Tabele funkcji bezpieczeństwa

Opis

Funkcje bezpieczeństwa i wejścia/wyjścia bezpieczeństwa robotów firmy Universal Robots są oparte na poziomie działania PLd, Kategoria 3 (ISO 13849-1), gdzie każda funkcja bezpieczeństwa ma wartość PFH mniejszą niż 1.8E-07.

Wartości PFH zostały zaktualizowane tak, aby zapewniały większą elastyczność projektu pod względem odporności łańcucha dostaw.

W przypadku we/wy bezpieczeństwa wynikowa funkcja bezpieczeństwa obejmująca zewnętrzne urządzenie lub wyposażenie jest określona przez ogólną architekturę i sumę wszystkich wartości PFH, w tym PFH funkcji bezpieczeństwa robota UR.

W przypadku przekroczenia limitu funkcji bezpieczeństwa lub wykrycia usterki w funkcji bezpieczeństwa lub części systemu sterowania związanej z bezpieczeństwem UR definiuje stan bezpieczny jako zatrzymanie z odcięciem zasilania napędu (zatrzymanie kategorii 1 albo 0⁴ natychmiastowe odcięcie zasilania).

Tabele funkcji bezpieczeństwa przedstawione w tym rozdziale są uproszczone. Kompleksowe ich wersje znajdziesz tutaj: https://www.universal-robots.com/support

FB1
1, 2, 3, 4 Zatrzymanie awaryjne
(ISO 13850)

Patrz przypisy

Opis

Co się dzieje?

Wpływa na

Naciśnięcie przycisku zatrzymania awaryjnego na sterowniku¹ lub zewnętrznego przycisku zatrzymania awaryjnego (w przypadku korzystania z wejścia bezpieczeństwa zatrzymania awaryjnego) skutkuje zatrzymaniem kategorii 1 ⁴ z odcięciem zasilania od siłowników robota i we/wy narzędzia. We/wy sterownika przechodzą w stan „niski”.

Polecenie¹ zatrzymuje wszystkie przeguby, a gdy wszystkie przeguby osiągną monitorowany stan zatrzymania, zasilanie zostaje odcięte.

Patrz funkcje bezpieczeństwa Czas zatrzymania i Odległość zatrzymania⁵.

UŻYWAĆ TYLKO DO CELÓW AWARYJNYCH,

nie stosować do celów ochronnych.

Kategoria zatrzymania 1

(IEC 60204-1)

Robot, we/wy narzędzia robota i we/wy sterownika

FB2
3, 4 zatrzymanie przez zabezpieczenie 4
(Zatrzymanie ochronne zgodnie z ISO 10218-1*)

* Przed 2006 rokiem nazywano to „zatrzymaniem przez zabezpieczenie” lub „zatrzymaniem ochronnym”

Opis

Co się dzieje?

Wpływa na

Ta funkcja bezpieczeństwa jest inicjowana przez zewnętrzne urządzenie ochronne za pomocą wejść bezpieczeństwa, które inicjują zatrzymanie kategorii 2⁴. Celem jest ochrona ludzi przed obrażeniami, w porównaniu z ochroną robota, sprzętu lub produktów.

Zatrzymanie przez zabezpieczenie nie ma wpływu na we/wy narzędzia.

Jeśli podłączone jest urządzenie zezwalające, można skonfigurować zatrzymanie przez zabezpieczenie w taki sposób, aby działało TYLKO w trybie automatycznym.

Patrz funkcje bezpieczeństwa Czas zatrzymania i Odległość zatrzymania⁵.

Kategoria zatrzymania 2

(IEC 60204-1)

Zatrzymanie SS2

(zgodnie z opisem w IEC 61800-5-2)

Robot

FB3 Limit pozycji przegubu
(programowe ograniczenie osi)

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Ustawia dolne i górne limity dozwolonych pozycji przegubu. Czas zatrzymania i odległość zatrzymania nie są brane pod uwagę, ponieważ limity nie zostaną naruszone. Każdy przegub może mieć swoje własne limity.

Bezpośrednio ogranicza zestaw dozwolonych pozycji przegubów, w ramach którego mogą się one poruszać. Jest to programowy środek ograniczania osi i miejsca z klasyfikacją bezpieczeństwa zgodnie z ISO 10218-1:2011, 5.12.3.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

Można zmniejszyć prędkość, aby ruch nie przekraczał żadnego limitu.

Aby zapobiec przekroczeniu jakiegokolwiek limitu, zainicjowane zostanie zatrzymanie robota.

5°

Przegub (każdy)

FB4
Limit prędkości przegubu

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Ustawia górną wartość graniczną prędkości przegubu. Każdy przegub może mieć swój własny limit. Ta funkcja bezpieczeństwa ma największy wpływ na transfer energii podczas kontaktu (zaciskania lub przejściowego kontaktu). Bezpośrednio ogranicza zestaw dozwolonych prędkości przegubów. Ustawia się ją w części interfejsu użytkownika dotyczącej konfiguracji bezpieczeństwa. Służy do ograniczania szybkich ruchów przegubów, np. ryzyka związanego z osobliwościami.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

Można zmniejszyć prędkość, aby ruch nie przekraczał żadnego limitu.

Aby zapobiec przekroczeniu jakiegokolwiek limitu, zainicjowane zostanie zatrzymanie robota.

1,15°/s

Przegub (każdy)

Limit momentu obrotowego przegubu

Opis
Przekroczenie limitu wewnętrznego momentu obrotowego przegubu (każdego przegubu) powoduje zatrzymanie kat. ³. Ta funkcja bezpieczeństwa nie jest dostępna dla użytkownika; jest to ustawienie fabryczne. NIE jest to wyświetlane jako funkcja bezpieczeństwa, ponieważ nie ma żadnych ustawień użytkownika.

FB5
Ma różne nazwy:
Limit postawy, Limit narzędzia, Limit orientacji, Płaszczyzny bezpieczeństwa, Granice bezpieczeństwa

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Monitoruje postawę (położenie i orientację) punktu TCP i zapobiega przekroczeniu płaszczyzny bezpieczeństwa lub limitu postawy punktu TCP.

Możliwych jest wiele limitów postawy (kołnierz narzędzia, łokieć i 2 konfigurowalne punkty przesunięcia narzędzia z promieniem)

Orientacja ograniczona przez odchylenie od kierunku osi Z kołnierza narzędzia lub punktu TCP.

Ta funkcja bezpieczeństwa składa się z dwóch części. Jednym z nich są płaszczyzny bezpieczeństwa, ograniczające możliwe pozycje punktu TCP. Drugi to limit orientacji TCP, wprowadzany jako dozwolony kierunek i tolerancja. Zapewnia to strefy uwzględnienia/wykluczenia TCP i nadgarstka ze względu na płaszczyzny bezpieczeństwa.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

Prędkość lub moment obrotowy można zmniejszyć, aby ruch nie przekroczył limitu ustawionego dla funkcji bezpieczeństwa FB 5, FB 6, FB 7 lub FB 8.

Aby zapobiec przekroczeniu jakiegokolwiek limitu, zainicjowane zostanie zatrzymanie robota.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów

3° 40 mm

TCP

Kołnierz narzędzia

Przegub łokciowy

FB6
Limit szybkości punktu TCP i Łokieć

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Monitoruje prędkość TCP i przegubu łokcia, aby zapobiec przekroczeniu limitu prędkości. Odpowiada to monitorowaniu całego ramienia, ponieważ odcinki między TCP a łokciem nie mogą poruszać się szybciej niż punkty końcowe tych odcinków.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

Prędkość lub moment obrotowy można zmniejszyć, aby ruch nie przekroczył limitu ustawionego dla funkcji bezpieczeństwa FB 5, FB 6, FB 7 lub FB 8.

Aby zapobiec przekroczeniu jakiegokolwiek limitu, zainicjowane zostanie zatrzymanie robota.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

50 mm/s

TCP

FB7 Limit siły (TCP i łokcia)

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Limit siły to siła wywierana przez robota na punkt centralny narzędzia (TCP) oraz na „łokieć”. Funkcja bezpieczeństwa w sposób ciągły oblicza dozwolone momenty obrotowe poszczególnych przegubów, aby nie przekroczyć zdefiniowanego limitu siły zarówno dla TCP, jak i łokcia.

Przeguby kontrolują swój wyjściowy moment obrotowy, aby utrzymać się w dopuszczalnym zakresie momentu obrotowego. To znaczy, że siły w punkcie TCP lub przegubie łokciowym pozostaną w zdefiniowanej granicy siły.

Gdy zatrzymanie zostanie zainicjowane przez funkcję bezpieczeństwa Limit siły, robot się zatrzyma. Standardowy sterownik UR spowoduje „cofnięcie” ruchu do pozycji sprzed przekroczenia limitu siły. To „wycofanie” nie jest częścią funkcji bezpieczeństwa, ponieważ jest wykonywane przez sterownik standardowy. Sterownik bezpieczeństwa ma ustalony czas (część czasu reakcji) dozwolony przed zainicjowaniem zatrzymania robota (niezależnie od „cofnięcia”).

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

Prędkość lub moment obrotowy można zmniejszyć, aby ruch nie przekroczył limitu ustawionego dla funkcji bezpieczeństwa FB 5, FB 6, FB 7 lub FB 8.

Aby zapobiec przekroczeniu jakiegokolwiek limitu, zainicjowane zostanie zatrzymanie robota.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

25 N

TCP

FB8 Limit pędu

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Limit pędu jest bardzo przydatny do ograniczania oddziaływań przenoszonych.

Limit pędu wpływa na całego robota.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

Prędkość lub moment obrotowy można zmniejszyć, aby ruch nie przekroczył limitu ustawionego dla funkcji bezpieczeństwa FB 5, FB 6, FB 7 lub FB 8.

Aby zapobiec przekroczeniu jakiegokolwiek limitu, zainicjowane zostanie zatrzymanie robota.

Nie pozwoli, aby ruch przekroczył jakiekolwiek ustawienia limitów.

3 kg m/s

Robot

FB9 Limit mocy

Opis	Co się dzieje?	Tolerancja	Wpływa na
Funkcja ta monitoruje pracę mechaniczną (sumę momentów obrotowych przegubów razy prędkości kątowe przegubów) wykonywaną przez robota, co wpływa również na natężenie prądu w ramieniu robota oraz prędkość robota. Ta funkcja bezpieczeństwa dynamicznie ogranicza prąd / moment obrotowy, ale utrzymuje prędkość.	Dynamiczne ograniczanie prądu / momentu obrotowego	10 W	Robot

Nowa FB15 Limit czasu zatrzymania

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Monitorowanie w czasie rzeczywistym warunków, aby nie został przekroczony limit czasu zatrzymania. Prędkość robota jest ograniczana, aby zapewnić, że nie zostanie przekroczony limit czasu zatrzymania.

Zdolność do zatrzymania robota w danych ruchach jest monitorowana w trybie ciągłym, aby zapobiec ruchom, które przekroczyłyby limit zatrzymania. Jeśli może dojść do przekroczenia limitu czasu zatrzymania robota, prędkość ruchu jest zmniejszana, aby nie przekroczyć limitu. Aby zapobiec przekroczeniu limitu, zainicjowane zostanie zatrzymanie.

Nie pozwala, aby rzeczywisty czas zatrzymania przekroczył ustawiony limit.

Powoduje zmniejszenie prędkości lub zatrzymanie robota, aby NIE przekroczyć limitu.

50 ms

Robot

Nowa FB16 Limit odległości zatrzymania

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Monitorowanie w czasie rzeczywistym warunków, aby nie został przekroczony limit odległości zatrzymania. Prędkość robota jest ograniczana, aby zapewnić, że nie zostanie przekroczony limit odległości zatrzymania.

Nie pozwala, aby rzeczywisty czas zatrzymania przekroczył ustawiony limit.

Powoduje zmniejszenie prędkości lub zatrzymanie robota, aby NIE przekroczyć limitu.

40 mm

Robot

Nowa FB17 „Monitorowana pozycja” bezpiecznej pozycji początkowej

Opis

Co się dzieje?

Tolerancja

Wpływa na

Funkcja bezpieczeństwa, która monitoruje wyjście z klasyfikacją bezpieczeństwa, dzięki czemu zapewnia, że sygnał wyjściowy może zostać aktywowany tylko wtedy, gdy robot znajduje się w skonfigurowanej i monitorowanej „bezpiecznej pozycji początkowej”.

Zatrzymanie kat. 0 jest inicjowane, jeśli wyjście zostanie aktywowane, gdy robot nie znajduje się w skonfigurowanej pozycji.

„Wyjście bezpiecznej pozycji początkowej” może być aktywowane tylko wtedy, gdy robot znajduje się w skonfigurowanej „bezpiecznej pozycji początkowej”

1,7°

Zewnętrzne połączenie z układem logicznym i/lub sprzętem

FB10 Wyjście <Estop> robota UR

Opis

Co się dzieje

Wpływa na

Po skonfigurowaniu wyjścia <Estop> dla robota i zatrzymaniu robota, podwójne wyjścia mają stan NISKI. Jeśli nie jest zainicjowane zatrzymanie <Estop> robota, podwójne wyjścia mają stan wysoki. Impulsy nie są stosowane, ale są tolerowane. Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa — patrz poniżej

Te podwójne wyjścia zmieniają stan każdego zewnętrznego przycisku zatrzymania awaryjnego, który jest podłączony do konfigurowalnych wejść bezpieczeństwa, gdzie to wejście jest skonfigurowane jako wejście zatrzymania awaryjnego.

W przypadku wyjścia sygnału zatrzymania awaryjnego walidacja odbywa się na urządzeniu zewnętrznym, ponieważ sygnał wyjściowy UR jest sygnałem wejściowym tej zewnętrznej funkcji bezpieczeństwa zatrzymania awaryjnego urządzeń zewnętrznych.

UWAGA: w przypadku interfejsu wtryskarki (IMMI) wyjście zatrzymania awaryjnego NIE jest podłączone do IMMI (brak sygnału wyjściowego zatrzymania awaryjnego z robota UR do IMMI), aby zapobiec nieodwracalnemu zatrzymaniu.

Jeśli ustawione są konfigurowalne wyjścia, podwójne wyjścia zmieniają stan na niski w przypadku zatrzymania awaryjnego

Zewnętrzne połączenie z układem logicznym i/lub sprzętem

FB11 Przemieszczanie robota UR: wyjście cyfrowe

Opis

Co się dzieje

Wpływa na

Zawsze, gdy robot się porusza (ruch w toku), podwójne wyjścia cyfrowe mają stan NISKI. Gdy nie ma ruchu, wyjścia mają stan WYSOKI.

Bezpieczeństwo funkcjonalne dotyczy tego, co znajduje się w robocie UR. Zintegrowane działanie w zakresie bezpieczeństwa funkcjonalnego wymaga dodania tego PFH do PFH zewnętrznego układu logicznego i jego komponentów.

Jeśli ustawiono konfigurowalne wyjścia:

Gdy robot się porusza (ruch w toku), podwójne wyjścia cyfrowe mają stan NISKI. Gdy się nie porusza, WYSOKI

Zewnętrzne połączenie z układem logicznym i/lub sprzętem

FB12 Robot UR niezatrzymujące WYJŚCIE: wyjście cyfrowe

Opis		Wpływa na
Gdy robot jest ZATRZYMYWANY (w trakcie zatrzymywania lub w stanie bezruchu), podwójne wyjścia cyfrowe mają stan WYSOKI. Gdy wyjścia mają stan NISKI, robot NIE jest w trakcie zatrzymywania i NIE znajduje się w stanie zatrzymania. Bezpieczeństwo funkcjonalne dotyczy tego, co znajduje się w robocie UR. Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa — patrz ⁶.		Zewnętrzne połączenie z układem logicznym i/lub sprzętem

FB13 „Tryb” ograniczony robota UR: wyjście cyfrowe

Opis

Wpływa na

Gdy robot jest w trybie ograniczonym (lub tryb ograniczony został zainicjowany), podwójne wyjścia cyfrowe mają stan NISKI.

Patrz niżej.

Bezpieczeństwo funkcjonalne dotyczy tego, co znajduje się w robocie UR. Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa — patrz ⁶.

Zewnętrzne połączenie z układem logicznym i/lub sprzętem.

FB14 WYJŚCIE robota UR nie w trybie ograniczonym: wyjście cyfrowe

Opis

Wpływa na

Gdy robot NIE jest w trybie ograniczonym (lub tryb ograniczony nie został zainicjowany), podwójne wyjścia cyfrowe mają stan NISKI.

Klasyfikacja bezpieczeństwa funkcjonalnego dotyczy tego, co znajduje się w robocie UR. Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa — patrz ⁶.

Zewnętrzne połączenie z układem logicznym i/lub sprzętem.

Przypisy tabeli 1

¹Komunikacja między sterownikiem uczenia, sterownikiem i wewnątrz robota ma poziom SIL 2 dla danych bezpieczeństwa (zgodnie z normą IEC 61784-3).

²Sprawdzanie poprawności zatrzymania awaryjnego: przycisk zatrzymania awaryjnego na sterowniku uczenia jest analizowany w sterowniku uczenia, a następnie przekazywany1 do sterownika zabezpieczeń za pomocą komunikacji SIL2. Aby sprawdzić poprawność działania zatrzymania awaryjnego, należy nacisnąć przycisk zatrzymania awaryjnego i sprawdzić, czy nastąpiło zatrzymanie awaryjne. Potwierdza to, że przycisk zatrzymania awaryjnego jest połączony ze sterownikiem, działa zgodnie z przeznaczeniem, a sterownik uczenia jest połączony ze sterownikiem.

³Jeśli funkcja bezpieczeństwa robota jest „zintegrowana” lub „połączona” z zewnętrznym sprzętem, urządzeniami lub logiką, wynikowa zintegrowana funkcja bezpieczeństwa ma PFH, który jest sumą wszystkich wartości PFH, w tym wartości PFH funkcji bezpieczeństwa robota.

⁴Kategorie zatrzymania zgodnie z normą IEC 60204-1 (NFPA79). W przypadku zatrzymania awaryjnego dozwolone są tylko kategorie zatrzymania 0 i 1.

Kategoria zatrzymania 0 i 1 skutkuje odłączeniem zasilania napędu, przy czym kategoria zatrzymania 0 to zatrzymanie natychmiastowe, a kategoria zatrzymania 1 to zatrzymanie kontrolowane (np. zwalnianie do zatrzymania, a następnie odłączenie zasilania napędu).

Kategoria zatrzymania 2 to zatrzymanie, przy którym zasilanie napędu NIE jest odłączane. Kategoria zatrzymania 2 jest zdefiniowana w normie IEC 60204-1. Opisy STO, SS1 i SS2 znajdują się w normie IEC 61800-5-2. W przypadku UR kategoria zatrzymania 2 utrzymuje trajektorię i zachowuje zasilanie napędów po zatrzymaniu.

⁵Należy użyć funkcji bezpieczeństwa Czas zatrzymania i Odległość zatrzymania. W przypadku użycia nie ma potrzeby okresowej weryfikacji skuteczności zatrzymania.

⁶Jeśli funkcja bezpieczeństwa robota jest „zintegrowana” lub „połączona” z zewnętrznym sprzętem, urządzeniami lub logiką, wynikowa zintegrowana funkcja bezpieczeństwa ma PFH, który jest sumą wszystkich wartości PFH, w tym wartości PFH funkcji bezpieczeństwa robota.

₇ Zdolność do zatrzymania robota w danych ruchach jest monitorowana w trybie ciągłym, aby zapobiec ruchom, które przekroczyłyby limit zatrzymania. Jeśli może dojść do przekroczenia limitu czasu zatrzymania robota, prędkość ruchu jest zmniejszana, aby nie przekroczyć limitu. Aby zapobiec przekroczeniu limitu, zainicjowane zostanie zatrzymanie.

₈Aby uzyskać zintegrowaną klasyfikację bezpieczeństwa funkcjonalnego z zewnętrznym systemem sterowania związanym z bezpieczeństwem, należy dodać PFH tego wyjścia związanego z bezpieczeństwem do PFH zewnętrznego systemu sterowania związanego z bezpieczeństwem. Funkcja bezpieczeństwa i wyzwalanie przez nią zatrzymania są uwzględnione w wartości PFH tej FB.

₉ Urządzenie zezwalające może znajdować się na sterowniku uczenia lub być zewnętrzne podłączone do wejścia funkcji zezwalającej (FB18).

₁₀W przypadku korzystania z 3-pozycyjnego urządzenia zezwalającego zalecane jest korzystanie z zewnętrznego przełącznika trybu. Jeśli zewnętrzny przełącznik trybu nie jest używany i podłączony do wejść bezpieczeństwa, tryb robota zostanie określony przez interfejs użytkownika. Jeśli interfejs użytkownika jest w

„trybie pracy”, funkcja zezwalająca nie będzie aktywna.
„trybie programowania”, funkcja zezwalająca będzie aktywna. Można skonfigurować ochronę zmiany trybu hasłem.

₁₁Jeśli którekolwiek urządzenie zezwalające 3PE zostanie zwolnione lub całkowicie ściśnięte, 3-pozycyjna zezwalająca funkcja bezpieczeństwa jest WYŁĄCZONA (nie w pozycji środkowej WŁ.).

₁₂ Norma ISO 10218:2025 usunęła termin „praca współbieżna”.