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 原创分享-PLC参与控制机器人夹爪的安全打开逻辑

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作者 主题
永乐一夏
侠士

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楼主    2020-07-14 13:54:37
主题:原创分享-PLC参与控制机器人夹爪的安全打开逻辑

跟大家分享下我上个月的关于PLC参与控制的机器人夹爪安全改善,有同样应用的西友门可以参考下

 

安全风险背景是这样的:

       现场有好多Durr机器人工位,机器人的夹爪用的是雄克气缸式,夹爪靠压缩空气打开,断气后通过内部弹簧夹紧,相信大家都用到过,夹爪的打开/关闭命令都是来自于机器人,机器人程序负责判断是否应该夹紧/松开,将命令传递给PLC,PLC收到后直接控制电磁阀打开/关闭,PLC是不对机器人信号进行判断的,直接进行输出。

 

另外就是在手动操作打开/关闭机器人夹爪时,需要先按下快捷键III通入压缩空气,再执行相应程序打开/关闭夹爪,就是在这里存在一定安全风险:

       第一:维修人员进入工位内部移动调整机器人位置时,此时机器人选择在手动模式,在机器人上使能运行程序打开夹爪后,此时一旦错误地忘记执行夹爪关闭程序,而是通过断开机器人使能,关断主气阀从而使夹爪自行夹紧工件,当再次上使能,主气阀打开后,由于夹爪未执行关闭程序,因而夹爪会直接打开,工件会直接掉落。           

       第二:当夹爪原本松开无件情况下,手动抓取工件,此时也执行了夹爪关闭程序,但是调试完毕后,未将工件放回轨道,夹爪上仍然带件,因为夹爪上之前没有工件记忆,因此HMI面板上是有打开夹爪使能的,当设备报警夹爪与记忆不一致时,操作工以为夹爪上没有工件便手动从HMI上打开夹爪消除报警,工件掉落,导致砸伤维修操作人员,存在重大安全风险。

 

 

分析过程是这样的:

       由于夹爪在断气情况下内部弹簧会夹紧,导致实际夹爪也关闭,但是此时机器人并没有执行夹爪关闭程序,do_Gripper_Open信号仍然置位,机器人夹爪打开换向阀仍然得电,此时一旦操作人员按下快捷键III打开主气阀,夹爪就会通气打开,导致工件掉落。比如,操作人员在机器人手动Motor On后,执行程序打开夹爪,但是在Motor Off后,由于夹爪断气内部弹簧复位夹紧工件,由于没有执行夹爪关闭程序,当再次Motor On,通入压缩空气后,夹爪就会直接打开,造成工件掉落。

 

 因此,机器人程序中在夹爪打开程序进行判断,如果是自动模式下进行打开,保持和原位一样的逻辑,如果是在手动模式下,机器人打开/关闭动作均是以脉冲形式输出,且在机器人Motor off后,夹爪会自动关闭,下次在开启主气源后也不会自动打开,保证安全。

 

因为上述的这种情况是可能存在人为错误操作的可能性,比如,手动运行了夹爪打开程序,但是忘记运行了夹爪关闭程序,只是通过断开机器人使能来使夹爪关闭,当第二次上使能后,夹爪就会打开造成工件掉落。

因此1.当机器人手动模式下,一旦断开使能后,PLC将夹爪打开的换向阀切断是十分必要的。

       2.同时将HMI打开夹爪的条件去掉,即不能在面板上打开夹爪,只能通过机器人示教器打开,因为从示教器打开夹爪是最安全的,可以最大程度保证操作的安全性。

       3.另外,当机床开门后,HMI面板会请求操作人员确认夹爪安全状态,只有确认安全的情况下,夹爪才能打开。

 

改善过程:

        逻辑更改:(一)PLC处:      1.新增手动夹紧松开控制点,当手动情况下可以正常关闭夹爪


手动情况下,通过机器人传递的脉冲信号开控制夹爪打开,一旦松开使能夹爪便会夹紧,再次上使能后也不会打开


2.隐去HMI打开夹爪使能


3.画面确认夹爪安全


(二)机器人处:

               自动情况和原来保持一致,手动情况下夹爪打开和关闭均采用脉冲输出。



通过这样的改动,可以保证最大程度上夹爪打开过程的安全,各位有相似应用的西友门可以参考下

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