ZUSATZSTEUERUNG FÜR KR 3 SI

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1 BEDIENHANDBUCH ZUSATZSTEUERUNG FÜR KR 3 SI Stand: 08. November 2004 Version: 00 von 4

2 e Copyright KUKA Roboter GmbH Diese Dokumentation darf - auch auszugsweise - nur mit ausdrücklicher Genehmigung 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 Gewähr 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. KUKA Interleaf 2 von 4

3 Inhaltsverzeichnis Einleitung Allgemeine Hinweise Lieferumfang Aufbau und Funktion der Zusatzsteuerung Steuerung mit DeviceNet--Buskoppler SPS Auswertegerät Kapazitive Sensorik Sicherheitsschaltgerät Taktile Flächensensorik Versorgungsklemme X Schnittstellen X X Schnittstelle X Schnittstelle X Verbindungsleitungen zum Robotersystem von 4

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5 Einleitung Einleitung Die Zusatzsteuerung für KR 3 SI stellt im Zusammenwirken mit der Steuerung KR C3 ein Sicherungssystem für den Kleinroboter KR 3 SI dar. Sie wird eingesetzt, um einen Betrieb dieses Robotertyps in direktem Kontakt zum Menschen, ohne trennende Schutzeinrichtungen Safe Interaction (SI), zu gewährleisten. Das Sicherungssystem basiert auf vier Funktionsmechanismen: G G G G. Allgemeine Hinweise Gleichmäßiges Abbauen der im Roboter gespeicherten kinetischen Energie durch eine dämpfende Schutzhülle (Schaumstoffpuffer) Auslösen eines Stopps durch taktile Schaltelemente Reduzierung der Robotergeschwindigkeit durch kapazitive Näherungssensoren Absicherung des Werkzeugs durch einen lösbaren Zwischenflansch: Bei Überschreiten einer definierten Kraft löst sich der Werkzeug--Zwischenflansch vom Roboterflansch und über den Kontaktschlauch--NOT--AUS--Kreis wird ein Stopp des Roboters ausgelöst Diese Dokumentation beschreibt die Funktion aller Baugruppen in der Zusatzsteuerung für KR 3 SI. Beachten Sie die Technischen Dokumentationen des Kleinroboters KR 3 SI und der Robotersteuerung KR C3. Für die in der Zusatzsteuerung für KR 3 SI verwendeten Baugruppen, beachten Sie die Technischen Dokumentationen der entsprechenden Hersteller. 5 von 4

6 .2 Lieferumfang Alle Baugruppen, die im Lieferumfang der Zusatzsteuerung für KR 3 SI enthalten sind: DeviceNet -Buskoppler 2 SPS 3 Sicherheitsschaltgerät für dir taktile Sensorik 4 Auswertegerät für die kapazitive Sensorik 5 Multipower -Tab (Klemmleiste für DeviceNet) 6 Versorgungsklemme X500 Abb. Draufsicht Zusatzsteuerung für KR 3 SI (ohne Abdeckung) 6 von 4

7 2 Aufbau und Funktion der Zusatzsteuerung 2 Aufbau und Funktion der Zusatzsteuerung 2. Steuerung mit DeviceNet -Buskoppler Das Bussystem besteht aus den im DeviceNet--Buskoppler (Abb. 2/) enthaltenen 8--Kanal Digital--Eingangsklemme und Trenn--/Endklemme. Die 8--Kanal Digital--Eingangsklemme erfaßt die binären Steuersignale der kapazitiven und taktilen Sensorik und transportiert sie galvanisch getrennt zum übergeordneten DeviceNet--Buskoppler. Der DeviceNet--Buskoppler übernimmt alle Kontroll-- und Steuerungsaufgaben der angeschlossenen Busklemmen. Kapazitive und taktile Sensorik, 8--Kanal Digital--Eingangsklemme, Trenn--/Endklemme, DeviceNet--Buskoppler und KR C3--Steuerung kommunizieren über DeviceNet (auf der Basis von CAN aufgesetzt) miteinander. DeviceNet -Buskoppler Abb. 2 DeviceNet--Buskoppler 7 von 4

8 2.2 SPS Die im Steuergehäuse eingebaute SPS (Abb. 3/) dient dem sicheren Auslösen der zyklischen Selbst--Tests der kapazitiven Sensorik, durch eine unabhängige Steuerung. SPS Abb. 3 SPS 8 von 4

9 2 Aufbau und Funktion der Zusatzsteuerung (Fortsetzung) 2.3 Auswertegerät Kapazitive Sensorik Bestandteil des KR 3 SI--Sicherheitskonzepts sind kapazitive Näherungssensoren, die sich in den Schaumstoffpuffern (Schaumstoffhülle mit eingearbeiteten taktilen und kapazitiven Sensoren) des Roboters befinden. Die Erkennung einer Objekt--Annäherung in einem der vier Sensorbereiche des Roboters (Hand links, Hand rechts, Arm, Schwinge) führt über ein dezentrales Auswertegerät im Roboter auf das Auswertegerät Kapazitive Sensorik (Abb. 4/). Als Ergebnis der Signalauswertung durch das Auswertegerät erfolgt eine Reduzierung der Robotergeschwindigkeit auf 5% Override. Erforderliche Maßnahmen zur Erhöhung der Meßzuverlässigkeit: G G Zyklische Systemüberprüfung (z. B. alle zwei Stunden) durch kontrollierte Annäherung des Roboters an einen Testkörper. Überprüfen des Auslöseverhaltens der kapazitiven Sensoren bei jeder Aktivierung der taktilen Sensorik. Auswärtegerät der kapazitiven Sensorik Abb. 4 Auswertegerät Kapazitive Sensorik 9 von 4

10 2.4 Sicherheitsschaltgerät Taktile Flächensensorik Weiterer Bestandteil des KR 3 SI--Sicherheitskonzepts sind taktile Schaltelemente (Kontaktschläuche), die sich in der sog. Sensorhülle (Schaumstoffhülle mit eingearbeiteten taktilen und kapazitiven Sensoren) des Roboters befinden. Die Erkennung einer Objektberührung durch die eingearbeiteten Kontaktschläuche (Signalgeber) werden im Sicherheitsschaltgerät Taktile Flächensensorik (Abb. 5/) ausgewertet. Die einfehlersichere Elektronik des Sicherheitsschaltgerätes ist zweikanalig (redundant) aufgebaut. Die LEDs (Abb. 5/2) zur Anzeige der Signalzustände leuchten bei unbetätigten Signalgebern. Wird ein Signalgeber betätigt oder die Verbindung vom Signalgeber zum Sicherheitsschaltgerät unterbrochen, verlöschen die LEDs und der Schaltvorgang wird gestartet. Als Ergebnis der Signalauswertung erfolgt ein Stopp (Kategorie gemäß DIN 6508) des externen NOT--AUS--Kreises der KR C3--Steuerung. Kontaktschlauch und Sicherheitsschaltgerät stellen ein industrielles Standardsystem dar, das eine EG--Baumusterprüfung nach Sicherheitskategorie 3 gemäß DIN EN besitzt. Der Abschaltweg über den NOT--AUS--Kreis der KR C3--Steuerung ist ebenfalls für Sicherheitskategorie 3 zertifiziert. 2 Sicherheitsschaltgerät der taktilen Sensorik 2 LEDs zur Anzeige der Signalzustände (Kanäle und 2) Abb. 5 Sicherheitsschaltgerät der taktilen Flächensensorik 0 von 4

11 2 Aufbau und Funktion der Zusatzsteuerung (Fortsetzung) 2.5 Versorgungsklemme X500 Versorgungsklemme X500 PIN Abb. 6 Funktion Steuergehäuse mit Versorgungsklemme X V Extern Spannungsversorgung +24 V DC 2 0VExtern Spannungsversorgung 0 V DC 3 24 V Intern Spannungsversorgung 24 V DC 4 0 V Intern Spannungsversorgung 0 V DC 5 4 Schaltausgang Kanal (Relais--Schaltkontakt k) des Sicherheitsschaltgerätes Taktile Flächensensorik 6 24 Schaltausgang Kanal 2 (Relais--Schaltkontakt k2) des Sicherheitsschaltgerätes Taktile Flächensensorik 7 Schaltausgang Kanal (Relais--Schaltkontakt k) des Sicherheitsschaltgerätes Taktile Flächensensorik 8 2 Schaltausgang Kanal 2 (Relais--Schaltkontakt k2) des Sicherheitsschaltgerätes Taktile Flächensensorik von 4

12 2.6 Schnittstellen Schnittstelle X502 2 Schnittstelle X50 (zum Roboter) Abb. 7 Steuergehäuse mit Schnittstellen X50 und X X50 Die Schnittstelle X50 (Abb. 7/2) transportiert die Steuersignale der kapazitiven und taktilen Sensorik. PIN Funktion Kanal Signalausgang kapazitiver Sensor 2 Kanal 2 Signalausgang kapazitiver Sensor 2 3 Kanal 3 Signalausgang kapazitiver Sensor 3 4 Kanal 4 Signalausgang kapazitiver Sensor 4 5 Power out + Spannungsversorgung +5 V 6 Power out GND Spannungsversorgung 0 V 7 Power out -- Spannungsversorgung --5 V 8 Signalgeber Y Signalgeber Kanal vom Auswertegerät Taktile Sensorik 9 Signalgeber Y2 Signalgeber Kanal 2 vom Auswertegerät Taktile Sensorik 2 von 4

13 2 Aufbau und Funktion der Zusatzsteuerung (Fortsetzung) X502 Anschluß für externe Sicherheitseinrichtungen. Die Anschlußbelegung der Schnittstelle X502 (Abb. 7/) entspricht der Peripherieschnittstelle X. Siehe Technische Dokumentation der Robotersteuerung KR C Schnittstelle X503 Über die Schnittstelle X503 können externe Bauteile mit Stromspannung versorgt werden. Schnittstelle X503 Abb. 8 Steuergehäuse mit Schnittstelle X503 PIN Schnittstelle X504 Funktion +24 V Extern Spannungsversorgung +24 V DC 2 0VExtern Spannungsversorgung 0 V DC 3 24 V Intern Spannungsversorgung 24 V DC 4 0 V Intern Spannungsversorgung 0 V DC Die Anschlußbelegung der Schnittstelle X504 entspricht der Schnittstelle X50 (siehe Kap. 2.6.). 3 von 4

14 2.7 Verbindungsleitungen zum Robotersystem 3 2 Verbindungsleitung zum DeviceNet 2 Verbindungleitung zur X 3 Spannungsversorgung 24V DC Abb. 9 Verbindungleitungen der Zusatzsteuerung für KR 3 SI 4 von 4

15 Index D DeviceNet--Buskoppler, 7 E externe Sicherheitseinrichtungen, 3 K Kapazitive Sensorik, 9 Kontaktschläuche, 0 L LEDs, 0 Lieferumfang, 6 S Safe Interaction, 5 Schnittstellen, 2 Selbst--Test, 8 Sensorbereiche, 9 SI, 5 Sicherheitskategorie, 0 Sicherheitsschaltgerät, 0 Signalgeber, 0 SPS, 8 T Taktile Flächensensorik, 0 V Verbindungskabel, 4 X X, 3 X500, X50, 2 X502, 3 X503, 3 Index -- i