Les systèmes de robots industriels modernes reposent sur une infrastructure de plus en plus complexe pour prendre en charge les capacités en constante évolution de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage automatique (ML), la connectivité transparente,Ces systèmes nécessitent des capteurs, du matériel de sécurité, des circuits de protection et des composants de contrôle pour répondre aux exigences de bande passante élevée,réponse en temps réel, et des normes de sécurité fonctionnelles strictes.
Cet article explore les technologies fondamentales qui soutiennent la technologie des robots Industrie 4.0, en mettant l'accent sur les capteurs SICK, les solutions de sécurité,et comment les composants de commande industrielle d'Eaton aident à réaliser un contrôle de mouvement sûrLes thèmes spécifiques de la discussion comprennent les principaux facteurs moteurs de l'automatisation intelligente élastique, tels que l'architecture de la perception, la conception de l'intelligence artificielle et la conception de l'intelligence artificielle.conformité à la sécurité des machines, des stratégies de contrôle tolérantes aux défauts et l'intégration de réseaux d'automatisation de bord distribués.
Système de détection avancé pour l'environnement dynamique de l'usine
Comme le montre la figure 1, les robots Industrie 4.0 ont réalisé un fonctionnement sûr et efficace dans les ateliers d'usine grâce à des capteurs avancés.Bien que fonctionnant dans des conditions difficiles telles que la lumière en constante évolution, la présence de particules dans l'air et les vibrations mécaniques, ces capteurs doivent encore être capables de traiter rapidement des données en temps réel pour suivre avec précision le personnel, les robots mobiles,et lignes de montage en mouvement rapide.
Le bras robotique de l'industrie 4.0 à plusieurs axes d'Igus
Figure 1: Le bras robotique à plusieurs axes de l'industrie 4.0 utilise des capteurs intégrés et une rétroaction en temps réel pour un fonctionnement précis et rapide. (Source d'image: Igus)
La plate-forme robotique intègre plusieurs modes de capteurs pour assurer la perception spatiale et la réponse au niveau des millisecondes.L'algorithme de fusion des capteurs regroupe ces informations d'entrée pour générer un modèle cohérent en temps réel de l'environnement de fonctionnement du robot.Le système visuel gère la détection et le positionnement des objets, tandis que le scanner laser de sécurité surveille les approches non autorisées dans la zone restreinte.Les capteurs de temps de vol (ToF) à faible latence capturent des données spatiales tridimensionnelles, permettant un ajustement en temps réel du tracé et un comportement conscient du contexte.
Les robots s'appuient également sur des capteurs internes et des capteurs de contact pour améliorer le contrôle du mouvement et l'interaction.peut fournir une rétroaction pour saisirLes capteurs de proximité inductifs, capacitifs et ultrasoniques peuvent détecter les objets à proximité sans contact, et leur distance de détection est généralement plus courte que les systèmes ToF.Les encodeurs et les potentiomètres suivent la position et la vitesse des articulations pour une planification précise du mouvement, tandis que les unités de mesure inertielle (UMI) mesurent l'accélération et la vitesse angulaire pour maintenir la direction et l'équilibre.les capteurs électriques surveillent le courant et la tension pour évaluer la charge du moteur et détecter les défauts.
Sécurité des robots industriels basée sur des normes
Les robots de l'industrie 4.0 doivent respecter des normes de sécurité internationales strictes pour protéger la sécurité du personnel et des équipements.spécifier les exigences de sécurité des systèmes fonctionnels et de contrôle des systèmes de robots d'atelier d'usine.
L'ISO 13849 décrit les normes de conception et de validation des composants de contrôle liés à la sécurité.La présente norme adopte une approche fondée sur les risques et utilise des niveaux de performance (PL) pour classer l'intégrité du système en fonction de la gravité des dangers.La CEI 62061 quantifie la réduction des risques requise pour la sécurité fonctionnelle des appareils électriques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques, électroniques et électroniques.et systèmes de contrôle programmables utilisant le niveau d'intégrité de la sécurité (SIL)Ces normes spécifient collectivement les exigences de conception, de mise en œuvre et de validation des fonctions de perception et de contrôle dans les applications critiques en matière de sécurité.
La norme ISO 10218 applique ces principes spécifiquement aux robots industriels, couvrant les exigences de sécurité pour la conception des robots, la disposition des unités de travail, l'intégration des systèmes et le fonctionnement.Cela inclut l'utilisation de capteurs de niveau de sécurité pour effectuer des tâches telles que l'arrêt d'urgenceCes composants doivent respecter des seuils de performance et de fiabilité spécifiés et sont généralement démontrés par des essais et des validations structurés.
Les normes ISO 13849, IEC 62061 et ISO 10218 constituent le noyau des normes de sécurité des robots.y compris la norme IEC 60204-1 de sécurité électrique et la norme ISO/TS 15066 de collaboration homme-machine, ont élargi le cadre de base pour le déploiement et l'intégration de la sécurité.
Système de sécurité intégré pour la collaboration homme-machine
L'exploitant d'usine adopte des solutions de sécurité de fournisseurs tels que SICK et Eaton pour répondre aux normes en matière de fonctionnalité et de sécurité des machines.Le système Safe EFI Pro de SICK utilise des capteurs intégrésComme le montre la figure 2, le composant clé du système, le système de contrôle de la sécurité, est un système qui permet de contrôler en temps réel les fonctions de sécurité pour les robots fixes et mobiles.le scanner laser de sécurité microScan, peut effectuer une détection de mouvement adaptative et situationnelle dans des environnements dynamiques.
Le scanner laser de sécurité SICK microScan3
Figure 2: Le scanner laser de sécurité microScan3 de SICK peut surveiller les zones protégées et détecter dynamiquement les mouvements, ce qui permet une protection adaptative dans les environnements industriels. (Source d'image: SICK)
Les opérateurs peuvent également utiliser le système de protection de l'extrémité du bras (EOAS) de SICK pour maintenir une zone de protection dynamique autour de la tête de l'outil robot.Le système EOAS utilise la technologie ToF pour réaliser une collaboration humaine-machine sécurisée sans contact avec un temps de réponse inférieur à 110 millisecondes.
En complément de ces systèmes automatisés, SICK fournit également des composants de sécurité manuels et périphériques.L'opérateur peut arrêter rapidement la machine en actionnant l'interrupteur d'arrêt d'urgence ES21 en cas d'urgenceL'interrupteur de sécurité sans contact STR1 adopte la technologie RFID pour obtenir une protection contre les manipulations et la surveillance, prend en charge le codage avancé et est conforme à la norme EN ISO 14119.