5) sichert das Werkzeug. Die drei Zentrierbolzen des flexiblen Werkzeugflansches wirken als Schalter, die bei einem Ablösen zwangsweise öffnen. Sie sind gegen den Roboter bzw. Masse isoliert. Beim Ablösen, erlöschen die zwei gelben LEDs auf dem Sicherheitsschaltgerät der taktilen Sensorik in der Zusatzsteuerung. Im Bedienhandbuch Zusatzsteuerung für KR 3 SI wird das Sicherheitsschaltgerät der taktilen Sensorik beschrieben. Das Ablösen eines Zentrierbolzens bewirkt ein NOT--AUS. 11 von 35

12 Inbetriebnahme 3 Hardware Installation - Inbetriebnahme 3.1 Inbetriebnahme Zusatzsteuerung für KR 3 SI Voraussetzung für die Inbetriebnahme Zusatzsteuerung für KR 3 I ist ein bereits aufgebauter KR 3 SI Roboter mit angeschlossenem Steuerschrank KR C3. Für die Roboterinbetriebnahme und Anschluß des Steuerschranks KR C3 siehe Dokumentation KR 3 SI Aufstellung und Bedienungsanleitung KR C Zusatzsteuerung für KR 3 SI 2 Steuerschrank KR C3 3 Schnittstelle X504 4 Roboter KR 3 SI Abb. 6 Robotersystem und Hauptbaugruppen des Roboters 12 von 35

13 3 Hardware Installation - Inbetriebnahme (Fortsetzung) Einbau der Zusatzsteuerung für KR 3 SI In der folgenden Aufzählung wird beschrieben, wie die Zusatzsteuerung für KR 3 SI mit dem Steuerschrank KR C3 und mit dem Roboter KR 3 SI verbunden wird: Verbindungsleitung zum Devicenet 2 Verbindungleitung zur X11 3 Spannungsversorgung 24V DC Abb. 7 Verbindungsleitungen der Zusatzsteuerung für KR 3 SI Die Lage der Schnittstellen am KR C3--Steuerschrank weicht, abhängig vom ausgelieferten Schranktyp, ab. Sie wird in der mit dem Steuerschrank ausgelieferten Dokumentation Bedienungsanleitung KR C3 beschrieben. (1) Die 24V Spannungsversorgung (Abb. 7/3) mit der Schnittstelle X14 am KR C3 verbinden. Die lose Masseleitung am Stecker muß so mit dem ehäuse des KR C3 verschraubt werden, daß ein Erdungsanschluß verwirklicht wird. (2) Die Verbindungsleitung zum DeviceNet (Abb. 7/1)mit der Schnittstelle X801 des KR C3 verbinden. (3) Die Verbindungsleitung zur X11 mit der Schnittstelle X11 des KR C3 verbinden. 1 Schnittstelle X501 (zum Roboter) Abb. 8 Schnittstelle X501 1 (4) Die Schnittstelle X501 mit der Schnittstelle am Roboterfuß X504 (Abb. 6/3) verbinden. 13 von 35

14 Inbetriebnahme 3.2 Einstellen der kapazitiven Näherungssensorik Nach ordnungsgemäßer Installation der Zusatzsteuerung ist ein Abgleich der einzelnen Sensorbereiche durchzuführen. In Abb. 9 erfolgt eine Nummerierung der vier Sensorbereiche Sensorbereich 1 2 Sensorbereich 2 3 Sensorbereich 3 4 Sensorbereich Abb. 9 Zuordnug der Sensoren Potentiometer für Sensorbereich 1 2 Potentiometer für Sensorbereich 2 3 Potentiometer für Sensorbereich 3 4 Potentiometer für Sensorbereich 4 5 Auswerteeinheit der kapazitiven Näherungssensorik Abb. 10 Zusatzsteuerung für KR 3 SI 14 von 35

15 3 Hardware Installation - Inbetriebnahme (Fortsetzung) rundeinstellungen Potentiometer P1 (Abb. 11/1) dient zur Einstellung der enerator--amplitude und ist werkseitig auf Maximum eingestellt (Lacksicherung). Die rundeinstellun darf nur im dringenden Bedarfsfall (ständige Übersteuerung) verändert werden. Das Entfernen einer Lacksicherung darf nur nach Rücksprache mit dem KUKA -Roboter -Kundendienst erfolgen. efahr für Personen muß dabei ausgeschlossen sein. LED 5 P103 P101 P303 P301 P203 P1 P201 P403 P401 Abb. 11 Auswerteeinheit der kapazitiven Sensorik Abgleich Fühlerbruch Die Fühlerbruchüberwachung basiert darauf, daß ein ordnungsgemäß angeschlossener Sensor bei richtiger erätefunktion ein rundsignal liefert. Bei Funktionsstörungen wird dieses Signal unterschritten. Deshalb wird jeder Kanal auf dieses rundsignal abgeglichen und zwar so, daß der Schaltpegel etwas oberhalb dieses Wertes liegt. Es wird also durch Drehen an den Abgleichpotentiometern P103, P203, P303 und P403 (jeweils der rechte Potentiometer der einzelnen Sensoren Abb. 11) der Schaltpunkt gesucht, angezeigt durch die grünen LEDs neben den Potentiometern. Nachdem der Schaltpunkt erreicht wurde, sollte das Potentiometer noch 1/ Umdrehung im Uhrzeigersinn gedreht werden, um den etwas höheren Wert zu erreichen. Der Betriebzustand ist erreicht, wenn alle 4 Fühlerbruch--LEDs leuchten und die LED 5 (emeinsame Fühlerbruchsignalisierung Abb. 11) aus ist. 15 von 35

16 Inbetriebnahme Funktionskontrolle Eine Funktionskontrolle kann durch Abziehen eines Sondensteckers erfolgen. Wenn man bei abgezogenem Sondenstecker den Abgleichschaltpunkt sucht, kann man den möglichen Einstellbereich ermitteln (Umdrehungen des Abgleich--Potentiometers zum vorher durchgeführten Abgleich zählen) Abgleich Einzelkanalüberwachung (Abgleich Näherungssensorik) Hier wird ebenfalls mittels der Potentiometer P101, P201, P301 und P401 (jeweils links angeordnet Abb. 11), angezeigt durch die zugeordneten gelben LEDs, der Schaltpunkt gesucht. Im egensatz zum Fühlerbruchabgleich muss aber vom Abgleichpunkt das Abgleichpotentiometer etwas gegen den Uhrzeigersinn zurückgedreht werden und so verbleiben. Je mehr zurückgedreht wird, desto unempfindlicher wird der Sensor. Abfahren des Programms und Einstellen der Sensoren mit maximalem Wirkbereich --1/2 Umdrehung, damit im Normalbetrieb kein Auslösen der Sensoren auftritt. Im Betriebszustand müssen alle gelben LEDs aus sein, wird in einem Kanal eine Annäherung erfasst, leuchtet dann die zugeordnete gelbe LED auf Signalbild der Auswerteeinheit Aus den Anzeigen der LEDs lässt sich ermitteln, in welchem Zustand sich die Messung befindet LED POWER 2 LED 6 3 LED 7 4 LED 5 5 rechte LED eines Sensorbereiches 6 linke LED eines Sensorbereiches Abb. 12 Auswerteeinheit der kapazitiven Sensorik Die Schaltzustände werden durch die LEDs angezeigt: grüne LED Power (Abb. 12/1) bedeutet: Betriebsbereitschaft (Versorgungsspannung liegt an) 16 von 35

17 3 Hardware Installation - Inbetriebnahme (Fortsetzung) rote LED5 (Abb. 12/4) bedeutet: emeinsame Fühlerbruchsignalisierung. Der betroffene Sensorbereich wird durch Erlöschen der zugeordneten grünen LED (Abb. 12/5) angezeigt. rote LED 6 (Abb. 12/2) bedeutet: Störung der Näherungsensorik; Selbstüberwachung. Durch die Kombination mit weiteren LEDs kann die Störungsursache eingegrenzt werden. Signalisiert die LED6 eine Störung, ohne daß eine Annäherung bzw. ein Fühlerbruch vorliegen, liegt ein Fehler im Bereich der Selbstüberwachung vor (Stecker abgefallen, Bruch eines Kabels im Versorgungsbereich usw). grüne LED7 (Abb. 12/3) bedeutet: Normalzustand gelbe LED (rechte Seite) eines Sensorbereiches bedeutet: Annäherung wird durch das Aufleuchten angezeigt. 17 von 35

18 Inbetriebnahme 4 Software 4.1 Einleitung Die grundlegende Sicherheit des Robotersystems wird durch zwei sich ergänzenden Sicherungssysteme erreicht: Durch eine Annäherungserkennung (kapazitive Sensorik) wird die Robotergeschwindigkeit auf 5 % Override reduziert. Berührungsempfindliche Schaltleisten (taktile Sensorik) in den Schaumstoffpuffern bewirken bei einer Kollision des Roboters mit einem Hindernis einen NOT--AUS. Die Override--Reduzierung wird über den Submit--Interpreter gestartet (siehe Abb. 13). Robotersteuerung Roboter -Interpreter Produktionsprogramm (Submit--Interpreter muß aktiviert sein) zyklischer Test I.O. Zyklisches Testprogramm Submit -Interpreter (wird permanent durchlaufen analog SPS) Wenn Näherungssensor ein Hindernis erkennt: Die programmierte eschwindigkeit wird reduziert. Wenn kein Hindernis erkannt wird: Programmierte eschwindigkeit. Stößt zyklischen Test an Test gestartet Unabhängige Steuerung Wenn letzter zyklischer Test vor mehr als x Minuten durchgeführt wurde: Zyklischen Test starten. Wenn zyklischer Test fehlschlägt: Roboter Stop, Fehlermeldung. Wenn bei Teststart ein Annäherungssignal anliegt: Roboter Stop, Fehlermeldung. Wenn die Dauer des Anstehens des Annäherungssignals im Testprogramm zu lang ist: Roboter Stop, Fehlermeldung. Auswerteeinheit der kapazitiven Sensoren Abb. 13 Module der Sicherheitsfunktion in der Robotersteuerung 18 von 35

19 Der Submit--Interpreter ist ein Programm, das parallel zum Roboter--Interpreter im Hintergrund läuft, um Steuerungsaufgaben der Peripherie (ähnlich einer SPS) zu erledigen. Im Initialisierungsteil des Roboterprogrammes ist festgelegt, daß bei Start des Produktionsprogrammes auch der Submit--Interpreter angewählt sein muß. Um die Sicherheit zu erhöhen, wird die Funktion zyklisch (z. B. alle 2 Stunden) durch Aufrufen eines Test--Roboterprogrammes überprüft. Der Start der Testbewegung wird der SPS durch ein Signal angezeigt. Die Zeit während eine Annäherung im Testprogramm erkannt wird, wird in der unabhängigen Steuerung gemessen. Unterschreitet die gemessene Zeit dem in der unabhängigen Steuerung eingestellten Wert (Default : fünf Sekunden), z. B. durch fehlende eschwindigkeitsreduzierung, wird der Roboter gestoppt. 4.2 Beschreibung der einzelnen Module Roboter -Interpreter Submit -Interpreter Im Roboter--Interpreter werden die Bewegungsprogramme des Roboters abgearbeitet: das eigentliche Produktionsprogramm (Vorgabe.src) das zyklische Testprogramm (KR3_SI_Cyc_Test.src) Der Submit--Interpreter ist ein Programm, das parallel zum Roboter--Interpreter im Hintergrund läuft. Dieses Programm wird in der Regel verwendet, um Steuerungsaufgaben der Peripherie (ähnlich einer SPS) zu erfüllen: Löst bei Anstehen eines Annäherungssignals die eschwindigkeitsreduzierung aus Unabhängige Steuerung (SPS) Überprüft, ob bei Kollisionserkennung durch den berührungsempfindlichen Sensor auch eine Annäherungserkennung stattgefunden hat. Die unabhängige Steuerung startet zyklisch, durch Setzen eines Eingangs auf der Robotersteuerung das Testprogramm KR3_SI_Cyc_Test.src. Weiterhin wird das korrekte Ausführen des Test überwacht Auswerteeinheiten der kapazitiven Näherungssensoren Die Auswerteeinheiten der kapazitiven Näherungssensoren setzen bei Annäherungserkennung einen Eingang auf der unabhängigen Steuerung (SPS) und der Robotersteuerung. 19 von 35

20 Inbetriebnahme 5 Installation Im Auslieferungszustand sind die in den folgenden Kapiteln beschriebenen Dateien vorinstalliert. Bei Verwendung einer nicht konfigurierten Festplatte müssen die Dateien wie in den folgenden Kapiteln beschrieben, geändert werden. Die berührungsempfindlichen Sensoren sind im Auslieferungszustand einsatzbereit, während für die zusätzliche Sicherheit durch die Annäherungserkennung einige Einstellungen an der Robotersteuerung erforderlich sind (SPS und Software). Die im Folgenden beschriebenen Anpassungen der KUKA Standard Software sind Sicherheitsrelevant und können nurin der Expertenebene durchgeführt werden. Um zu verhindern, daß ein unbefugter Anwender in die Expertenebene wechselt und die Sicherheitseinstellungen verändert, muß das Default -Paßwort gegen ein individuelles ersetzt werden. 20 von 35

21 6 Unabhängige Steuerung (SPS) Um eine sicherheitsgerichtete (Kategorie 2 nach DIN EN ) Annäherungserkennung zu erreichen, muß diese zyklisch, willensunabhängig und durch eine unabhängige Steuerung (SPS) getestet werden. Die im Zusatzschrank enthaltene SPS setzt in regelmäßigen Abständen (Zykluszeit) ein Ausgangssignal (Y0), das die Steuerung anweist, den zyklischen Selbst--Test (Testprogramm) zu starten. Nach Aufrufen des Testprogrammes führt der Roboter seinen Produktionszyklus zu Ende und startet dann die Testbewegung. In diesem Programm fährt der Roboter definierte Positionen an, in denen eine Annäherung erkannt wird. Die Zykluszeit kann bei der verwendeten SPS durch Einstellen am Drehpotentiometer (Abb. 14/1) festgelegt werden. Einstellbereich: 0 bis 10 Std Duch Drehen des Drehpotentiometers (Abb. 14/1) im Urzeigersinn wird die Zykluszeit verlängert. 1 1 Drehpotentiometer für die Zykluszeit Abb. 14 SPS ohne Abdeckung Wenn der Test durch die Robotersteuerung gestartet wurde, wird der Ausgang (Y0) zurückgesetzt. 21 von 35

22 Inbetriebnahme 6.1 Bedingungen für erfolgreichen zyklischen Test Folgende Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der zyklische Test erfolgreich durchgeführt wird: Die Testbewegung ist so zu wählen, daß wenn keine eschwindigkeitsreduzierung stattfindet, das Annäherungssignal kürzer als 5 Sekunden ansteht und damit eine Fehlfunktion erkannt wird. Dadurch auch die eschwindigkeitsreduzierung überwacht. Nach Testanforderung (Ausgang Y0) muß der Test nach mind. 2 Minuten gestartet werden, ansonsten wird der Roboter gestoppt. Wenn ein Test angefordert wird, darf zum gleichen Zeitpunkt kein Annäherungssignal (Eingang X6) anliegen, ansonsten wird der Roboter gestoppt Nach Teststart eines Einzelbereiches (Eingang X2 -- X5) muß nach mind. 30 Sekunden ein Annäherungssignal anliegen, ansonsten wird der Roboter gestoppt. Das Annäherungssignal muß bei Test eines Einzelbereiches mind. 5 Sekunden anstehen, ansonsten wird der Roboter gestoppt. Führt das Scheitern eines Tests zum Roboter--Stopp wird die Quittiermeldung: Test fehlgeschlagen / Roboter gestoppt ausgegeben. 22 von 35

23 7 Ein - / Ausgangs - Abbild 7.1 Robotersteuerung 7.2 SPS Benennung Operanden - Kennzeichen SPS an (24 V) X 000 Operanden - Adressen Schließer Test gestartet X 001 A1 Schließer Bereich 1 X 002 A2 Schließer Bereich 2 X 003 A3 Schließer Bereich 3 X 004 A4 Schließer Bereich 4 X 005 A5 Schließer Annäherungssignal X 006 E3 Melder Test anfordern Y 000 E1 Melder Roboter Stop Y 001 E2 Kein Näherungssignal Taktiles Signal Roboter Ein -/Ausgang E4 E5 23 von 35

24 Inbetriebnahme 8 Deklarationen in der Datei $config.dat 8.1 Zyklischer Test Für die spezifische Programmierung auf der Robotersteuerung müssen einige Deklaratio-- nen gemacht werden. In der Datei $config.dat werden die relevanten Einstellungen --insbesondere die Variablendeklaration für das Schutzsystem-- vorgenommen. Durch die Deklaration in Zeile 17 wird verhindert, daß während der Abarbeitung eines Programmes ein zyklyscher Test stattfindet. In Zeile wird definiert welcher der vier Sensoren beim zyklischen Test geprüft wird. Im Beispiel wird nur der Sensor 1 (OTS_CycTestForArea[1]=TRUE) geprüft. Nach Prüfung des ersten Sensors wird der Test beendet ohne die übrigen Sensoren zu überprüfen. 24 von 35

25 8.2 Override Hier wird festgelegt welche eschwindigkeitsreduzierung (Override) stattfinden soll wenn: eine Annäherung detektiert wurde (Zeile 19) keine Annäherung detektiert wurde (Zeile 21) ein zyklischer Test gestartet wurde (Zeile 23) 25 von 35

26 Inbetriebnahme 9 Funktionen des Submit -Interpreter 9.1 Fold KR3_SI INIT Interruptdeklaration, um das Programm aufzurufen, das überwacht, ob bei Kontakterkennung auch eine Annäherungserkennung statt gefunden hat Fold KR_3_SI_PLC Bei Erkennung einer Annäherung wird der Override auf 5 % reduziert. Liegt kein Erkennungssignal an, wird der Override kontinuierlich auf 50 % gesteigert. 26 von 35

27 9.1.2 Versteckter Fold CheckKapSensor Wird ein Kontakt erkannt aber keine Annäherung, wird der Roboter gestoppt und eine Fehlermeldung ausgegeben. 9.2 Roboterprogrammvorlage Vorgabe.src Fold KR3_SI INI Das Programm Vorgabe.src ist ein Beispiel für ein Applikationsprogramm. An diesem Beispiel werden die notwendigen KRL--Befehle zur Realisierung der Sicherheitsfunktionen erläutert. Das Programm kann verändert und umbenannt werden, wobei die Sicherheitsfunktionalitäten berücksichtigt werden müssen. Im Fold KR3_SI INI wird überprüft, ob der Submit Interpreter angewählt wurde; ansonsten kann das Programm nicht gestartet werden. 27 von 35

28 Inbetriebnahme Im Fold KR3_SI INI wird auch der Interrupt deklariert, der das Starten des zyklischen Testprogrammes (KR3_SI_Cyc_Test.src) auslöst. Bedingung ist, daß der Test von der unabhängigen Steuerung durch Setzen von Eingang 1 aktiviert wurde und die Variable OTS_AllowCycTest = TRUE ist. Weiterhin wird hier definiert, daß der Roboter, durch Setzen von Eingang 2 durch die unabhängige Steuerung, gestoppt wird (Aufruf des Unterprogrammes Roboterstop ) Hauptprogramm Im Hauptprogramm muß neben der herkömmlichen Bewegungs-- und Logikprogrammierung noch ein Flankenwechsel der Variablen OTS_AllowCycTest durchgeführt werden (damit der Interrupt getriggert wird). Während der Abarbeitung eines Programmes kann es zu gefährlichen Roboterbewegungen kommen, wenn der zyklische Test unvermittelt mit eigenen Roboterbewegungen gestartet wird. Um diesen Fall zu verhindern, ist die globale Variable OTS_AllowCycTest = FALSE einzusetzen. 28 von 35

29 Mit Hilfe der globalen Variable OTS_AllowCycTest = FALSE kann für einen Programmabschnitt das Starten des zyklischen Tests verhindert werden. Der zyklische Test wird erst gestartet wenn die Variable OTS_AllowCycTest wieder auf TRUE gesetzt wurde Versteckter Fold Roboterstop Durch Setzen von Eingang 2 durch die unabhängige Steuerung wird das Interruptprogramm Roboterstop angewählt. Die Roboterbewegung wird angehalten Eine Quittiermeldung wird erzeugt. In der Betriebsart Automatik extern sollte dieser Stopp durch den Befehl $DRIVES_OFF (in KRC/Roboter/KRC/Steu/Mada/$machine.dat) die Antriebe abschalten (Konfiguration durch den Systemintegrator). 29 von 35

30 Inbetriebnahme 10 Zyklisches Testprogramm KR3_SI_Cycl_Test.src 10.1 Fold INI In einem konfigurierbaren Zyklus (z.b. alle 2 Stunden) soll für jeden der vier kapazitiven Sensoren eine Annäherungsposition angefahren werden. Ist die Annäherungsposition angefahren wird überprüft, ob der kapazitive Sensor eine Annäherung detektiert und die Robotergeschwindigkeit reduziert wird. Dieses Testprogramm sollte jeden der vier Bereiche überprüfen, außer die efahrenanalyse läßt ein Überprüfen von weniger Bereichen zu. Diese Funktion wird durch eine unabhängige Steuerung (SPS) ausgelöst. Das Testprogramm ist in einem Fold verborgen, so daß es im Anwendermodus nicht verändert werden kann (paßwortgeschützt). In dem Initialisierungsfold des Programmes wird überprüft, ob der Submit Interpreter gestartet ist, ansonsten wird der Roboter gestoppt und eine Quittiermeldung ausgegeben. Weiterhin wird die Meldung ausgegeben Zyklischer Test gestartet und Ausgang zurückgesetzt. 30 von 35

31 Hauptprogramm Zu Beginn des zyklischen Testprogrammes wird der unabhängigen Steuerung durch Setzen von Ausgang 1 angezeigt, daß der zyklische Test gestartet wurde Test der Einzelbereiche Bei Beginn der Tests für die jeweiligen Sensoren wird ein Ausgang (2--5) gesetzt, um der unabhängigen Steuerung anzuzeigen, daß ein Test abgefahren wird. Der Testpunkt bzw. die Teststrecke muß so gewählt werden, daß das Annäherungssignal mind. 5 Sekunden lang ansteht (bei reduzierter eschwindigkeit). Ansonsten setzt die unabhängige Steuerung ein Signal, das den Roboter stoppt und die Quittiermeldung Test fehlgeschlagen / Roboter gestoppt ausgibt. Im dargestellten Programmbeispiel ist diese Zeit durch WAIT Time= 5 sec symbolisiert. Dieser Befehl muß durch eine entsprechende Wahl des Testpunktes (bzw. der Testbahn) ersetzt werden. Ist der Test in Ordnung, wird die Meldung Test Bereich OK ausgegeben. Nachdem wieder der Stützpunkt angefahren wurde, wird der Ausgang, der den Einzelbereichstest angezeigt hat, zurückgesetzt. 31 von 35

32 Inbetriebnahme Das gleiche Vorgehen wird --abhängig von der efahrenanalyse-- für die Sensorbereiche ausgeführt. 32 von 35

33 Am Programmende wird der Ausgang 1 zurückgesetzt und damit der unabhängigen Steuerung das Testende angezeigt. 33 von 35

34 Inbetriebnahme 11 Applikationsspezifische Anpassungen Bei speziellen Applikationen kann eine Deaktivierung der eschwindigkeitsreduzierung bei Annäherungserkennung erforderlich sein (z. B. Kleben). Eine Überbrückung der hardwareseitigen Kontakterkennung ist nicht erlaubt und nicht möglich. Falls die efahrenanalyse dies zuläßt kann die eschwindigkeitsreduzierung durch eine zusätzliche Variable deaktiviert werden. Die softwareseitige Deaktivierung der eschwindigkeitsreduzierung ist nur dann zulässig, wenn nach einer gründlichen efahrenanalyse efahr für Personen ausgeschlossen werden kann. Folgende Einstellungen müssen dann zusätzlich getroffen werden: In der Datei $config.dat : In der Datei sps.sub : 34 von 35

35 12 Fehlerbehandlung 12.1 Test fehlgeschlagen / Roboter gestoppt Diese Fehlermeldung tritt auf, wenn der Test, der durch die unabhängige Steuerung ausgelöst wurde nicht erfolgreich durchgeführt wurde. ründe können sein: Fehler: Der Test wurde nach Anforderung nicht rechtzeitig (innerhalb von 2 Minuten) gestartet; z. B. weil der Produktionszyklus länger als 2 Minuten dauert. Behebung: Auch während des Produktionszyklus einen Test zulassen oder Überwachungszeit in der SPS erhöhen. Fehler: Zu Testbeginn steht auch ein Annäherungssignal an. Behebung: Kontrolle des Testablaufs, gegebenenfalls Einstellen der Sensoren und/ oder das Testprogramm anpassen. Fehler: Nach Teststart eines Einzelbereiches wird innerhalb von 30 Sekunden keine Annäherung erkannt. Behebung: Kontrolle des Testablaufs, gegebenenfalls Einstellen der Sensoren und/ oder das Testprogramm anpassen. Fehler: Während eines Einzelbereichstests liegt das Erkennungssignal weniger als 5 Sekunden an. Behebung: Kontrolle des Testablaufs, gegebenenfalls Einstellen der Sensoren und/ oder das Testprogramm anpassen 12.2 Fehlende Annäherungserkennung Diese Fehlermeldung muß nicht unbedingt ein Fehler sein, da nicht an allen Stellen an denen der Kontakt erkannt wird, auch eine Annäherung erkannt werden muß (z. B. bei Ablösen des Werkzeugflansches) Fehler: Wenn ein Kontakt erkannt wurde wird nicht gleichzeitig eine Annäherung erkannt. Behebung: Kontrolle der Annäherungserkennung von 35

36 Index A B E F H I K L R S Z Abgleich, 3 Bauteile, 5 Erdung, 2 federnde Druckstücke, 7 Flexibler Werkzeugflansch, 4 flexiblen Werkzeugflansches, 7 Fühlerbruchüberwachung, 4 rundsignal, 4 Hauptbaugruppen, 3 Inbetriebnahme, 1 Installation, 1 kapazitiven Näherungssensoren, 6 Lieferumfang, 3 Roboterabtriebsflansch, 7 Schaltleisten, 5 Schaumstoffpuffer, 2 sensorik, 4 Sicherungssystem, 2 Signalgeber, 5 Spannungsversorgung, 2 Zentrierbolzen, 7 Zusatzsteuerung, 1 Zwischenflansch, 7 Index -- i