レーザー スキャン センサーで動的インタラクションを安全に

Aug 27, 2023

ロボットセルと無人搬送車の間で材料を自動搬送している間、人は気付かれずに危険ゾーンに入り込んではなりません。 Leuze の革新的なソリューションは、動的防護フィールド調整によって中継ステーションを保護します。 これにより、柵やフェンスなどの追加の安全対策が不要になります。

リスクのない完全自動化

スマートファクトリーでは、商品の流れが完全に自動化されています。 これは、生産資材が、スーパーマーケットとも呼ばれるステージングエリアの準備されたコンテナで入手できることを意味します。 材料が必要であることをデジタル通知が生産地から直接送信されます。 無人搬送車（AGV）は、ロボットセルに必要な部品を供給し、加工された部品を回収するために使用されます。 AGV がロボット セルと対話するこれらの搬送ステーションでの自動化プロセスは、リスクがなく効率的になるように設計する必要があります。 これは、信頼性の高い安全ソリューションによってのみ実現できます。AGV は、ロボット セルが作業を中断することなく危険ゾーンを移動し、人はいつでも気づかれずにこれらのエリアに侵入してはなりません。 そこで、Leuze のセンサー担当者は、スマート生産環境におけるこのような中継ステーションに合わせた革新的な安全コンセプトを開発しました。 このアプローチは、材料の移送中に AGV の周囲で動的に保護フィールドを調整することに基づいています。

システムは連携して動作する必要がある

AGV とロボット間の材料搬送を自動化するには、搬送ステーションでの安全機能を包括的に考慮する必要があります。 これには、AGV のステーションへの進入、搬送位置への到達、およびステーションからの退出が含まれます。 AGV 自体は、セーフティ レーザー スキャナなどの内蔵センサーによって安全に保護されています。 また、ロボットセルには、人が危険な作業エリアに近づいているかどうかを認識するセンサーが装備されています。 ただし、AGV とロボットの間で材料を自動搬送するには、プロセスに関与するシステムのさまざまな制御ユニット (ロボット セル、AGV、および材料フロー制御) が相互に通信できる必要があります。 さらに、サイクル全体を通じて安全性と信頼性が保証されるように調整する必要があります。 これは、関係するさまざまな部門間の緊密な連携によってのみ実現できます。 (工場) プランナー、物流管理者、労働安全衛生責任者に加えて、IT 部門もこのフェーズの成功に大きく貢献します。

完全に自動化された転送の要件

従来のアプローチでは、AGV とロボット セルの間の搬送エリアへのアクセスを確保するためにライト カーテンを使用することがよくあります。 これは技術的には実現可能ですが、機能は限られており、転送エリア内の人の存在を自動的に監視することはできません。 人々を危険地帯に入れないようにするために、これらの古典的な概念では、フェンスや障壁のような機械的な分離装置など、さらなる安全対策が必要です。 物理的な障壁のない、AGV とロボット セル間の完全に自動化された安全な搬送は、より効率的なソリューションです。 ただし、システムは人と AGV を確実に区別できなければなりません。 このアプローチでは、次の条件が整っている必要があります。

➤ AGV 搬送ステーションの危険ゾーンは、プロセス全体を通じて確保する必要があります。 ➤ 定義された AGV は、完全に自動化された方法で、作業エリアを軸方向 (オプション: 半径方向も) に移動し、作業エリアから出ることができる必要があります。 ➤ 人やその他の作業エリアからの逸脱定義された AGV の輪郭が常に認識され、安全な停止信号がトリガーされる必要があります。

防護フィールドに囲まれた AGV

ロボット/AGV 搬送ステーションを保護するために Leuze が開発したソリューションは、次の 2 つの安全機能を保証します。

➤ ロボットセルの危険な動きを停止➤ AGV 周囲の保護フィールドを動的に調整

中継ステーションのエリア全体を保護するために、Leuze はセーフティ レーザー スキャナを利用しています。 これらのスキャナは防護フィールドを使用して、転送エリアへの人の侵入と存在を検出します。 これが発生すると、システムは停止信号をトリガーします。 並行プロセスでは、監視ゾーン内の AGV の位置が常に認識されます。 AGV 自体が停止信号をトリガーしないように、安全プログラムは安全ゾーンからその輪郭をマスクします。 したがって、保護フィールドは移動する AGV の周囲で動的に調整されます。 この目的を達成するために、レーザー スキャナは、事前に設定された保護フィールドを段階的にシフトします。 これにより、防護フィールドで「囲まれた」AGV が自動的にステーション内に移動し、駐車位置で材料を移送し、再びステーションから出ることができます。 安全レベルはサイクル全体を通じて維持されます。 これには、環境の残りの部分が残りの保護フィールドによって常に覆われ、全方位の保護が提供されるという利点があります。 原則として、システムで事前に定義された AGV の輪郭のみが防護フィールドを横切ることができます。 改ざんやスキャナーの位置ずれを検出するために、Leuze はデバイスに組み込まれた水準器機能と追加の外部基準輪郭を使用します。