Bezpieczeństwo robota pod pełną kontrolą
Wraz z wprowadzeniem sterowników Kawasaki Robotics serii F pojawiła się nowa generacja systemów bezpieczeństwa – Core Cubic-S. Rozwiązanie to stanowi rozwinięcie znanego wcześniej modułu Cubic-S, jednak w przeciwieństwie do swojego poprzednika zostało zintegrowane bezpośrednio ze sterownikiem robota. Dzięki temu użytkownik otrzymuje zaawansowane funkcje monitorowania ruchu oraz bezpieczeństwa bez konieczności instalowania dodatkowych urządzeń. System wykorzystuje redundantną architekturę procesorów, które na bieżąco kontrolują swój stan oraz parametry pracy robota, zapewniając wysoki poziom bezpieczeństwa aplikacji.
W praktyce oznacza to możliwość precyzyjnego nadzorowania obszaru pracy robota, kontrolowania jego prędkości, orientacji narzędzia czy współpracy z urządzeniami bezpieczeństwa znajdującymi się na stanowisku. Dla integratora jest to narzędzie pozwalające tworzyć bardziej zaawansowane i jednocześnie bezpieczniejsze aplikacje.
Core Cubic-S umożliwia m.in.:
• monitorowanie stref pracy robota,
• kontrolę prędkości,
• monitorowanie orientacji narzędzia,
• monitorowanie zatrzymania robota,
• obsługę bezpiecznych wejść i wyjść,
• nadzorowanie osi zewnętrznych,
• tworzenie logiki bezpieczeństwa.
Zarządzanie sygnałami bezpieczeństwa
Jednym z fundamentów działania Core Cubic-S jest obsługa bezpiecznych wejść i wyjść. To właśnie za ich pośrednictwem robot komunikuje się z elementami systemu bezpieczeństwa znajdującymi się na stanowisku, takimi jak kurtyny świetlne, zamki drzwiowe, przyciski awaryjnego zatrzymania czy skanery laserowe. System może obsługiwać do 32 sygnałów bezpieczeństwa, a w przypadku bardziej rozbudowanych instalacji liczba ta może zostać zwiększona do 64 dzięki integracji przez Ethernet/IP Safety.
Co ważne, użytkownik nie jest ograniczony jedynie do gotowych funkcji. Core Cubic-S umożliwia budowanie własnej logiki działania, dzięki czemu reakcja robota może być dostosowana do wymagań konkretnego procesu technologicznego. Takie podejście znacząco zwiększa elastyczność projektowania stanowisk zrobotyzowanych.
Monitorowanie przestrzeni roboczej
Jednym z najczęściej wykorzystywanych elementów systemu jest funkcja monitorowania przestrzeni roboczej. Pozwala ona zdefiniować obszar, w którym robot może się bezpiecznie poruszać. Dzięki temu można skutecznie zapobiegać kolizjom z maszynami, transporterami, przyrządami technologicznymi czy innymi robotami znajdującymi się w tej samej celi produkcyjnej.
Konfiguracja stref odbywa się poprzez wskazanie charakterystycznych punktów określających kształt dozwolonego obszaru pracy. W czasie konfiguracji operator może na bieżąco obserwować aktualną pozycję TCP robota oraz natychmiast weryfikować wprowadzane zmiany. System umożliwia również aktywację funkcji przewidywania opuszczenia strefy, dzięki której reakcja bezpieczeństwa może nastąpić jeszcze przed faktycznym przekroczeniem granicy obszaru.
Warto również pamiętać, że wersja Core Cubic-S pozwala monitorować jednocześnie wiele stref bezpieczeństwa, co jest szczególnie przydatne w rozbudowanych aplikacjach produkcyjnych.
Przykładową aplikacją, która wykorzystuje tą funkcjonalność jest zrobotyzowane spawanie. Odgradzając strefę pracy człowieka oraz robota możemy efektywniej wykorzystać czasowo stanowisko i pracownik może przygotowywać detale w tym samym czasie, gdy robot spawa inną partie po drugiej stronie.
Kontrola ramienia robota i dodatkowego wyposażenia
W nowoczesnych aplikacjach robot często wyposażony jest w dodatkowe elementy, takie jak skrzynki przyłączeniowe, czujniki, kamery czy osłony. Z tego powodu monitorowanie samej geometrii robota nie zawsze jest wystarczające. Core Cubic-S pozwala rozszerzyć nadzór na konkretne części ramienia oraz dodatkowe komponenty zamontowane na robocie.
Domyślnie system kontroluje niemal całą konstrukcję manipulatora, jednak użytkownik może modyfikować te ustawienia i dodawać nowe obszary monitorowania. Dzięki temu model bezpieczeństwa znacznie lepiej odzwierciedla rzeczywiste warunki pracy stanowiska i pozwala uniknąć nieprzewidzianych kolizji.
Lokalizacja ustawień
Parameters → Monitoring → Arm Monitoring
Bezpieczne monitorowanie narzędzia
Końcówka robocza jest elementem, który najczęściej zmienia się w zależności od wykonywanej aplikacji. Chwytak, palnik spawalniczy, głowica klejąca czy narzędzie pomiarowe mogą znacząco różnić się rozmiarami i charakterystyką pracy. Dlatego Core Cubic-S oferuje rozbudowane funkcje monitorowania narzędzi.
Użytkownik może definiować własne modele geometryczne narzędzia, określać jego orientację oraz wskazywać punkty podlegające monitorowaniu prędkości. System umożliwia również dynamiczną zmianę parametrów poprzez identyfikatory Tool ID, dzięki czemu jedno stanowisko może bezpiecznie obsługiwać różne warianty osprzętu bez konieczności każdorazowej rekonfiguracji całego systemu.
W prezentowanej poniżej aplikacji cięcia laserowego widać, jak robot Kawasaki Robotics automatycznie zmienia narzędzia w trakcie procesu obróbki i cięcia laserowego, dostosowując się do kolejnych etapów produkcji. Funkcja monitorowania narzędzia w CoreCubic-S pozwala przypisać do każdego z nich indywidualny model bezpieczeństwa, uwzględniający jego wymiary i geometrię. Po wykonaniu zmiany system automatycznie rozpoznaje aktywne narzędzie i przełącza odpowiednie parametry monitorowania bez konieczności ingerencji operatora. Dzięki temu robot może bezpiecznie pracować z różnymi głowicami w jednej aplikacji, zachowując właściwe strefy bezpieczeństwa i maksymalnie wykorzystując dostępną przestrzeń roboczą.
Tworzenie własnej logiki bezpieczeństwa
W wielu zakładach przemysłowych wymagania dotyczące bezpieczeństwa są znacznie bardziej złożone niż standardowe zależności pomiędzy sygnałami. Core Cubic-S pozwala tworzyć zaawansowane reguły logiczne wykorzystujące operacje takie jak AND, OR, NOT czy XOR. Dzięki temu można budować scenariusze działania dostosowane do indywidualnych potrzeb aplikacji.
Przykładowo, ruch robota może zostać dopuszczony wyłącznie wtedy, gdy jednocześnie zamknięte są drzwi bezpieczeństwa, aktywny jest sygnał ze sterownika linii produkcyjnej, a wszystkie urządzenia ochronne pozostają w stanie gotowości. Takie rozwiązanie pozwala projektować stanowiska spełniające nawet bardzo restrykcyjne wymagania użytkowników końcowych.
Diagnostyka i szybkie usuwanie zatrzymań
Każde nieplanowane zatrzymanie robota oznacza potencjalne straty produkcyjne. Z tego względu Kawasaki Robotics wyposażyło Core Cubic-S w rozbudowane narzędzia diagnostyczne. W przypadku aktywacji funkcji bezpieczeństwa operator może szybko sprawdzić, który sygnał doprowadził do zatrzymania robota oraz które ograniczenia są aktualnie aktywne.
Taka przejrzysta diagnostyka znacząco skraca czas potrzebny do odnalezienia przyczyny problemu, co ma szczególne znaczenie podczas uruchomień nowych aplikacji oraz podczas serwisowania istniejących stanowisk.
Funkcja Override – bezpieczny powrót do strefy pracy
Podczas uruchamiania lub rekonfiguracji stanowiska może zdarzyć się sytuacja, w której robot znajdzie się poza dozwoloną strefą monitorowania. W takim przypadku system bezpieczeństwa zablokuje możliwość uruchomienia napędów. Aby umożliwić operatorowi bezpieczne wyprowadzenie manipulatora z niedozwolonego obszaru, dostępna jest funkcja Override.
Po aktywowaniu tej funkcji i skasowaniu błędu możliwe jest chwilowe przywrócenie ruchu robota w celu powrotu do dozwolonej strefy pracy. Warto jednak pamiętać, że funkcja ma charakter tymczasowy i jest automatycznie wyłączana po zwolnieniu przycisku Deadman lub zmianie ekranu na Teach Pendancie. Dzięki temu zachowany zostaje odpowiedni poziom bezpieczeństwa podczas pracy serwisowej.
Dużą różnicą w stosunku do poprzedniego systemu Cubic-S jest fakt, że przycisk Override jest wirtualny, co znacząco ułatwia korzystanie z niego.
Procedura
1. Wejdź do: Parameters → Status → Monitoring
2. Wybierz funkcję, która zgłasza błąd (np. Motion Area).
3. Włącz opcję Override Function w prawym dolnym rogu.
4. Kliknij ikonę ERR i skasuj alarm.
5. Włącz serwa i przesuń robota do bezpiecznej strefy.
Obejrzyj całą instrukcję użycia funkcji override na naszym Instagramie:https://www.instagram.com/p/DVL1NqKDWTd/
Zmiana trybu pracy robota
Core Cubic-S umożliwia również bezpieczne przełączanie pomiędzy trybami pracy robota. Proces ten może być realizowany za pomocą specjalnie zdefiniowanych sygnałów bezpieczeństwa, co pozwala ograniczyć stosowanie dodatkowych przełączników sprzętowych. Rozwiązanie takie zwiększa elastyczność projektowania nowoczesnych stanowisk zrobotyzowanych oraz upraszcza integrację z nadrzędnymi systemami sterowania. Pozwala także uniezależnić się od fizycznych przycisków na kontrolerze, a nawet kompletnie je usunąć.
Zapisywanie i archiwizacja ustawień
Po zakończeniu konfiguracji wszystkie parametry należy przesłać do systemu Core Cubic-S za pomocą funkcji „Write Core Cubic-S”. Przed zapisaniem zmian użytkownik otrzymuje możliwość ich zweryfikowania, co pozwala uniknąć przypadkowych modyfikacji konfiguracji bezpieczeństwa. Po wgraniu parametrów wymagane jest ponowne uruchomienie sterownika.
Procedura zapisu
1. Otwórz: Menu → Core Cubic S → Write Core Cubic S
2. Wprowadź hasło.
3. Zweryfikuj listę zmienionych parametrów.
4. Potwierdź przyciskiem OK.
5. Zrestartuj kontroler.
Dużym ułatwieniem dla integratorów i służb utrzymania ruchu jest możliwość tworzenia kopii zapasowych konfiguracji bezpośrednio na pamięci USB lub karcie CFast. Dzięki temu odtworzenie ustawień po wymianie sterownika lub podczas prac serwisowych zajmuje zaledwie kilka minut.
Dodatkowo system przed zapisaniem danych wskazuje (żółte tło na screenie) które elementy w systemie bezpieczeństwa zostały zmienione wraz z poprzednimi i nowymi wartościami.
Podsumowanie
Core Cubic‑S to znacznie więcej niż system nadzorujący strefy bezpieczeństwa. Jest to kompleksowa platforma umożliwiająca monitorowanie ruchu robota, kontrolę narzędzi, zarządzanie sygnałami bezpieczeństwa oraz tworzenie zaawansowanych zależności logicznych. Dzięki integracji z kontrolerami serii F użytkownik otrzymuje nowoczesne narzędzie pozwalające budować bezpieczne, elastyczne i zgodne z aktualnymi wymaganiami stanowiska zrobotyzowane.
Co więcej, Core Cubic S wpisuje się w najnowsze standardy bezpieczeństwa określone w normie ISO 10218:2025, pomagając użytkownikom w tworzeniu stanowisk przygotowanych na obecne i przyszłe wymagania branży.
[Współpraca reklamowa z ASTOR Sp. z o.o.]
Wraz z wprowadzeniem sterowników Kawasaki Robotics serii F pojawiła się nowa generacja systemów bezpieczeństwa – Core Cubic-S. Rozwiązanie to stanowi rozwinięcie znanego wcześniej modułu Cubic-S, jednak w przeciwieństwie do swojego poprzednika zostało zintegrowane bezpośrednio ze sterownikiem robota. Dzięki temu użytkownik otrzymuje zaawansowane funkcje monitorowania ruchu oraz bezpieczeństwa bez konieczności instalowania dodatkowych urządzeń. System wykorzystuje redundantną architekturę procesorów, które na bieżąco kontrolują swój stan oraz parametry pracy robota, zapewniając wysoki poziom bezpieczeństwa aplikacji.
W praktyce oznacza to możliwość precyzyjnego nadzorowania obszaru pracy robota, kontrolowania jego prędkości, orientacji narzędzia czy współpracy z urządzeniami bezpieczeństwa znajdującymi się na stanowisku. Dla integratora jest to narzędzie pozwalające tworzyć bardziej zaawansowane i jednocześnie bezpieczniejsze aplikacje.
Core Cubic-S umożliwia m.in.:
• monitorowanie stref pracy robota,
• kontrolę prędkości,
• monitorowanie orientacji narzędzia,
• monitorowanie zatrzymania robota,
• obsługę bezpiecznych wejść i wyjść,
• nadzorowanie osi zewnętrznych,
• tworzenie logiki bezpieczeństwa.
Zarządzanie sygnałami bezpieczeństwa
Jednym z fundamentów działania Core Cubic-S jest obsługa bezpiecznych wejść i wyjść. To właśnie za ich pośrednictwem robot komunikuje się z elementami systemu bezpieczeństwa znajdującymi się na stanowisku, takimi jak kurtyny świetlne, zamki drzwiowe, przyciski awaryjnego zatrzymania czy skanery laserowe. System może obsługiwać do 32 sygnałów bezpieczeństwa, a w przypadku bardziej rozbudowanych instalacji liczba ta może zostać zwiększona do 64 dzięki integracji przez Ethernet/IP Safety.
Co ważne, użytkownik nie jest ograniczony jedynie do gotowych funkcji. Core Cubic-S umożliwia budowanie własnej logiki działania, dzięki czemu reakcja robota może być dostosowana do wymagań konkretnego procesu technologicznego. Takie podejście znacząco zwiększa elastyczność projektowania stanowisk zrobotyzowanych.
Monitorowanie przestrzeni roboczej
Jednym z najczęściej wykorzystywanych elementów systemu jest funkcja monitorowania przestrzeni roboczej. Pozwala ona zdefiniować obszar, w którym robot może się bezpiecznie poruszać. Dzięki temu można skutecznie zapobiegać kolizjom z maszynami, transporterami, przyrządami technologicznymi czy innymi robotami znajdującymi się w tej samej celi produkcyjnej.
Konfiguracja stref odbywa się poprzez wskazanie charakterystycznych punktów określających kształt dozwolonego obszaru pracy. W czasie konfiguracji operator może na bieżąco obserwować aktualną pozycję TCP robota oraz natychmiast weryfikować wprowadzane zmiany. System umożliwia również aktywację funkcji przewidywania opuszczenia strefy, dzięki której reakcja bezpieczeństwa może nastąpić jeszcze przed faktycznym przekroczeniem granicy obszaru.
Warto również pamiętać, że wersja Core Cubic-S pozwala monitorować jednocześnie wiele stref bezpieczeństwa, co jest szczególnie przydatne w rozbudowanych aplikacjach produkcyjnych.
| Typ strefy | Kule | Kapsuły | Prostopadłościany | Obszar z dozwolonym ruchem | 3 | 6 | 63 | Obszar z zabronionym ruchem | 3 | 8 | 115 |
Przykładową aplikacją, która wykorzystuje tą funkcjonalność jest zrobotyzowane spawanie. Odgradzając strefę pracy człowieka oraz robota możemy efektywniej wykorzystać czasowo stanowisko i pracownik może przygotowywać detale w tym samym czasie, gdy robot spawa inną partie po drugiej stronie.
Kontrola ramienia robota i dodatkowego wyposażenia
W nowoczesnych aplikacjach robot często wyposażony jest w dodatkowe elementy, takie jak skrzynki przyłączeniowe, czujniki, kamery czy osłony. Z tego powodu monitorowanie samej geometrii robota nie zawsze jest wystarczające. Core Cubic-S pozwala rozszerzyć nadzór na konkretne części ramienia oraz dodatkowe komponenty zamontowane na robocie.
Domyślnie system kontroluje niemal całą konstrukcję manipulatora, jednak użytkownik może modyfikować te ustawienia i dodawać nowe obszary monitorowania. Dzięki temu model bezpieczeństwa znacznie lepiej odzwierciedla rzeczywiste warunki pracy stanowiska i pozwala uniknąć nieprzewidzianych kolizji.
Lokalizacja ustawień
Parameters → Monitoring → Arm Monitoring
Bezpieczne monitorowanie narzędzia
Końcówka robocza jest elementem, który najczęściej zmienia się w zależności od wykonywanej aplikacji. Chwytak, palnik spawalniczy, głowica klejąca czy narzędzie pomiarowe mogą znacząco różnić się rozmiarami i charakterystyką pracy. Dlatego Core Cubic-S oferuje rozbudowane funkcje monitorowania narzędzi.
Użytkownik może definiować własne modele geometryczne narzędzia, określać jego orientację oraz wskazywać punkty podlegające monitorowaniu prędkości. System umożliwia również dynamiczną zmianę parametrów poprzez identyfikatory Tool ID, dzięki czemu jedno stanowisko może bezpiecznie obsługiwać różne warianty osprzętu bez konieczności każdorazowej rekonfiguracji całego systemu.
W prezentowanej poniżej aplikacji cięcia laserowego widać, jak robot Kawasaki Robotics automatycznie zmienia narzędzia w trakcie procesu obróbki i cięcia laserowego, dostosowując się do kolejnych etapów produkcji. Funkcja monitorowania narzędzia w CoreCubic-S pozwala przypisać do każdego z nich indywidualny model bezpieczeństwa, uwzględniający jego wymiary i geometrię. Po wykonaniu zmiany system automatycznie rozpoznaje aktywne narzędzie i przełącza odpowiednie parametry monitorowania bez konieczności ingerencji operatora. Dzięki temu robot może bezpiecznie pracować z różnymi głowicami w jednej aplikacji, zachowując właściwe strefy bezpieczeństwa i maksymalnie wykorzystując dostępną przestrzeń roboczą.
Tworzenie własnej logiki bezpieczeństwa
W wielu zakładach przemysłowych wymagania dotyczące bezpieczeństwa są znacznie bardziej złożone niż standardowe zależności pomiędzy sygnałami. Core Cubic-S pozwala tworzyć zaawansowane reguły logiczne wykorzystujące operacje takie jak AND, OR, NOT czy XOR. Dzięki temu można budować scenariusze działania dostosowane do indywidualnych potrzeb aplikacji.
Przykładowo, ruch robota może zostać dopuszczony wyłącznie wtedy, gdy jednocześnie zamknięte są drzwi bezpieczeństwa, aktywny jest sygnał ze sterownika linii produkcyjnej, a wszystkie urządzenia ochronne pozostają w stanie gotowości. Takie rozwiązanie pozwala projektować stanowiska spełniające nawet bardzo restrykcyjne wymagania użytkowników końcowych.
Diagnostyka i szybkie usuwanie zatrzymań
Każde nieplanowane zatrzymanie robota oznacza potencjalne straty produkcyjne. Z tego względu Kawasaki Robotics wyposażyło Core Cubic-S w rozbudowane narzędzia diagnostyczne. W przypadku aktywacji funkcji bezpieczeństwa operator może szybko sprawdzić, który sygnał doprowadził do zatrzymania robota oraz które ograniczenia są aktualnie aktywne.
Taka przejrzysta diagnostyka znacząco skraca czas potrzebny do odnalezienia przyczyny problemu, co ma szczególne znaczenie podczas uruchomień nowych aplikacji oraz podczas serwisowania istniejących stanowisk.
Funkcja Override – bezpieczny powrót do strefy pracy
Podczas uruchamiania lub rekonfiguracji stanowiska może zdarzyć się sytuacja, w której robot znajdzie się poza dozwoloną strefą monitorowania. W takim przypadku system bezpieczeństwa zablokuje możliwość uruchomienia napędów. Aby umożliwić operatorowi bezpieczne wyprowadzenie manipulatora z niedozwolonego obszaru, dostępna jest funkcja Override.
Po aktywowaniu tej funkcji i skasowaniu błędu możliwe jest chwilowe przywrócenie ruchu robota w celu powrotu do dozwolonej strefy pracy. Warto jednak pamiętać, że funkcja ma charakter tymczasowy i jest automatycznie wyłączana po zwolnieniu przycisku Deadman lub zmianie ekranu na Teach Pendancie. Dzięki temu zachowany zostaje odpowiedni poziom bezpieczeństwa podczas pracy serwisowej.
Dużą różnicą w stosunku do poprzedniego systemu Cubic-S jest fakt, że przycisk Override jest wirtualny, co znacząco ułatwia korzystanie z niego.
Procedura
1. Wejdź do: Parameters → Status → Monitoring
2. Wybierz funkcję, która zgłasza błąd (np. Motion Area).
3. Włącz opcję Override Function w prawym dolnym rogu.
4. Kliknij ikonę ERR i skasuj alarm.
5. Włącz serwa i przesuń robota do bezpiecznej strefy.
Obejrzyj całą instrukcję użycia funkcji override na naszym Instagramie:https://www.instagram.com/p/DVL1NqKDWTd/
Zmiana trybu pracy robota
Core Cubic-S umożliwia również bezpieczne przełączanie pomiędzy trybami pracy robota. Proces ten może być realizowany za pomocą specjalnie zdefiniowanych sygnałów bezpieczeństwa, co pozwala ograniczyć stosowanie dodatkowych przełączników sprzętowych. Rozwiązanie takie zwiększa elastyczność projektowania nowoczesnych stanowisk zrobotyzowanych oraz upraszcza integrację z nadrzędnymi systemami sterowania. Pozwala także uniezależnić się od fizycznych przycisków na kontrolerze, a nawet kompletnie je usunąć.
| Tryb pracy | Wewnętrzne wejście bezpieczeństwa 1 | Wewnętrzne wejście bezpieczeństwa 2 | Tryb Teach | ON | OFF | Tryb Fast Check | ON | ON | Tryb Repeat | OFF | OFF lub ON |
Zapisywanie i archiwizacja ustawień
Po zakończeniu konfiguracji wszystkie parametry należy przesłać do systemu Core Cubic-S za pomocą funkcji „Write Core Cubic-S”. Przed zapisaniem zmian użytkownik otrzymuje możliwość ich zweryfikowania, co pozwala uniknąć przypadkowych modyfikacji konfiguracji bezpieczeństwa. Po wgraniu parametrów wymagane jest ponowne uruchomienie sterownika.
Procedura zapisu
1. Otwórz: Menu → Core Cubic S → Write Core Cubic S
2. Wprowadź hasło.
3. Zweryfikuj listę zmienionych parametrów.
4. Potwierdź przyciskiem OK.
5. Zrestartuj kontroler.
Dużym ułatwieniem dla integratorów i służb utrzymania ruchu jest możliwość tworzenia kopii zapasowych konfiguracji bezpośrednio na pamięci USB lub karcie CFast. Dzięki temu odtworzenie ustawień po wymianie sterownika lub podczas prac serwisowych zajmuje zaledwie kilka minut.
Dodatkowo system przed zapisaniem danych wskazuje (żółte tło na screenie) które elementy w systemie bezpieczeństwa zostały zmienione wraz z poprzednimi i nowymi wartościami.
Podsumowanie
Core Cubic‑S to znacznie więcej niż system nadzorujący strefy bezpieczeństwa. Jest to kompleksowa platforma umożliwiająca monitorowanie ruchu robota, kontrolę narzędzi, zarządzanie sygnałami bezpieczeństwa oraz tworzenie zaawansowanych zależności logicznych. Dzięki integracji z kontrolerami serii F użytkownik otrzymuje nowoczesne narzędzie pozwalające budować bezpieczne, elastyczne i zgodne z aktualnymi wymaganiami stanowiska zrobotyzowane.
Co więcej, Core Cubic S wpisuje się w najnowsze standardy bezpieczeństwa określone w normie ISO 10218:2025, pomagając użytkownikom w tworzeniu stanowisk przygotowanych na obecne i przyszłe wymagania branży.
[Współpraca reklamowa z ASTOR Sp. z o.o.]
