Safety EYE Testiraportti

Transkriptio

1 Testiraportti SafetyEYE Laajennettu Vuorovaikutteisen robotiikan turvallisuus -kirjan liitteestä G: Konenäköön perustuva turvalaite robottisolussa. Created by Jyrki Latokartano Last saved by Jyrki Latokartano Last printed Patra_Demo solu_raportti _TTY.doc 182 Pages Safety EYE Testiraportti Patra projektin demosolu Manuaalihitsaajaa palveleva teollisuusrobotti.

2 Sisällysluettelo 1. Johdanto Pilottisolun kuvaus Konenäkölaitteisto Turvalaitteen konfigurointi Turvajärjestelmän määrittely Turvajärjestelmän testaus Järjestelmän generoimat raportit Pilottisolun toiminta Tuotteen valmistusvaiheet Robotin ohjaus Toissijaiset ohjausalueet Järjestelmän tilan ilmaiseminen Tulokset ja johtopäätökset Järjestelmän toiminta yleisesti Soveltuvuus kaarihitsaussolun valvontaan Valaistusolosuhteet Hallinosturin käyttö valvottavalla alueella Yhteenveto ja jatkotoimenpiteet Automaattisesti generoidut raportit Järjestelmän määrittelyraportti Järjestelmän testausraportti Järjestelmän käyttöönotto-ohje Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 2

3 1. Johdanto Tässä raportissa on kuvattu demonstraatiosolu, joka rakennettiin Patra-projektin aikana TTY Tuotantotekniikan raskaaseen laboratorioon. Solun tarkoituksena on demonstroida uutta konenäköön perustuvaa 3-D-turvalaitetta, joka huolehtii aidattoman robottisolun turvallisuudesta. Solussa mukaillaan tilannetta, jossa käsivarsirobotti toimii älykkäänä ja joustavana apulaitteena samassa solussa manuaalihitsaajan kanssa. Demonstraatio on osa Tekesin rahoittamaa TTY ja VTT:n toteuttamaa tutkimusprojektia Patra - Puoliautomaatioratkaisut ihminen-kone järjestelmissä. Demosolun toteutuksessa olivat mukana myös Pilz Skandinavien K/S Suomi ja Finnrobotics Oy. Solussa valmistettava tuote on pitkänomainen, muutamasta särmätystä teräslevystä ja terästangosta koostuva rakenne. Tuotteesta valmistetaan useita variaatioita, joiden pituus vaihtelee puolesta metristä kolmeen. Suurimmat kappaleet painavat lähes kaksisataa kiloa, joten niiden käsittely manuaalisesti on melko hidasta ja hankalaa. Yhden tuotteen valmistaminen vaatii jopa kahdeksan eri hitsausasentoa. Tuote valmistetaan nykyisin käsin hitsaamalla ja tuotteen orientaatiomuutoksiin käytetään pieniä työasemanostimia varustettuna magneettija puristustarttujilla. Lisäksi tuotteen valmistuksessa käytetään erillistä asemointilaitetta, joka helpottaa pitkän tuotteen käsittelyä. Tuotannon automatisointia on suunniteltu, mutta kappaleen osien muotojen, osavalmistuksen ja särmäyksen vuoksi valmistustoleranssit ovat liian väljät miehittämättömään robotisoituun tuotantoon. Markkinoille vuoden 2008 alkupuolella tullut 3-D-kameraan perustuva turvalaite mahdollistaa kuvatun valmistussolun toteuttamisen robotin ja ihmisen joustavana yhteistyönä. Kameralaitteisto valvoo ihmisen kehon sijaintia solun alueella ja ohjaa sen mukaan robotin nopeutta ja liikkumista. Rakennetussa demosolussa valmistettavan kappaleen osien käsittely suoritetaan robotilla, joka siis palvelee manuaalihitsaajaa tuomalla hitsattavat kappaleen tämän ulottuville. Testisolun hitsausalue on esitetty kuvassa 1. Kuva 1. Tuotteen hitsausta testisolussa. Solussa tutkitaan turvakameran soveltuvuutta teollisuusympäristöön, jonka valaistusolosuhteet ja muut ympäristötekijät saattavat aiheuttaa häiriöitä turvalaitteen toiminnalle. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 3

4 2. Pilottisolun kuvaus Hitsattavan kappaleen käsittelyyn ja orientaatioiden vaihtelemiseen käytetään teollisuusrobottia, joka poimii tuotteen osat eurolavalta ja tuo ne hitsaajan ulottuville. Robotti pitää peruslevystä kiinni koko tuotteen valmistuksen ajan ja asemoi sitä operaattorin toivomusten mukaisesti. Osien saavuttua hitsauspisteeseen manuaalihitsaaja suorittaa silloitushitsauksen, jonka jälkeen robotti kääntelee kappaletta uusiin asentoihin varsinaista hitsausta varten. Robotti suorittaa ennalta määrättyä työkiertoja hitsausasentojen välillä. Hitsaaja tilaa robotilta uuden hitsausasennon heilauttamalla kättään ennalta määrätyn alueen läpi. Robotilla voidaan korvata kaikki erilliset asemointi- ja nostolaitteet, joilla kappaletta on aikaisemmin liikuteltu. Kuva 2. Demosolun alue turvakameran kautta nähtynä. Valvottava lattia pinta-ala noin 50 m2. Koska ihminen työskentelee aivan robotin vieressä, on perinteisten turvalaitteiden ja aitojen käyttö mahdotonta. Jos robotti olisi eristetty aidoin, se aiheuttaisi hitsaajalle jatkuvaa kulkemista ovesta, kun ihminen tulee ulos solusta robotin liikkeiden ajaksi. Ihmisen ja robotin joustava yhteistyö kyseisen kaltaisessa solussa on siis tullut teknisesti ja taloudellisesti järkeväksi vaihtoehdoksi vasta uudenlaisien turvalaitteiden, robottien ohjaimien ja turvallisuussuunnittelun myötä. Olennaisimpana ominaisuutena uudessa turvalaitteistossa, on ihmisen paikan varmentaminen robotin työalueella. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 4

5 2.1. Konenäkölaitteisto Robottia ympäröivän alueen valvontaan käytetään täysin konenäköön pohjautuvaa turvalaitetta. SafetyEYE -nimellä markkinoidun turvalaitteen kameramoduuli kiinnitetään kattoon robotin yläpuolelle (Kuva 3). Kuva 3. Alueen valvontaan käytettävä kamera kiinnitettynä solun kattoon. Kameramoduulin lisäksi laitteistoon kuuluu laskentayksikkö ja turvasignaaleista huolehtiva turvalogiikka. Kameran ja laskentayksikön välinen tiedonsiirto on toteutettu häiriötä hyvin sietävällä valokuidulla, joka takaa myös suuren tiedonsiirtonopeuden. Valokuidun pituus voidaan perusjärjestelmässä valita 10 ja 50 metrin väliltä. Laskentayksikkö ja turvalogiikka kytketään toisiinsa kahdella RJ- 45 -kaapelilla, joten käytännössä kyseiset moduulit on sijoitettava samaan paikkaan. Laitteiston konfigurointiin käytetään yleensä kannettavaa PC:tä, joka liitetään laskentayksikköön normaalilla Ethernet-kaapelilla. Analyysilaitteisto ja turvalogiikka esitetty alla (Kuva 4). Kuva 4. Järjestelmän analysointiyksikkö ja turvalogiikka. Demonstraatiosolun muut laitteet ovat robotti, paineilmatarttuja, käsihitsauslaitteisto ja valmistettavan kappaleen osien syöttöpaikka. Myös valmiit tuotteet kasataan niille varatulle lavalle. Lisäksi hitsarille on varattuna apupöytä, johon hän voi laskea käsistään työkaluja ja osia. Järjestelmän tilatiedot esitetään seinään kiinnitetyn valomajakan avulla. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 5

6 3. Turvalaitteen konfigurointi Laitteiston asennukseen sisältyy aluetta valvovan kameran asentaminen ja turvalogiikan IO-liityntöjen kytkeminen. Testisolussa kamera asennettiin kattoon robotin työalueen yläpuolelle. Testisolussa kamera on sijoitettu hieman alle 7 metrin korkeuteen, jolloin lattiatasossa pystytään valvomaan noin 6 x 8 m:n aluetta. Kameran ja laitteiston laskentayksikön välinen valokaapeli kuljetetaan luonnollisesti valvottavan alueen ulkopuolella Turvajärjestelmän määrittely Kun laitteisto on mekaanisesti asennettu, suoritetaan turvajärjestelmän määrittely laitteistoon liitettävällä PC:llä. Kameran näkemästä alueesta otetaan kuva (Kuva 2), jonka avulla määritellään järjestelmälle mm. lattiataso ja referenssimerkkien sijainti. Järjestelmän perusasetuksien jälkeen määritellään saman kuvan avulla halutut kolmiulotteiset valvonta-alueet. Valvottavat alueet jaetaan varoitus- ja pysäytysalueisiin. Alueiden muoto, korkeus ja sijoitus voidaan vapaasti määritellä. Kun valvottavat alueet sijoitetaan hieman nollatason yläpuolelle, eivät esimerkiksi lattialla olevat esineet aiheuta häiriöitä laitteiston toiminaan. Koska kamera havaitsee kaikki alueella sijaitsevat esineet, voidaan osa solun rakenteista leikata pois turva-alueista. Pois leikattavia alueita ovat esimerkiksi laitteet, pylväät ja muut kiinteät rakenteet (Kuva 5). Kuva 5. SafetyEYE:lle määriteltyjä valvonta-alueita 2-D- ja 3-D-esityksenä. Keltaisella varoitus- ja punaisella pysäytysalueet. Vihreällä pois leikatut alueet Turvajärjestelmän testaus Kun turvajärjestelmän alueet on määritelty, kamerajärjestelmän toiminta testataan aktivoimalla kaikki valvottavat alueet useaan kertaan. Kun alueiden aktivointi on suoritettu, käyttäjän pitää vielä tarkistaa laitteiston toiminta automaattisesti tallennettujen valvontakuvien avulla. Kuvien avulla voidaan myös löytää esimerkiksi kiinteiden rakenteiden ja valaistuksen aiheuttamat häiriöt. Alla olevassa kuvassa (Kuva 6) järjestelmä on havainnut hitsauksen pysäytysalueen aktivoinnin. Kuvan siniset pisteet kuvaavat järjestelmän havaintoja. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 6

7 Kuva 6. Hitsaajan pysäytysalueen aktivointi järjestelmän testausvaiheessa. Kun järjestelmän toiminta on varmennettu kaikkien valvottavien alueiden osalta, turva-asetukset ladataan laskentayksikön muistiin. Ohjelmaa suoritetaan valvontayksikön kahdennetulla teollisuus PC:llä. Ohjelman varmuuskopio tallennetaan kahdelle muistikortille Järjestelmän generoimat raportit Ohjelman testauksen ja ylöslataamisen yhteydessä laitteisto generoi myös raportin, johon on tallennettu sekä järjestelmän rakenne, että sille suoritetut testit. Testausraportti kokonaisuudessaan tämän raportin lopussa (Kappale 6 Automaattisesti generoidut raportit). Ohjelmien lataamisen ja raportoinnin jälkeen turvajärjestelmä valvoo asetettua aluetta ja aktivoi turvalogiikan signaaleja ohjelmoitujen ehtojen mukaisesti. Haluttaessa laitteisto myös tallentaa kaikki pysäytysalueiden aktivoinnit. Pysäytysalueen aktivointi tallentuu kuvina 150ms välein. Kuvia voidaan tallentaa sekä ennen aktivointia että sen jälkeen, kuitenkin enintään 20 kappaletta. Tallennetut kuvat helpottavat huomattavasti esimerkiksi järjestelmän virheiden analysointia. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 7

8 4. Pilottisolun toiminta TTY:n laboratorioon rakennetussa demonstraatiosolussa valmistetaan oikean tuotteen pienoismallia, jonka paino on vain viidesosa tuoteperheen pienimmän todellisen tuotteen painosta. Pienoismallin pituus on noin 500 mm. Käytettävissä olevat tilat ja robotti eivät mahdollistaneet todellisen kokoisen tuotteen käyttöä testisolussa. Turvalaitteen testauksen kannalta robotin ja tuotteen koolla ei kuitenkaan ole juurikaan merkitystä. Kuva 7. Pilottisolun hitsausalue ja simulointikuva 1.vaiheen hitsauksesta Tuotteen valmistusvaiheet Tuotteen valmistuskierto alkaa tarvittavien osien noutamisella. Robotti nostaa ensin kaksi pienempää levyä apupöydälle. Tuotteen kaikki levymäiset osat ovat pilottisolussa sijoitettuna kuormalavalle ennalta määrätyille paikoille (Kuva 8). Kuva 8. Robotti noutaa osia materiaalilavalta. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 8

9 Robotin liikkeiden aikana hitsaajan tulee olla konenäköturvalaitteen pysäytysalueiden ulkopuolella. Mikäli operaattori on varoitusalueella, robotin liikenopeuksia alennetaan, mutta se ei estä solun toimintaa jatkuu. Kun kaikki pienosat ovat saatavilla, operaattori käskyttää robottia hakemaan tuotteen perusosan. Robotti tarttuu imukupeilla tuotteen perusosaan ja tuo sen hitsattavaksi. Kun perusosa on operaattorin hitsauspaikan lähellä ja oikeassa orientaatiossa, robotti pysähtyy. Tämän jälkeen operaattori voi hitsata noudetut osat yhteen. Operaattorin siirtyessä hitsausasemaan hän aktivoi samalla hitsaukseen määritellyn pysäytysalueen. Kun hitsauksen pysäytysalue on aktivoituna, robotti pysähtyy odottamaan vaiheen valmistumista (Kuva 9). Kuva 9. Järjestelmä on pysäytystilassa tuotteen hitsauksen aikana. Hitsausalueella tapahtuva pysäytys tapahtuu solun käyttöön koulutetun henkilön toimesta, joten sitä ei käsitellä hätäpysäytyksenä. Robotin servovirrat ovat siis kytkettynä hitsauksen aikana, jolloin liike voi jatkua vaiheen jälkeen ilman erillistä turvakuittausta. Kun kaikki tietyssä orientaatiossa hitsattavat saumat ovat valmiit, operaattori ottaa muutaman askeleen taaksepäin pois pysäytysalueelta. Tämän jälkeen operaattori kuittaa pysäytyksen aiemmin kuvatulla tavalla, jolloin robotti orientoi työkappaleen seuraavaan hitsausasemaan. Edellä kuvatut työvaiheet jatkuvat orientaatio orientaatiolta, kunnes kaikki tuotteen hitsaussaumat ovat valmiita. Tämän jälkeen robotti vie valmiin tuotteen lavalle. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 9

10 4.2. Robotin ohjaus Kaikki kappaleen hitsausasennot ovat ennalta ohjelmoituja ja robotin siirtymistä niiden välillä ohjataan erikseen määritellyn ohjausalueen avulla. Robotin ohjaus työvaiheiden välillä tapahtuu käden heilautuksella hitsauslaitteen viereen määritellyn ohjausalueen läpi. Noin metrin korkeudelle määritelty lieriö on sijoitettu niin, että sen aktivoiminen on mahdollista vain hitsaajan toiminta-alueelta käsin. Kuva alueesta ja sen aktivoimisesta on esitetty kuvassa 4. Kuva 10. Ohjausalueen aktivointi järjestelmän testausvaiheessa Toissijaiset ohjausalueet Valvottavalle alueelle voidaan tarvittaessa luoda enemmänkin aiemmin kuvattuja toissijaisia alueita, joita aktivoimalla voidaan ohjata robottia tai valvoa muita solun toimintoja. Robottia ohjaavat alueet voidaan sijoittaa esimerkiksi sen kohdan yläpuolelle, jossa operaattori odottaa robotin liikkeiden aikana. Alueiden sijoittamisessa on kuitenkin huomioitava se, ettei niiden aktivointi voi tapahtua vahingossa. Ylimääräisten alueiden avulla operaattori voi ohjata robottia esimerkiksi heilauttamalla kättään päänsä yläpuolella vasemmalle tai oikealle halutusta komennosta riippuen. Käyttökelpoisia toimintoja voisivat olla esimerkiksi paluu taaksepäin tai virheellisten kappaleiden poisto. Testisolussa toissijaisilla alueilla valvottiin myös, onko paletille kolme sijoitettu tuotteita. Lisäksi määriteltiin myös oma alueensa ulkopuolisten henkilöiden sijainnin valvontaan solun läheisyydessä. Kuva paletin 3 valvonnasta alla (Kuva 11). Kuva 11. Paletin yläpuolista tilaa valvotaan toissijaisella alueella joka on liitetty robotin ohjauksen sijasta turvalogiikan merkkivaloon. Paletin kolme yläpuolelle on määritelty erillinen hidastusalue, joka oli logiikassa kytketty vain merkkivaloon. Tämän alueen aktivoiminen ei siis vaikuta robotin toimintaan, vaikka analyysiyksikkö käsittelekin sitä hidastusalueena. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 10

11 4.4. Järjestelmän tilan ilmaiseminen Laitteiston toiminnan tarkastamiseksi ja solun käytettävyyden parantamiseksi osa turvasignaaleista on ohjattu kahteen valomajakkaan. Kamerajärjestelmä itsessään on varustettu kiinteällä valomajakalla, joka kertoo laitteiston tilan (Kuva 12). Kuva 12. Turvalaitteiston kiinteä valomajakka kertoo laitteiston tilan. Kyseiset valot siis ilmaisevat vain, onko jokin määritellyistä alueista aktivoitu. Valojen perusteella ei pysty erittelemään mikä alue on kulloinkin kyseessä. Jotta solussa työskentelevä manuaalihitsaaja voisi tarkistaa järjestelmän tilanteen, on solun seinälle asennettu toinen valomajakka (Kuva 13). Kyseisen majakan valot on ohjattu valvottavien alueiden mukaisesti, jolloin esimerkiksi robotin hätäseis toiminnon aiheuttavat vain hitsausalueen ulkopuoliset pysäytysalueet. Kuva 13. Turvajärjestelmän tilaa kuvaava valomajakka. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 11

12 5. Tulokset ja johtopäätökset Järjestelmän toimintaa testattiin TTY raskaassa laboratoriossa kolmen päivän ajan. Todellista valmistustilannetta vastaavien toimintojen lisäksi testattiin myös laitteiston herkkyyttä ja reagointia mahdollisiin häiriötilanteisiin. Ajanpuutteen vuoksi testattuja tilanteita ei toistettu. Tämä tulee huomioida raportissa tehtyjä huomioita ja päätelmiä tarkasteltaessa Järjestelmän toiminta yleisesti Laitteisto saapui markkinoille vain kuukautta ennen testausta mutta sen käyttöä on testattu toisen kehittäjätahon eli Daimler-Benzin tehtailla jo muutaman vuoden ajan. Markkinoille tuotu laitteisto vaikuttaa lyhyiden testien perusteella hyvinkin käyttökelpoiselta ja toimivalta. Järjestelmän asennus ja käyttöönotto sujuivat ongelmitta noin päivässä. Järjestelmän toiminta oli johdonmukaista ja luotettavaa kun valaistusolosuhteet ja käytetyt turva-alueet oli määritelty järjestelmälle sopiviksi. Laitteiston mukana toimitettava konfigurointi-ohjelmisto (Kuva 14) toimii johdonmukaisesti ja neuvoo käyttäjää perusasetusten tekemisessä. Kuva 14. Järjestelmä määrittely konfigurointi-ohjelmistolla. Myös aiemmin tehdyn turvajärjestelyn muokkaaminen myöhemmin onnistuu helposti. Konfigurointi ohjelmiston käytössä ei juuri esiintynyt ongelmia muutamaa verkkoyhteyden katkeamista lukuun ottamatta. Kyseinen vika johtui kuitenkin melko todennäköisesti käytetyn PC:n verkkokortin ongelmista, eikä se vaikuttanut itse turvalaitteen toimintaan millään lailla. Kun konfigurointi-ohjelmistoa käytettiin mukana tulleiden ohjeiden mukaisesti, ei muita ongelmia juurikaan esiintynyt. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 12

13 5.2. Soveltuvuus kaarihitsaussolun valvontaan Testien perusteella laitteisto soveltuu myös kaarihitsaussolun turvallisuuden valvontaan. Järjestelmän CMOS kamerat hallitsevat hyvin valokaaren aiheuttamat häiriöt. Kaaren syttymisen järjestelmä tulkitsee yleensä kyseisellä kohdalla olevan alueen aktivointina. Erityisesti virheellisiä aktivointeja aiheuttavat hitsauksesta lentävät hehkuvat kipinät (Kuva 15). Tilannetta testattiin hitsaamalla tuotetta varsinaisen hitsausalueen ulkopuolella. Testitilanteessa hitsaaja ei siis itse aktivoinut pysäytysaluetta (Kuva 15 ylärivi). Kuva 15. Hitsauskipinöiden aiheuttama virheellinen pysäytysalueen aktivoituminen. Laitteiston tallentamassa kuvasarjassa on selkeästi nähtävissä hitsauskipinöiden aiheuttama pysäytysalueen aktivointi sarjan kolmannessa kuvassa alhaalla vasemmalla. Kipinät näkyvät kuvasarjassa keltaisina pisteryppäinä hitsaajan vasemmalla puolella. Testatussa käytössä kyseinen pysäytysalueen aktivoituminen ei kuitenkaan aiheuta ongelmaa, koska järjestelmä on joka tapauksessa pysäytystilassa hitsauksen aikana. Hitsauksen aiheuttamat hehkuvat metallisroiskeet saattavat kuitenkin aiheuttaa virheellisen toiminnon, jos hitsaus tapahtuu monitoroitavan alueen ulkopuolella, kuten testatussa tilanteessa. Monitoroidulle alueelle roiskuvat hehkuvat kipinät aiheuttavat nimittäin yleensä kyseisen alueen aktivoitumisen. Normaalikäytössä ongelma on kuitenkin hallittavissa, koska hitsauspaikat ympäröidään yleensä suojaverholla. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 13

14 5.3. Valaistusolosuhteet Laitteiston toimii hyvin normaaleissa valaistusolosuhteissa. Valmistajan ilmoittaa minimivalaistusvaatimukseksi 300 luksia. Testiympäristön kattoon sijoitetut loisteputkivalaisimet loivat riittävän tasaisen valaistuksen testatulle alueelle. Valmistajan ilmoittaa minimivalaistusvaatimukseksi 300 luksia. Ongelmia laitteen toiminnalle aiheuttivat kuitenkin aluksi alueella olleet voimakkaat varjot. Esimerkiksi lattiaan upotettujen kaapelikourujen kansien raot jouduttiin osittain teippaamaan umpeen, mikäli raot sijaitsivat monitoroiduilla alueilla (Kuva 16). Kuva 16. Umpeen teipattu kaapelikourun ura ja sen aiheuttama alueen aktivointi järjestelmän testausvaiheessa. Myös alueella olevat kiinteät rakenteet kuten pöydät ja verkkoaidat aiheuttivat alkuvaiheessa varjostuksineen satunnaisia häiriöitä laitteiston toimintaan. Kiinteiden rakenteiden aiheuttavat häiriöt saatiin kuitenkin kuriin määrittelemällä valvottavat alueet hieman irti kyseisistä rakenteista. Järjestelmän turvallisuuteen kyseiset muutokset eivät vaikuttaneet, koska valvomattoman tilan syvyys rakenteiden lähellä jäi aina alle 10 senttimetrin. Syntyneet katveet ovat siis liian pieniä mahdollistaakseen pääsyn valvottavalle alueelle. Varjojen aiheuttamia ongelmia esiintyi myös tilanteessa, joissa alue valaistiin voimakkaasti suuntaavan valon luovilla halogeenivalaisimilla (Kuva 17). Erityisesti sivulta suunnattu valo loi usein lattiaan voimakkaan varjon, jonka järjestelmä virheellisesti tulkitsi alueen aktivoinniksi. Vastaavan virhetulkinnan aiheutti myös kiiltävän esineen kameraan aiheuttama heijastuma. Heijastusten aiheuttamaa ongelmaa esiintyi vain voimakkaiden halogeenivalaisimien ja erittäin kiiltävien metalliesineiden kohdalla. Varjojen ja heijastusten aiheuttamat virhetoiminnot korjaantuivat kuitenkin valojen sijoittelulla ja valvottavien alueiden pienillä muutoksilla. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 14

15 Kuva 17. Voimakkaan sivuvalon aiheuttamia varjoja Hallinosturin käyttö valvottavalla alueella Konenäkölaitteiston virheetön toiminta edellyttää vähintään kolmen referenssimerkin jatkuvaa näkymistä kameran valvonta-alueella. Tällöin esimerkiksi valaistuksen riittävä himmentäminen aiheuttaa laitteiston kytkeytymisen virhetilaan, kun merkkien sijaintia ei enää kyetä riittävällä tarkkuudella määrittelemään. Vastaavan virhetilanteen aiheuttaa myös hallinosturin ajo kameran valvonta-alueen läpi (Kuva 18). Kuva 18. Hallinosturin palkki peittää kameran valvonta-alueen. Lähellä kameraa liikkuva palkki katkaisee hetkeksi näkyvyyden koko alueelle, jolloin vaaditut referenssimerkit katoavat kameran näkemältä alueelta. Keskeytymättömän toiminnan takaamiseksi kamera tulisikin sijoittaa niin että sen ja valvottavan alueen välisellä alueella ei liiku suuria esineitä. Kameran näkyvyyden katkeamisen aiheuttama sisäinen virhetila kuitataan aina turvalogiikkaan sijoitetulla kytkimellä. Valaistus- ja näkyvyysolosuhteiden palautuksen ja kuittauksen jälkeen laitteisto toimii jälleen normaalisti. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 15

16 5.5. Yhteenveto ja jatkotoimenpiteet Laitteiston toiminnassa ei suoritetuissa testeissä esiintynyt mitään turvallisuutta vaarantavia ominaisuuksia. Aikataulusta johtuen testausaika oli tosin vain kolmen päivän mittainen, joten soveltuvuudesta todelliseen teollisuusympäristöön ei voida tehdä täysin tyhjentäviä johtopäätöksiä. Selväksi kuitenkin kävi, että laitteisto antaa monia uusia mahdollisuuksia automaatiosolujen turvajärjestelmän toteuttamiseen. Yksinkertaisissa turvaratkaisuissa laite on toki kalliimpi kuin perinteiset turvalaitteet, mutta järjestelmän monimutkaisuuden ja muutostarpeiden kasvaessa ero kaventuu nopeasti. Nykyisellään laitteistolla on hyväksyntä vain kehon valvontaan, vaikka sen resoluutio onkin selvästi luvattua parempi. Käyttömahdollisuudet tulevat siis tulevaisuudessa luultavasti laajenemaan, kun uusilla tarkemmilla laitteistoilla voidaan hoitaa myös raajojen valvonta. Laitteiston joustavuus tuo järjestelmien toteuttamiseen myös muita etuja. Robottisolun käyttö on huomattavasti joustavampaa, kun turva-aidat voidaan jättää pois. Mahdollisuus käyttää kameralaitteistoa myös solun toimintojen ohjaamiseen lisää sen joustavuutta entisestään. Täyden hyödyn saavuttaminen edellyttää usein kuitenkin uusien turvakontrollerilla varustettujen robottiohjaimien käyttöä. Useimmat käytössä olevat ohjaimet eivät nimittäin yleensä mahdollista esimerkiksi odotus- ja uudelleenkäynnistystoimintoja turvallisuusvaatimusten edellyttämällä tavalla. Laitteiston toiminta ja sen tarjoamat uudet mahdollisuudet vaikuttavat lyhyiden testien perusteella hyvinkin käyttökelpoisilta myös hitsaavaan teolliseen ympäristöön. Jatkoprojekti täysimittaisen testisolun rakentamiseksi onkin jo tätä raporttia kirjoitettaessa aloitettu. Patra_Demosolu_Raportti_TTY.doc Created by Jyrki Latokartano Sivu 16

17 Testiraportti SafetyEYE Created by Jyrki Latokartano Last saved by Jyrki Latokartano Last printed SafetyEYE testiraportti TTY.doc 103 Pages Safety EYE laitteen testauksen yhteydessä automaattisesti generoidut raportit: Järjestelmän määrittelyraportti, sivut Järjestelmän testausraportti, sivut

18 SafetyEYE Project Safety Guidelines Please comply with the safety guidelines given in the "SafetyEYE Operating Manual". Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 1

19 SafetyEYE Project SafetyEYE Settings Name: TTY SafetyEYE Test Description: SafetyEYE test in Patra project Jyrki Latokartano TUT Production Engineering Serial number: Channel A IP address: Subnet mask channel A: Channel A port number: Channel B IP address: Subnet mask channel B: Channel B port number: PSS PSS ETH-2 SE SafetyBUS p: No Detection Capability Range [m] 7.5 Resolution [mm] 210 Reaction time [ms] 335 Category EN 954 Category 3, EN SIL 2 Project Properties Name: Patra_demo_TTY_ver13 Description: Version: v1.1.0 Build 24 Function test completed: Yes Project's creation date: Thu Mar 13 09:23:02 EET 2008 Author: Jyrki Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 2

20 SafetyEYE Project Setup Markers ID Coordinates in the m-image Coordinates in the h-image Coordinates in the v-image Coordinates in the user coordinate system , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 3

21 SafetyEYE Project Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 4

22 SafetyEYE Project Reference Markers ID Coordinates in the m-image Coordinates in the h-image Coordinates in the v-image Coordinates in the user coordinate system , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 5

23 SafetyEYE Project User Coordinate System User Coordinate System Grid Spacing 0.25 metres Origin: , Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 6

24 SafetyEYE Project Switching Options Number of zone arrangements: 16 From zone arrangement To zone arrangement Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 7

25 SafetyEYE Project Zone arrangements: Zone Arrangement 1 Configured zone: Warning zone: Cut zone: Zone arrangement: 1 Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Zone numbers: 1,2,9,10,17,18 Number of detection zones: 1 Number of warning zones: 1 Number of cut zones: 4 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 8

26 SafetyEYE Project Zone arrangements: Zone Arrangement 1 (3D view) Plan view Front view Side view Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 9

27 SafetyEYE Project Zone arrangements: Zone Arrangement 2 Configured zone: Warning zone: Cut zone: Zone arrangement: 2 Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Zone numbers: 4,5,6,10,11 Number of detection zones: 1 Number of warning zones: 1 Number of cut zones: 3 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 10

29 SafetyEYE Project Zone arrangements: Zone Arrangement 3 Configured zone: Warning zone: Cut zone: Zone arrangement: 3 Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Zone numbers: 8,9,12,14,19 Number of detection zones: 1 Number of warning zones: 1 Number of cut zones: 3 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 12

31 SafetyEYE Project Zone arrangements: Zone Arrangement 4 Configured zone: Warning zone: Cut zone: Zone arrangement: 4 Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Zone numbers: 13 Number of detection zones: 0 Number of warning zones: 1 Number of cut zones: 0 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 14

33 SafetyEYE Project Zone arrangements: Zone Arrangement 5 Configured zone: Warning zone: Cut zone: Zone arrangement: 5 Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Zone numbers: 10,11,15,16 Number of detection zones: 0 Number of warning zones: 1 Number of cut zones: 3 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 16

35 SafetyEYE Project Zone arrangements: Zone Arrangement 6 Configured zone: Warning zone: Cut zone: Zone arrangement: 6 Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Zone numbers: 3 Number of detection zones: 0 Number of warning zones: 1 Number of cut zones: 0 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 18

37 SafetyEYE Project Zone Properties Configured zone: 1 Name: Welder Stop Zone Number 1 Type: Detection zone Height: 1 metres User plane: 0.2 metres Zone arrangement number: 1 Configured zone: 2 Name: Welder wait zone Number 2 Type: Warning zone Height: 1 metres User plane: 0.2 metres Zone arrangement number: 1 Configured zone: 3 Name: Robot control zone Number 3 Type: Warning zone Height: 0.6 metres User plane: 0.8 metres Zone arrangement number: 6 Configured zone: 4 Name: Right detection zone Number 4 Type: Detection zone Height: 1 metres User plane: 0.2 metres Zone arrangement number: 2 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 20

38 SafetyEYE Project Zone Properties Configured zone: 5 Name: Right warning zone Number 5 Type: Warning zone Height: 1 metres User plane: 0.2 metres Zone arrangement number: 2 Configured zone: 6 Name: Cut Zone Load 1 Number 6 Type: Cut zone Height: 0.8 metres User plane: 0.1 metres Zone arrangement number: 2 Configured zone: 8 Name: Left warning zone Number 8 Type: Warning zone Height: 1 metres User plane: 0.2 metres Zone arrangement number: 3 Configured zone: 9 Name: Welding Table Cut Zone Number 9 Type: Cut zone Height: 2 metres User plane: 0 metres Zone arrangement number: 1,3 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 21

39 SafetyEYE Project Zone Properties Configured zone: 10 Name: Cut Zone Weld Machine Number 10 Type: Cut zone Height: 1.4 metres User plane: 0 metres Zone arrangement number: 1,2,5 Configured zone: 11 Name: Cut Zone Gas Number 11 Type: Cut zone Height: 2 metres User plane: 0 metres Zone arrangement number: 2,5 Configured zone: 12 Name: Left Detection Zone Number 12 Type: Detection zone Height: 1.2 metres User plane: 0 metres Zone arrangement number: 3 Configured zone: 13 Name: Pallet 3 control Number 13 Type: Warning zone Height: 0.5 metres User plane: 0.2 metres Zone arrangement number: 4 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 22

40 SafetyEYE Project Zone Properties Configured zone: 14 Name: Cut Zone Pallet 3 Number 14 Type: Cut zone Height: 0.5 metres User plane: 0 metres Zone arrangement number: 3 Configured zone: 15 Name: Pallet 1 material Number 15 Type: Warning zone Height: 0.5 metres User plane: 0.2 metres Zone arrangement number: 5 Configured zone: 16 Name: Right Cut Zone Number 16 Type: Cut zone Height: 2 metres User plane: 0 metres Zone arrangement number: 5 Configured zone: 17 Name: Robot cut zone Number 17 Type: Cut zone Height: 1 metres User plane: 0.4 metres Zone arrangement number: 1 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 23

41 SafetyEYE Project Zone Properties Configured zone: 18 Name: Cut zone robot table Number 18 Type: Cut zone Height: 1 metres User plane: 0.2 metres Zone arrangement number: 1 Configured zone: 19 Name: Robot cut zone 2 Number 19 Type: Cut zone Height: 1 metres User plane: 0.4 metres Zone arrangement number: 3 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 24

42 SafetyEYE Project Patra_demo_TTY_ver13.seye Configured zone: Warning zone: Cut zone: Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 25

43 SafetyEYE Project 3D view Plan view Front view Side view Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 26

44 SafetyEYE Project I/O Configuration OSSDs 2 Warning Outputs 8 Signal Output 1 Indicator light units 1 OSSDs Number 1 2 Outputs O2.16 / O2.16 O2.17 / O2.17 Input for I0.3 I0.4 feedback loop Reset input Disabled Disabled for start-up disabler/reset lock Output for Disabled Disabled signal lamp Delay enable 0 0 [ms] I/O 1, 2, 3 2, 3 Configuration Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 27

45 SafetyEYE Project Warning Outputs Number Outputs O2.8 O2.10 O2.11 O2.12 O2.14 O2.15 O2.13 O2.3 Delay enable [ms] I/O Configuration , 2, 3 6 1, 2, Signal Output Output O2.9 Reset input for I0.1 process errors Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 28

46 SafetyEYE Project Indicator light units Number 1 Output for red O2.0 lamp Output for O2.1 yellow lamp Output for O2.2 green lamp Assigned O2.16 / OSSDs O2.16 O2.17 / O2.17 Assigned Warning Outputs O2.13 O2.11 O2.10 O2.8 O2.3 O2.14 O2.15 O2.12 Reviewed by: PDF file's creation date: 14/3/2008 Page: 29

47 Report from Function Test Project Properties Name: Patra_demo_TTY_ver13 Description: Version: v1.1.0 Build 24 Function test completed: Yes Project's creation date: Thu Mar 13 09:23:02 EET 2008 Author: Jyrki Report from Function Test Minimum number of violations per zone arrangement: 3 Reviewed by: Date of function test: 14/3/2008 Page: 1

48 Report from Function Test Zone arrangements: Zone Arrangement Details Type: Detection zone and warning zone Time stamp: Fri Mar 14 08:23:47 EET 2008 Violation number: 1(3 violations required) Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Violated zone arrangement: 1 Reviewed by: Date of function test: 14/3/2008 Page: 2

49 Report from Function Test Zone arrangements: Zone Arrangement (3D view) Plan view Front view Side view Reviewed by: Date of function test: 14/3/2008 Page: 3

66 Report from Function Test Zone arrangements: Zone Arrangement Details Type: Warning zone Time stamp: Fri Mar 14 08:25:07 EET 2008 Violation number: 1(3 violations required) Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Violated zone arrangement: 4 Reviewed by: Date of function test: 14/3/2008 Page: 20

88 Report from Function Test Zone arrangements: Zone Arrangement Details Type: Detection zone Time stamp: Fri Mar 14 08:26:25 EET 2008 Violation number: 5(3 violations required) Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Violated zone arrangement: 2 Reviewed by: Date of function test: 14/3/2008 Page: 42

96 Report from Function Test Zone arrangements: Zone Arrangement Details Type: Detection zone Time stamp: Fri Mar 14 08:26:30 EET 2008 Violation number: 8(3 violations required) Name of the zone arrangement: Zone Arrangement Violated zone arrangement: 2 Reviewed by: Date of function test: 14/3/2008 Page: 50

Näytä lisää