Tabell över säkerhetsfunktioner

Beskrivning

Universal Robots säkerhetsfunktioner och säkerhets-I/O är PLd, kategori 3 (ISO 13849-1), där varje säkerhetsfunktion har ett PFH-värde på mindre än 1,8E-07.

PFH-värdena har uppdaterats för att inkludera större konstruktionsflexibilitet för att öka elasticiteten i leveranskedjan.

För säkerhets-I/O bestäms den resulterande säkerhetsfunktionen inklusive den externa enheten eller utrustningen av den övergripande arkitekturen och summan av alla PFH-värden, inklusive UR-robotens säkerhetsfunktion PFH.

Om någon gräns för säkerhetsfunktionen överskrids eller ett fel upptäcks i en säkerhetsfunktion eller säkerhetsrelaterad del av styrsystemet, definierar UR det säkra tillståndet som ett stopp med borttagning av drivkraft (antingen ett stopp av kategori 1 eller 04 omedelbar borttagning av kraft).

SF1

1, 2, 3, 4

Nödstopp (ISO 13850)

 

Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Tryck på Estop PB på manöverpanelen1 eller den externa Estop (om Estop Safety Input används) för att stoppa Cat 1 4 med strömavbrott från robotens ställdon och verktygets I/O. Styrenhetens I/O går till ”låg”.

Beordra 1 alla leder att stanna och när alla leder kommer till ett övervakat stillastående tillstånd kopplas strömmen bort.

Se Säkerhetsfunktioner för stopptid och stoppavstånd5.

ANVÄND ENDAST FÖR NÖDSITUATIONER, får inte användas för säkerhetsändamål, eftersom aktivering kräver en manuell åtgärd.

Stoppkategori 1
(IEC 60204-1)

--

Robot, robotverktyg I/O och styrenhet I/O

SF2

3, 5

Skyddsstopp

(Skyddsstopp enligt ISO 10218-1*)

*Före 2006 kallades detta för ”säkerhetsstopp” eller ”skyddsstopp”

Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Denna säkerhetsfunktion aktiveras av en extern skyddsanordning med hjälp av säkerhetsingångar som initierar ett stopp Cat 24. Syftet är att skydda människor från skador, till skillnad från att skydda roboten, utrustningen eller produkterna.

Verktyget I/O påverkas inte av skyddsstoppet.

Om en aktiveringsenhet är ansluten är det möjligt att konfigurera skyddsstoppet så att det fungerar ENDAST i automatiskt läge.

Se Säkerhetsfunktioner för stopptid och stoppavstånd.5.

Stoppkategori 2

(IEC 60204-1)
SS2-stopp

(enligt beskrivning i IEC 61800-5-2)

--

Robot

Återställning av skyddsstopp
Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

När den är konfigurerad för säkerhetsåterställning och de externa återställningsanslutningarna övergår från låg till hög, återställs säkerhetsstoppet. Säkerhetsingång för att initiera en återställning av SF2.

Återställ ingång till SF2

--

Robot

SF3
Ledpositionsgräns (programvarubaserad axelbegränsning)
Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Ställer in övre och nedre gränsvärden för tillåtna ledpositioner. Stopptid och avstånd beaktas inte eftersom gränsvärdena inte kommer att överskridas. Varje led kan ha sina egna gränser.

Begränsar direkt mängden tillåtna ledpositioner som lederna kan röra sig inom. Det är en säkerhetsklassad mjuk axelbegränsning och utrymmesbegränsning, enligt ISO 10218-1:2011, 5.12.3.

Tillåter inte att rörelsen överskrider någon gränsinställning.

Hastigheten kan sänkas så att rörelsen inte överskrider någon gräns.

Ett robotstopp kommer att initieras för att förhindra att en gräns överskrids.

Led (vardera)

SF4
Ledhastighetsgräns
Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Ställer in en övre gräns för ledhastigheten. Varje led kan ha sin egen gräns. Denna säkerhetsfunktion har störst inflytande på energiöverföringen vid kontakt (klämning eller transient).

Begränsar direkt den uppsättning tillåtna ledhastigheter som lederna får utföra. Den används för att begränsa snabba ledrörelser, t.ex. risker i samband med singulariteter..

Tillåter inte att rörelsen överskrider någon gränsinställning.

Hastigheten kan sänkas så att rörelsen inte överskrider någon gräns.

Ett robotstopp kommer att initieras för att förhindra att en gräns överskrids.

1,15 °/s

Led (vardera)

Gemensam ledmomentgräns

Överskridande av gränsen för vridmomentet för den inre leden (varje led) resulterar i ett stopp av Cat 04. Denna säkerhetsfunktion är inte tillgänglig för användaren, utan är en fabriksinställning. Det visas INTE här eftersom det inte finns några användarinställningar.

SF5
Kallas olika namn:
Posegräns
Verktygsgräns, Orienteringsgräns,
Säkerhetsplan, Säkerhetsgränser
Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Övervakar TCP Pose (position och orientering) och förhindrar att ett säkerhetsplan eller TCP-posegränsen överskrids.

Flera positionsgränser är möjliga (verktygsfläns, armbåge och upp till 2 konfigurerbara verktygsförskjutningspunkter med en radie)

Orienteringen begränsas av avvikelsen från funktionens Z-riktning för verktygsflänsen OR TCP.

Två delar. (1) är säkerhetsplanerna för begränsning av möjliga TCP-positioner. (2) är TCP-orienteringsgränsen, som anges som en tillåten riktning och en tolerans. Detta ger TCP- och handledszoner för inkludering/exkludering på grund av säkerhetsplanerna.

Tillåter inte att rörelsen överskrider någon gränsinställning. Hastigheten eller vridmomenten kan minskas så att rörelsen inte överskrider någon gräns som fastställts för SF 5, SF 6, SF 7 eller SF 8.

3° 40 mm

TCP

Verktygsfläns

Armbåge

SF6
Hastighetsbegränsning TCP och Armbåge
Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Övervakar TCP- och armbågshastigheten för att förhindra att hastighetsgränsen överskrids. Motsvarar övervakning av hela armen, eftersom sektionerna mellan TCP och armbågen inte kan röra sig snabbare än ändpunkterna för dessa sektioner.

Ett robotstopp kommer att initieras för att förhindra att en gräns överskrids.

 

Tillåter inte att rörelsen överskrider någon gränsinställning.

 

50 mm/s

 

TCP

SF7
Kraftgräns (TCP)
Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Kraftgränsen är den kraft som roboten utövar vid TCP (verktygets mittpunkt) och "armbågen". Säkerhetsfunktionen beräknar kontinuerligt de vridmoment som tillåts för varje led för att hålla sig inom den definierade kraftgränsen för både TCP och armbåge.

Lederna styr sitt vridmoment för att hålla sig inom det tillåtna vridmomentområdet. Detta innebär att krafterna vid TCP eller armbågen kommer att hålla sig inom den definierade kraftgränsen.

När ett stopp initieras av kraftgränsen SF stannar roboten. UR-standardstyrenheten kommer att få rörelsen att ”backa” till den position som gällde innan kraftgränsen överskreds. Denna ”back-off” ingår inte i säkerhetsfunktionen eftersom den utförs av standardstyrenheten. Säkerhetsregulatorn har en fast tid (del av responstiden) som tillåts innan ett robotstopp initieras.

Ett robotstopp kommer att initieras för att förhindra att en gräns överskrids.

 

Tillåter inte att rörelsen överskrider någon gränsinställning.

25 N

TCP

SF8
Momentumgräns
Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Momentumgränsen är mycket användbar för att begränsa övergående stötar.

Momentumgränsen påverkar hela roboten.

Ett robotstopp kommer att initieras för att förhindra att en gräns överskrids.

 

Tillåter inte att rörelsen överskrider någon gränsinställning.

 

3 kg m/s

 

Robot

SF9
Effektgräns
Beskrivning Vad händer? Tolerans Effekt

Den här funktionen övervakar det mekaniska arbetet (summan av ledmoment gånger ledens vinkelhastigheter) som utförs av roboten, vilket också påverkar strömmen till robotarmen och robotens hastighet. Denna säkerhetsfunktion begränsar dynamiskt strömmen/vridmomentet men bibehåller hastigheten.

Dynamisk begränsning av ström/moment

10 W

Robot

SF10
UR-robot stopputgångar
Beskrivning Vad händer

Tolerans

Effekt

När de dubbla utgångarna är konfigurerade för ett robotstopp och ett robotstopp inträffar, är de LÅGA. Om inget robotstopp initieras är dubbla utgångar höga. Pulser används inte men tolereras. För en integrerad säkerhetsfunktion, se fotnot 6

Dessa dubbla utgångar ändrar tillstånd för alla externa E-stopp som är anslutna till konfigurerbara säkerhetsingångar där denna ingång är konfigurerad som en nödstoppsingång.

För stopputgången utförs valideringen vid den externa utrustningen, eftersom UR-utgången är en ingång till denna externa stoppsäkerhetsfunktion för extern utrustning.

Denna stopputgång är inte ansluten till IMMI (Injection Moulding Machine Interface) för att förhindra ett oåterkalleligt stopp.

Dubbla utgångar går lågt i händelse av ett stopp om konfigurerbara utgångar är inställda N/A

Extern anslutning till logik och/eller utrustning

SF11
”Flytta” säkerhetsfunktion med digitala utgångar
Beskrivning Vad händer

Tolerans

Effekt

När roboten rör sig (rörelse pågår) är de dubbla digitala utgångarna LÅGA. Utgångarna är HÖGA när ingen rörelse sker. Funktionell säkerhet gäller det som finns inuti UR-roboten. För en integrerad säkerhetsfunktion, se fotnot 6.

Dubbla utgångar är låga under rörelse och höga när ingen rörelse förekommer.

 

N/A

Extern anslutning till logik och/eller utrustning

SF12
Säkerhetsfunktion ”Stoppar inte” med digitala utgångar
Beskrivning

Vad händer?

Tolerans

Effekt

När roboten STOPPAR (håller på att stanna eller står stilla) är de dubbla digitala utgångarna HÖGA. När utgångarna är LÅGA är roboten INTE i process att stoppa och INTE i ett stillastående tillstånd. För en integrerad säkerhetsfunktion, se fotnot 6.

Dubbla utgångar är höga när roboten antingen är i färd med att stanna eller befinner sig i stillastående tillstånd

N/A

Extern anslutning till logik och/eller utrustning

SF13
Säkerhetsfunktion ”Reducerad aktiv” med digitala utgångar
Beskrivning Vad händer?

Tolerans

Effekt

 

När reducerade inställningar är aktiva (eller initierade) för säkerhetsfunktioner är de dubbla digitala utgångarna LÅGA. Funktionell säkerhet gäller det som finns inuti UR-roboten. För den integrerade säkerhetsfunktionen, se fotnot 6.

 

Dubbla utgångar är låga när reducerade inställningar är aktiva

N/A

Extern anslutning till logik och/eller utrustning

SF14
Säkerhetsfunktion ”Reducerad inaktiv” med digitala utgångar
Beskrivning

Vad händer?

Tolerans

Effekt?

När robotens reducerade inställningar för säkerhetsfunktioner INTE är aktiva (eller inte initierade) är de digitala utgångarna LÅGA.

Funktionell säkerhetsklassificering är för vad som finns inom UR-roboten.

För den integrerade säkerhetsfunktionen, se nedanstående fotnot 6

Dubbla utgångar är låga när reducerade inställningar är INTE aktiva. N/A

Extern anslutning till logik och/eller utrustning.

”Reducerad aktivitet” Ingång SF-parameterinställningar ändras
Beskrivning Effekt

Reducerat är inte ett läge. Det är en förändring av inställningarna som initierats:

  • internt av ett säkerhetsplan/gräns (startar när det är 2 cm från planet och reducerade inställningar uppnås inom 2 cm från planet) eller

  • externt genom att använda en extern ingång, vilket ger reducerade inställningar inom 500 ms efter utlösande ingång.

När de externa anslutningarna är låga initieras reducerat läge. "Reduced Active" gör alla reducerade gränsvärden AKTIVA.

Reducerat är inte en säkerhetsfunktion. Reducerat är ett sätt att parameterisera säkerhetsfunktioner.

Reducera är en tillståndsförändring som påverkar inställningarna för följande säkerhetsfunktioner: ledposition, ledhastighet, TCP-position, TCP-hastighet, TCP-kraft, momentum, effekt, stopptid och stoppsträcka.
Verifiera och validera alla parameterinställningar för robotapplikationen.

Robot

SF15
Stopptidsgräns
Beskrivning Vad händer? Toleranser Effekt

Realtidsövervakning av förhållandena så att stopptidsgränsen inte överskrids. Robotens hastighet begränsas för att säkerställa att stopptidsgränsen inte överskrids. 7

Tillåter inte att den faktiska stoppningen överskrider gränsvärdet.
Orsakar en hastighetsminskning eller att roboten stannar för att INTE överskrida gränsen.

50 ms

Robot

SF16
Stoppdistansgräns
Beskrivning Vad händer? Toleranser Effekt

Realtidsövervakning av förhållandena så att avståndsgränsen inte överskrids. Robotens hastighet begränsas för att säkerställa att gränsen för stoppsträckan inte överskrids. 7

Tillåter inte att den faktiska stoppningen överskrider gränsvärdet.
Orsakar en hastighetsminskning eller att roboten stannar för att INTE överskrida gränsen.

40 mm

Robot

SF17
Safe Home Position "övervakad position"
Beskrivning Vad händer? Toleranser Effekt

Säkerhetsfunktion som övervakar en säkerhetsklassad utgång, så att den säkerställer att utgången endast kan aktiveras när roboten är i den konfigurerade och övervakade "säkra hempositionen".

Ett Cat 0-stopp initieras om utgången aktiveras när roboten inte befinner sig i den konfigurerade positionen.

"Safe home-utgången" aktiveras bara när roboten befinner sig i den konfigurerade "Safe home-positionen"

 1,7 °

Extern anslutning till logik och/eller utrustning

Lägesbrytare INGÅNG
Beskrivning Vad händer? Effekt

När de externa anslutningarna är låga är automatiskt läge (körning) aktivt.  Vid hög är läget programmering/lärande.

Rekommendation: Använd med aktiveringsenhet, dvs. UR-manöverenhet med en integrerad 3-lägesaktiveringsenhet.

Vid lärande/program kommer TCP-hastigheten initialt att vara begränsad till 250 mm/s. Hastigheten kan ökas manuellt med hjälp av TP:s ”hastighetsreglage”, men när aktiveringsanordningen aktiveras återställs hastighetsbegränsningen till 250 mm/s.

Ingång till SF2

Robot

SF18
(3-positionsaktivering) Säkerhetsfunktion 8 Ingångar
Beskrivning Vad händer?

Tolerans

Effekt

En 3-positionaktiveringsenhet 9 har 3 omkopplingsplatser: av, på, av (i storleksordning vid tryckning).

När den släpps helt är enheten avstängd. När den trycks/kläms till mittläget är den påslagen. Om du trycker helt (klämmer) slås funktionen av.

När 3P-aktiveringsenheten är ”PÅ” är rörelse aktiverad.

I manuellt läge och när en extern aktiveringsenhet är frånkopplad, initierar säkerhetssystemet internt SF2, vilket är en stoppkategori 2.

Rekommendation: Använd med en lägesomkopplare som säkerhetsingång.10

I manuellt läge, när SF18-ingången är LÅG, triggas SF2 internt

Stoppkategori 2 (IEC 60204-1) SS2 (IEC 61800-5-2)

N/A

Robot och extern anslutning till SF19 och SF20

SF19

3PE (3-lägesaktivering)

Säkerhetsfunktion8 med digitala utgångar
Beskrivning Vad händer?

Tolerans

Effekt

I Automatiskt läge (“körs”), SF19:s utgångar är HÖG.

I manuellt läge och när någon aktiveringsenhet11 är i AV-läge (inte i mittläget PÅ, vilket innebär att aktiveringsenheten är frigjord eller helt nedtryckt), utlöses en SF2 som orsakar en stoppkategori 2 (SS2) och SF19:s utgångar är låga. 8

I manuellt läge, när Freedrive och 3PE används:

  • Om Freedrive är aktiverat och

    • ALL 3PE är i AV-läge, SF19:s utgångar är HÖG.

    • Någon 3PE är i PÅ-läge, SF19:s utgångar är LÅG.

  • Om Freedrive inte är aktiverat, och

    • ALLA 3PE är i PÅ-läge, SF19:s utgångar är HÖG.

    • Någon 3PE är i AV-läge, SF19:s utgångar är LÅG.

I manuellt läge, när 3PE är i avstängt läge, är utgångarna LÅG och SF2 triggas internt
Stoppkategori 2 (IEC 60204-1) SS2 (IEC 61800-5-2)

N/A

Extern anslutning till logik och/eller utrustning

SF20
3PE (3-lägesaktivering) ”INTE tillstånd” Säkerhetsfunktion8 med digitala utgångar
Beskrivning Vad händer?

Tolerans

Effekt

I Automatiskt läge (“körs”), SF20:s utgångar är LÅG.

I manuellt läge och när någon aktiveringsenhet11 är i AV-läge (inte i mittläget PÅ, vilket innebär att aktiveringsenheten är frigjord eller helt nedtryckt), är SF20:s utgångar höga.7

I manuellt läge, när Freedrive och 3PE används:

  • Om Freedrive är aktiverat och:

    • ALL 3PE är i AV-läge, SF20:s utgångar är LÅG.

    • Någon 3PE är i läget PÅ, då är SF20:s utgångar HÖG.

  • Om Freedrive inte är aktiverat, och:

    • ALLA 3PE är i PÅ-läge, SF20:s utgångar är LÅG.

    • Någon 3PE är i AV-läge, SF20:s utgångar är HÖG.

Obs! SF20 är en inverterad version av SF19 där utgångstillståndet är logiskt omvänt jämfört med SF19.

I manuellt läge, när 3PE är i avstängt läge, är utgångarna HÖG.

N/A

Extern anslutning till logik och/eller utrustning

SF21
Handledens klämmomentgräns
Beskrivning Vad händer?

Tolerans

Effekt

Övervakar vridmomentet i handledslederna för att undvika höga åtdragningsmoment. Låter inte vridmomentgränsen för handleden överskrida gränsen.

Denna säkerhetsfunktion kan konfigureras så att den inaktiveras.

Orsakar att roboten stannar för att INTE överskrida gränsen

N/A

Robot

SF22
Utgångar som aktiveras av ett säkerhetsplan (SF5)
Beskrivning Vad händer?

Tolerans

Effekt

När den övervakade TCP-posen har passerat säkerhetsplanet är de dubbla utgångarna LÅGA.

Flera positioner kan aktivera de dubbla utgångarna (verktygsfläns, armbåge och upp till två konfigurerbara verktygsförskjutningspunkter med en radie)

Se Verktygspositionsbegränsning för mer information.

Utgångarna är LÅGA när den övervakade TCP-posen korsar säkerhetsplanet.

40 mm
samma som SF5

Extern anslutning till logik och/eller utrustning

SF23
Säkerhetsplan (SF5) aktiverat av ingångar
Beskrivning Vad händer?

Tolerans

Effekt

När båda INPUTS är:

  • HÖG.

    • Den övervakade TCP-poseen kan röra sig fritt.

  • LÅG.

    • Säkerhetsfunktionens avsedda resultat är att förhindra att den övervakade TCP- -posen korsar säkerhetsplanet. Detta är dock inte möjligt om det inte finns tillräckligt med tid eller avstånd för att stanna.

    • Om den övervakade TCP-posen redan har passerat säkerhetsplanet eller om den övervakade TCP-posen är på väg att passera säkerhetsplanet, kommer roboten att stanna i enlighet med inställningarna för stoptid och stoppavstånd.

Se Verktygspositionsbegränsning för mer information.

När den

  • båda ingångarna är LÅGA, och

  • den övervakade TCP-poseen rör sig mot säkerhetsplanet, och

  • om det finns tillräckligt med tid eller avstånd för att stanna innan säkerhetsplanet nås, initieras ett robotstopp för att förhindra att säkerhetsplanet överskrids.

Om det inte finns tillräckligt med tid eller avstånd för att stanna innan säkerhetsplanet nås, initieras ett robotstopp som följer de konfigurerade inställningarna för stopptid och stoppavstånd.  Den övervakade TCP-posen kommer dock att passera säkerhetsplanet.

40 mm
samma som SF5

TCP

Verktygsfläns

Armbåge

 

Tabell 1 fotnoter

1Kommunikationen mellan manöverenhet, styrenhet och inom robot är SIL 2 för säkerhetsdata (enligt IEC 61784-3).

2Estop-validering: Manöverenhetens Estop-tryckknapp utvärderas i manöverenheten och kommuniceras sedan1 till säkerhetskontrollenheten via SIL2-kommunikation. För att validera Estop-funktionen för enheten trycker du på knappen Pendant Estop och kontrollerar att en Estop uppstår. Detta bekräftar att nödstoppet är anslutet till enheten, att nödstoppet fungerar som avsett och att enheten är ansluten till styrenheten.

3Om en robotsäkerhetsfunktion är ”integrerad” eller ”ansluten” till extern utrustning, enheter eller logik, har den resulterande integrerade säkerhetsfunktionen en PFH som är summan av alla PFH-värden, inklusive PFH-värdet för robotsäkerhetsfunktionen.

4Stoppkategorier enligt IEC 60204-1 (NFPA79). För Estop är endast stoppkategorierna 0 och 1 tillåtna.

  • Stoppkategori 0 och 1 resulterar i att drivkraften tas bort, där stoppkategori 0 är omedelbart och stoppkategori 1 är ett kontrollerat stopp (t.ex. bromsa till stopp och ta bort drivkraften).

  • Stoppkategori 2 är ett stopp där drivkraften INTE tas bort. Stoppkategori 2 definieras i IEC 60204-1. Beskrivningar av STO, SS1 och SS2 finns i IEC 61800-5-2. Med UR upprätthåller ett stopp av kategori 2 banan och behåller kraften till drivenheterna efter stoppet.

5 Säkerhetsfunktioner för stopptid och stoppsträcka bör användas. När den används finns det inget behov av periodisk kontroll av bromsprestanda.

6 Om en robotsäkerhetsfunktion är ”integrerad” eller ”ansluten” till extern utrustning, enheter eller logik, har den resulterande integrerade säkerhetsfunktionen en PFH som är summan av alla PFH-värden, inklusive PFH-värdet för robotsäkerhetsfunktionen.

7 Robotens stoppförmåga i de givna rörelserna övervakas kontinuerligt för att förhindra rörelser som skulle överskrida stoppgränsen. Om den tid som behövs för att stoppa roboten riskerar att överskrida tidsgränsen minskas rörelsehastigheten för att säkerställa att gränsen inte överskrids. Ett stopp kommer att initieras för att förhindra att gränsen överskrids.

8 För den integrerade funktionella säkerhetsklassningen med ett externt säkerhetsrelaterat styrsystem, lägg till PFH för denna säkerhetsrelaterade utgång till PFH för det externa säkerhetsrelaterade styrsystemet. Säkerhetsfunktionen och dess utlösande av ett stopp ingår i PFH-värdet för denna SF.

9 Aktiveringsenheten kan finnas på programmeringspanelen eller vara externt ansluten till aktiveringsfunktionsingången (SF18).

10 Användning av en extern lägesomkopplare rekommenderas vid användning av en 3-lägesaktiveringsenhet. Om en extern lägesomkopplare inte används och inte ansluten till säkerhetsingångarna, kommer robotläget att bestämmas av användargränssnittet. Om användargränssnittet är i

  • ”automatiskt läge”, aktiveringsfunktionen inte aktiv.

  • ”manuellt läge”, aktiveringsfunktionen kommer att vara aktiv. Lösenordsskydd för att ändra läge kan konfigureras.

11 Om någon 3PE-aktiveringsenhet släpps eller trycks ned helt är säkerhetsfunktionen med tre lägen AV (inte i mittläget PÅ).