Sensore a ultrasuoni per la sicurezza nell’Industria 4.0

Mayser e KUKA presentano congiuntamente una soluzione forte pensata per garantire la sicurezza dell’utensile su un robot KUKA LBR iiwa in riferimento alla collaborazione tra uomo e macchina. La produzione automatizzata sarà in futuro sempre più veloce, efficiente e interconnessa. Mayser realizza a tale scopo soluzioni complete e integrate, che consentono un’interazione senza pericoli tra operatore e robot. L’ultrasonic safety rappresenta una novità mondiale e un ulteriore passo in tale direzione. Insieme a KUKA, nota per i suoi prodotti di automazione industriale orientati alle esigenze dei clienti, è stato messo a punto un sensore a ultrasuoni sicuro sotto il profilo funzionale e unico sul mercato, in grado di garantire la sicurezza di un utensile a punta su un robot KUKA LBR iiwa nell’ambito di collaborazione uomo-macchina. Le esigenze di sicurezza per gli utensili e i pezzi di lavorazione sono alte. La forza e la pressione esercitata su una persona che viene a contatto con il mandrino di un avvitatore o di una pinza sono superiori al valore limite ammesso dalla norma ISO/TS 15066. Il sistema di sicurezza dell’avvitatore deve pertanto garantire l’assenza di contatto. Al contempo il processo di lavorazione automatizzata non deve subire influenze.

Rilevamento con trasduttore abbinato al robot in modo decentralizzato

La soluzione sviluppata congiuntamente da Mayser e KUKA si basa sull’impiego della tecnica a ultrasuoni. L’innovativa ultrasonic safety riconosce senza contatto sia le persone sia gli oggetti non conduttori, indifferentemente dalla presenza di imbrattamento, interferenze esterne, correnti d’aria e umidità. La particolare caratteristica dei sensori a ultrasuoni Mayser è costituita dai due piccolissimi trasduttori a ultrasuoni, che vengono posizionati in modo flessibile e geometricamente indipendente dall’elettronica. Possono essere montati direttamente sul robot o sulla pinza e sono in grado di sorvegliare in sicurezza l’ambiente circostante. Il posizionamento dei trasduttori può anche essere decentrato. I sensori eseguono le misurazioni in un campo acustico ellittico e rilevano anche oggetti minuscoli. Inoltre una funzione teach-in consente di inizializzare l’ambiente di misurazione completo come ambiente standard. Pertanto il sistema reagisce solo in caso di variazioni dello stato nominale.

Protezione delle persone tramite ultrasuoni e maggiore efficienza

Questo sicuro sensore a ultrasuoni è una novità assoluta a livello mondiale perché, grazie ai suoi due canali, è omologato anche per la protezione delle persone. Questo aspetto, ritenuto di fondamentale importanza nella realizzazione di un sistema di sicurezza dell’utensile su un robot KUKA LBR iiwa, ha spinto KUKA a collaborare con Mayser già nella fase di prototipazione. I due trasduttori dell’ultrasonic safety generano due campi protetti intorno al robot. Il campo protetto maggiore consente i movimenti rapidi del braccio utensile. Quando l’avvitatore si avvicina a un pezzo, si attiva il campo protetto minore. Il robot rallenta quindi il proprio movimento al fine di riconoscere la presenza di una persona in tempo utile ed escludere qualsiasi contatto con l’utensile. In questo modo robot e operatore possono collaborare senza pericoli.

Una migliore ergonomia

La soluzione sviluppata da Mayser e KUKA per il robot KUKA LBR iiwa consiste in un sistema completo che garantisce la sicurezza nelle postazioni di lavoro interessate da collaborazione uomo-macchina e una migliore ergonomia per l’operatore. I vantaggi possono essere significativi nelle attività particolarmente difficili. Parallelamente sono garantiti velocità e tempi di ciclo più efficienti del robot. Grazie alla certificazione della sicura ultrasonic safety a due canali secondo ISO 13849-1:2015 categoria 3 PL d, questa novità mondiale risulterà omologata a partire da febbraio 2017 per la protezione delle persone.