Metody bezkontaktowego zabezpieczenia wybranej grupy maszyn

Transkrypt

1 ŚMIESZEK Mirosław 1 DOBRZAŃSKA Magdalena 2 DOBRZAŃSKI Paweł 3 ŁOPUSZYŃSKI Artur 4 Metody bezkontaktowego zabezpieczenia wybranej grupy maszyn WSTĘP Nowoczesna produkcja oraz dystrybucja towarów wymaga zastosowania metod umożliwiających ciągłą kontrolę i zabezpieczanie zachodzących procesów. Praca ludzka szczególnie ta monotonna zawierająca powtarzalne czynności jest coraz częściej eliminowana. Ludzi zastępują urządzenia i systemy. W ramach artykułu postanowiono przeanalizować wybrane urządzenia i systemy wykorzystywane w procesach produkcyjnych i logistycznych. Dla założonego procesu logistycznego polegającego na automatycznym transporcie i paletyzacji zaproponowano rozwiązanie umożliwiające identyfikację przepływających towarów i ochronę uniemożliwiającą niekontrolowany przepływ pomiędzy strefą produkcyjną, a strefą pakowania wysyłkową. Zaproponowany system bazuje na technologii RFID i technologii laserowej. W ramach artykułu przedstawiono podstawowe informacje dotyczące technologii RFID i laserowej. Bazując na posiadanym sprzęcie i nabytych doświadczeniach zaproponowano system ochronny, którego schemat przedstawiony został w dalszej części artykułu. Każde z tych rozwiązań tj. identyfikacji, skanowania obszaru czy też paletyzacji i selekcji towarów zostało przetestowane. Natomiast przedstawiony projekt jest jedynie koncepcją wymagającą prowadzenia dalszych prac. 1. OBSZARY ZASTOSOWANIA SKANERÓW LASEROWYCH W WARUNKACH PRZEMYSŁOWYCH Skanery laserowe znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu i gospodarki. Dzięki dwui wielowymiarowemu przetwarzaniu danych pochodzących ze skanowanych obiektów, skanery znajdują zastosowanie zarówno w obszarze wewnętrznym jak i zewnętrznym. Do najczęściej występujących obszarów zastosowania skanerów należą: monitorowanie zadanego obszaru, sprawdzanie obecności obiektu, klasyfikowanie obiektów, rozpoznawanie kształtów, określanie położenia obiektu, pomiar odległości, pomiar wysokości, śledzenie ścieżki lub kąta, zapobieganie kolizjom, nawigowanie. Monitorowanie zadanego obszaru może znaleźć zastosowanie zarówno wewnątrz zakładu przemysłowego jak i w jego otoczeniu. Zadaniem skanera jest reagowanie na pojawienie się obiektu w monitorowanym, określonym przez użytkownika, obszarze. Działanie takiego skanera powinno być niezależne od panujących warunków otoczenia oraz właściwości skanowanych powierzchni oraz oświetlenia. Zasadniczym zadaniem skanera w zakładzie przemysłowym jest monitorowanie stref niebezpiecznych, w których przebywanie pracownika lub pojawienie się niepożądanego obiektu może skutkować zakłóceniem przebiegu produkcji lub narazić na niebezpieczeństwo pracownika. W zastosowaniach zewnętrznych skanery laserowe mogą wspierać działanie systemu monitoringu, poprzez sygnalizację pojawienia się obiektu w określonej strefie i skierowanie w dany obszar elementów systemu wizyjnego np. kamery. Ponadto monitorowanie obszaru może zostać wykorzystane również w takich dziedzinach życia publicznego jak galerie sztuki, gdzie ochronie podlegają dzieła sztuki oraz w centrach handlowych do zliczania odwiedzających je ludzi. Zastosowanie związane ze sprawdzaniem obecności obiektu ma znacznie większe zastosowanie w przemyśle niż poprzednio opisane monitorowanie obszarów. Skanery laserowe spełniające to 1 Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Wydział Zarządzania, al. Powstańców Warszawy 8, msmieszk@prz.edu.pl, tel Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Wydział Zarządzania, al. Powstańców Warszawy 8. 3 Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Wydział Zarządzania, al. Powstańców Warszawy 8. 4 Absolwent Politechniki Rzeszowskiej im. I. Łukasiewicza, Wydziału Budowy Maszyn i Lotnictwa, al. Powstańców Warszawy

2 zadanie występują zarówno na liniach produkcyjnych jak i magazynach oraz występujących w nich systemach transportowych. Umieszczony nad taśmą transportującą produkty skaner, zlicza ilość przemieszczających się wyrobów, ponadto może przesyłać informację o ich właściwym położeniu i wielkości. Uzyskana informacja może posłużyć do sterowania zmianą kontenerów, do których transportowane i pakowane są określone wyroby. Sprawdzanie obecności może również dotyczyć nadzoru automatycznych wózków transportowych w magazynach lub hurtowniach. System sprawdza czy na pojeździe znajduje się odpowiednia ilość transportowanych elementów oraz czy ich położenie jest właściwe, tzn. czy nie wystają one poza powierzchnią załadunkową pojazdu i tym samym nie stwarzają niebezpieczeństwa dla poruszających się wokół innych pojazdów i pracowników. Klasyfikowanie obiektów z wykorzystaniem skanera laserowego odbywa się poprzez dokonanie pomiaru następujących wielkości monitorowanego obiektu: wysokości, długości i szerokości. Dzięki określeniu tych wielkości uzyskać można charakterystyczny i dokładny zarys obiektu, jeżeli zostanie on sklasyfikowany jako szczególny, dzięki jego separacji można dokonać bardziej szczegółowych pomiarów lub stworzyć jego obraz 3D używając dodatkowych aplikacji i systemów pomiarowych. Przedstawione zastosowanie skanera laserowego można wykorzystać do kontroli pojazdów przemieszczających się po drogach. W oparciu o uzyskany dzięki skanowaniu profil pojazdu można go zakwalifikować do określonej grupy a następnie, jeżeli jest to konieczne, można dokonać szczegółowej identyfikacji pojazdów. Ściśle z klasyfikowaniem obiektów przy pomocy skanera laserowego połączone jest rozpoznawanie kształtu przemieszczającego się obiektu. System może wykrywać nieprawidłowości wynikłe ze zmiany kształtu skanowanego obiektu i może wstrzymać proces, unikając tym samym powstania niepożądanych szkód. Rozpoznawanie położenia obiektu analogicznie jak uprzednio przedstawione zastosowania skanera, związane jest z określeniem kształtu danego obiektu jak i jego położenia względem pozostałych obiektów znajdujących się w otoczeniu. Jako przykład może posłużyć wykorzystanie skanera laserowego do określania pozycji kontenera względem ramienia suwnicy oraz znajdujących się pod nim ułożonych warstwami kontenerów. System taki usprawnia proces rozładunku i załadunku dzięki przesyłaniu informacji do operatora dźwigu o obiektach znajdujących się poza zasięgiem jego wzroku. Przedstawione dotychczas zastosowania skanerów laserowych ściśle związane są z pomiarem odległości danego obiektu lub jego wysokości. Śledzenie ścieżki lub kąta, zapobieganie kolizjom oraz nawigowanie należą do tych zastosowań skanerów, które związane są z przemieszczaniem się pojazdów, zarówno w pełni autonomicznych jak i tych, które obsługiwane są przez operatora. Skanery laserowe aby móc realizować przedstawione zadania powinny posiadać następujące cechy: zdolność do wykrywania obiektów w monitorowanym obszarze; zdolność do określania odległości lub koordynat obiektu znajdującego się w zasięgu skanera; zdolność dokonywania pomiarów niezależnie od panujących w otoczeniu skanera warunków atmosferycznych. Powyższe cechy wynikają z zastosowanych w skanerze technologii oraz określonych mechanizmów działania [6]. 2. TECHNOLOGIE WYKORZYSTANE DO OPRACOWANIA PROJEKTU SYSTEMU ZABEZPIECZENIA STANOWISKA DO PALETYZACJI a. Skaner laserowy Skanery laserowe, wykorzystywane do realizacji zadań przedstawionych w poprzednim rozdziale, mogą je wypełniać dzięki użyciu diody, emitującej pojedyncze impulsy, w postaci promienia lasera, lub emitując impulsy o modulowanej częstotliwości. W wielu rozwiązaniach stosowane są też obrotowe lusterka, które rozprowadzają w poziomych płaszczyznach emitowane impulsy. Emitowane impulsy, widziane przez skaner jako punkty o określonych koordynatach tworzą zarys skanowanej powierzchni. W celu zmierzenia dystansu pomiędzy skanerem i obiektem wykorzystuje się technologię opartą na pomiarze czasu przelotu emitowanego impulsu (ToF- ang. Time of Flight). Wyemitowany promień lasera przemierza dystans do obiektu w określonym czasie następnie ulega odbiciu i powraca do detektora umieszczonego w skanerze. Odległość jest obliczana w oparciu o czas 1544

3 przelotu promienia lasera i prędkość światła. Określenie kąta opisującego wartość odchylenia obiektu względem skanera, w danej płaszczyźnie pomiarowej jest możliwe dzięki uwzględnieniu położenia obrotowego lustra, odbijającego emitowany promień lasera. Pomiar przedstawionych wartości tj. odległości oraz kąta umożliwia stworzenie zarysu obiektu znajdującego się w danej płaszczyźnie skanowania. Jest to podstawowa technologia pomiaru laserowego, umożliwiająca wypełnianie stawianych przed skanerami laserowymi zadań. Ponadto w skanerach laserowych wykorzystuje się następujące techniki związane z działaniem urządzenia: technologię wieloimpulsową (ang. multi-echo technology), technologię skanowania wielopłaszczyznowego (ang. Multi-layer technology), technologię pomiaru w oparciu o przesunięcie fazowe emitowanej fali. Ponadto skaner powinien działać prawidłowo niezależnie od warunków panujących w jego otoczeniu. Dlatego wykorzystuje się wiązkę promienia laserowego, który jest odporny na zakłócenia mogące powstać w wyniku oświetlenia. Zdolność powierzchni do odbijania światła związana jest z ilością odbitego światła, podczas gdy pozostała jego część zostaje zaabsorbowana. Właściwość ta zależy od barwy obiektu oraz jego powierzchni, dlatego skanery laserowe pozwalają na rozpoznawanie kolorów obiektów. Kolejnymi parametrami istotnymi w dokonywaniu pomiarów jest: zakres skanowania określony przez maksymalną odległość, w której następuje detekcja obiektu oraz wielkość kąta wyznaczającego granice płaszczyzny, w której odbywa się skanowanie, oraz częstotliwość pomiaru [6]. Czynniki zewnętrzne takie jak deszcz, mgła lub cząstki stałe znajdujące się w atmosferze, mogą ograniczyć wykonywanie pomiarów przy użyciu skanera laserowego. Sposób działania skanera z wykorzystaniem technologii wieloimpulsowej, polega na tym, że urządzenie rejestruje położenie obiektu, od którego odbity promień lasera, nazywany echem, posiada największą siłę. Dzięki temu pomijane są odbicia generowane poprzez występujące w atmosferze czynniki zakłócające[6]. b. RFID (Radio Frequency Identification) W module bezpieczeństwa wykorzystana została również bramka RFID wraz z oprogramowaniem. System automatycznej identyfikacji radiowej, nazywany systemem RFID, wymaga pewnej liczby powiązanych ze sobą komponentów. Ogólnie rzecz biorąc, system RFID musi zawierać komplet tagów, zwanych niekiedy transponderami lub znacznikami, jedną lub kilka anten i czytnik [1]. Tagi są urządzeniami przymocowanymi do elementu po to, aby system RFID mógł je wyśledzić (zidentyfikować). Tagi mogą zostać rozmieszczone bezpośrednio na indywidualnych elementach tak jak ma to miejsce w przypadku dóbr konsumenckich lub na kontenerach transportowych bądź paletach, które przechowują wiele elementów. Tagi występują w różnych rozmiarach i kształtach. Dokonując ich klasyfikacji należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak źródło zasilania, częstotliwość odbieranych i wysyłanych fal radiowych, możliwości zapisu, komponenty składowe, sposób wytwarzania i koszt tagów. Podstawową funkcją tagu jest transmisja danych do reszty systemu RFID. Tagi przeważnie zawierają trzy podstawowe elementy: elektroniczny obwód scalony, miniaturową antenę oraz łączącą je podstawę. Wszystkie elementy systemu RFID wymagają zasilania w energię elektryczną. W przypadku tagów ze względu na ich charakter pracy, rozmieszczenie i stawiane im wymagania zasilanie jest czasami dość kłopotliwe. Obecnie dostępne są trzy możliwości zasilania tagów. Ze względu na sposób zasilania wyróżnia się tagi aktywne, pasywne i semipasywne. Każdy z tych typów ma swoje zalety i wady, które należy uwzględnić przy projektowaniu systemu RFID, oraz wymaga odpowiedniego doboru reszty elementów wchodzących w skład systemu RFID [3]. Rys. 1. Schemat działania RFID 1545

4 Pasywne tagi nie posiadają własnego źródła zasilania. Do zasilania, jak pokazano na rysunku 1, wykorzystywana jest energia pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez czytnik RFID. W antenie odbiorczej tagu indukowany jest prąd elektryczny. Po zgromadzeniu w kondensatorze zawartym w strukturze tagu odpowiedniej dawki energii elektrycznej wysyłana jest informacja. Ze względu na brak własnego źródła zasilania budowa takich tagów jest prostsza, a koszt ich wytwarzania niższy. Mają one również nieograniczony okres magazynowania w porównaniu z tagami aktywnymi. Te właściwości przyczyniły się do ogromnego zainteresowania pasywnymi tagami zarówno ze strony agend rządowych, jak i organizacji handlowych. Wadą wszystkich pasywnych tagów jest ograniczony zasięg działania. Wynika on z konieczności zachowania niedużej odległości anteny tagu od czytnika w celu otrzymania energii wystarczającej do transmisji sygnału. W zależności od częstotliwości wykorzystywanych fal radiowych odległość ta mieści się w zakresie od kilkudziesięciu centymetrów do dziesięciu i więcej metrów. Tak duże odległości są możliwe przy wykorzystaniu fal radiowych o częstotliwości MHz. Występują tu jednak trudności w odczycie poprzez ciecz i na powierzchniach metalowych. W odróżnieniu od pasywnych tagi aktywne posiadają własne (pokładowe) źródło zasilania. Ma ono najczęściej postać małej baterii. Bateria zasila zarówno wewnętrzny obwód tagu, jak i pokładową antenę. Dodatkowy obwód wymagany przez baterię, jak również sama obecność baterii powodują, że aktywne tagi są większe i droższe w porównaniu z pasywnymi. Wiele tagów aktywnych ma plastikową obudowę. Z tego powodu należy dokonać specjalnych modyfikacji konstrukcyjnych w celu przymocowania aktywnego tagu do towaru lub palety. Własne zasilanie oferowane przez baterię wydłuża zakres aktywnych tagów w porównaniu do tagów pasywnych [2]. Aktywne tagi oszczędzają energię baterii przez pracę w trybie sleep. Tag jest budzony czy też aktywowany poprzez wejście do strefy nasłuchu systemu RFID. Zdolność do normalnego funkcjonowania (istnienia) w trybie sleep przedłuża operacyjne życie aktywnego tagu. Tryb pracy sleep umożliwia wielu tagom pozostawanie czynnymi przez wiele lat. Długość życia baterii zależy od liczby okresów, kiedy tag jest aktywny. Dlatego też w trakcie budowy tagu system musi być tak zaprojektowany, że nawet w przypadku, gdy oznaczony materiał jest magazynowany wewnątrz strefy nasłuchu, tag bez wywołania będzie ciągle nieaktywny. Aktywne tagi są również bardziej skomplikowane aniżeli tagi pasywne. W niektórych przypadkach aktywne tagi mogą być sprzęgnięte z innymi technologiami, takimi jak GPS. Dzięki takiemu połączeniu możliwe jest zarówno dokonanie identyfikacji, jak i określenie lokalizacji produktu. Większy rozmiar i większy koszt aktywnych tagów uniemożliwia ich zastosowanie na mniejszych i tańszych typach produktów. To oznacza, że jest mało prawdopodobne, że aktywne tagi będą kiedykolwiek użyte na poziomie indywidualnych produktów konsumenckich. Tagi mogą być również projektowane jako łączące w sobie cechy tagów pasywnych i aktywnych. Są to próby mające na celu wyeliminowanie wad każdego z typów. Semiaktywne tagi wykorzystują własną baterię do zasilania tylko wewnętrznego obwodu. Typowy obwód wewnętrzny semiaktywnego tagu zawiera czujniki do monitorowania warunków otoczenia, takich jak temperatura i wilgotność, oraz do monitorowania możliwości uszkodzenia i niedozwolonego przemieszczenia podczas transportu lub magazynowania. W odróżnieniu od aktywnych tagi semiaktywne nie wykorzystują swojego wewnętrznego źródła zasilania do komunikacji zewnętrznej z systemem. Za pomocą takiego sposobu wykorzystania energii chronione jest wewnętrzne źródło zasilania, a czas życia wewnętrznej baterii zostaje znacznie bardziej wydłużony. Zarówno materiał opakowań, jak i sam produkt są istotne dla systemu RFID, ponieważ część materiałów ma zdolności do pochłaniania fal radiowych, a inne są doskonałymi elementami odbijającymi fale radiowe. Przykładem materiału odbijającego fale radiowe jest metalowy element lub kontener. Przykładem materiałów pochłaniających fale radiowe są ciecze. Ciecze redukują zasięg fali przez pochłanianie energii. Zredukowana moc sygnału nie ma wówczas energii dostatecznej do aktywacji tagu. 1546

5 Kiedy tag wchodzi do strefy nasłuchu, zmagazynowane w nim dane są transmitowane do anteny czytnika RFID. Dane mogą być różnego formatu: ASCII, postać szesnastkowa lub dziesiętna. Dane, które są gromadzone w tagu, zależą od możliwości zapisu tagu. Możliwe są trzy możliwości: tylko odczyt, pojedynczy zapis/wielokrotny odczyt, odczyt/zapis. W żadnej z nich nie ma jednak możliwości zmiany indywidualnego numeru seryjnego nadanego przez wytwórcę. Tagi tylko do odczytu R/O (Read/Only) są tagami, gdzie podstawowe dane numer identyfikacyjny są zapisywane przez wytwórcę tagu. Użytkownik tagu nie ma możliwości zapisywania dodatkowych danych i zmiany numeru seryjnego. Tagi WORM (Write Once, Read Many Times), typu pojedynczy zapis/wielokrotny odczyt, nie są poza numerem seryjnym programowane przez producentów. Nabywca ma możliwość zapisu danych identyfikacyjnych do tagu. W przypadku tagu WORM dane identyfikacyjne nie mogą być skasowane. Tym niemniej w niektórych przypadkach, jeśli jest dostępna dodatkowa przestrzeń pamięci, mogą zostać dodane nowe dane identyfikacyjne. Podobnie jak tagi WORM, tagi R/W (Read/Write), typu odczyt/zapis, poza numerem seryjnym nie są programowane przez wytwórcę. Nabywca sam programuje tagi. Zaletą tagów typu odczyt/zapis jest to, że nabywca może przeprogramowywać zapisane wcześniej dane identyfikacyjne utrzymywane w tagu. W ten sposób jakiekolwiek błędy zapisu danych identyfikacyjnych mogą zostać poprawione. Tagi typu odczyt/zapis są najbardziej wyrafinowanymi spośród trzech rodzajów. Często mogą przechowywać dodatkowe informacje. Jest również możliwe przeglądnięcie niektórych obszarów pamięci, więc nie mogą być skasowane. Układ scalony tagu lub chip jest tą częścią tagu, która zawiera dane przeznaczone do transmisji. Zawiera również układ logiczny do dekodowania sygnału radiowego z czytnika i kodowania danych zapisanych na chipie. Antena tagu jest integralnym komponentem urządzenia; jest wykorzystywana zarówno do otrzymywania, jak i do wysyłania fal radiowych. Niektóre tagi zawierają wiele anten lub anteny wyposażone w różne odgałęzienia. Wszystkie te zabiegi mają na celu poprawę właściwości systemu RFID, a w szczególności jego niezawodności. Kolejnym elementem systemu RFID jest host komputerowy system, który komunikuje się z czytnikiem RFID. Host standardowo wyposażony jest w pewną liczbę aplikacji mających na celu wspieranie systemu RFID. Jedną z nich jest RFID Middleware, jest to oprogramowanie, którego zadaniem jest łączenie ze sobą dwóch lub więcej aplikacji. Middleware w systemach RFID powinno spełniać następujące wymagania: rozpowszechnianie danych, odczyt i zapis tagów, zapewnienie interfejsu czytnikom, filtrowanie danych, koordynacja czytników, monitorowanie systemu. Czytnik ma możliwość komunikowania się z hostem za pomocą więcej niż jednego protokołu komunikacyjnego. Wybór protokołu zależy od odległości pomiędzy czytnikiem a hostem, od wymaganej szybkości przesyłania danych i obliczeń systemu. Powszechne są protokoły RS-232, RS- 485, Ethernet i inne. 3. PROJEKT SYSTEMU ZABEZPIECZENIA STANOWISKA DO PALETYZACJI a. Cel projektu i zakres ochrony Celem projektu jest opracowanie metody zabezpieczenia towarów w procesie przygotowania do wysyłki. Ekspediowane towary znajdują się w kartonach o standardowych wymiarach. Każdy z kartonów oznakowany jest tagiem RFID. Z części produkcyjnej do części ekspedycyjnej towary przechodzą na taśmociągu rozmieszczonym w korytarzu przez bramkę RFID. Sczytane sygnały rejestrowane są w komputerze. W celu oddzielenia części produkcyjnej od wysyłkowej zaistniała konieczność stworzenia zapory uniemożliwiającej niekontrolowany przepływ towarów i ludzi z jednej części na drugą. Ze względów konstrukcyjnych nie ma możliwości stworzenia fizycznie takiej zapory. W danym obiekcie w związku z powyższym postanowiono wykorzystać technikę laserową. Skanowany obszar w tym wypadku będzie tworzyć niewidzialną zaporę. Pojawiający się na taśmociągu towar za pomocą technologii RFID i centralnego systemu sterowania ustawi laser w odpowiednim trybie pracy zezwalającym na przepływ towaru na taśmociągu. Przejście ładunku przez pole ostrzegawcze spowoduje aktywację strefy ochronnej. 1547

6 b. Opis stanowiska roboczego W opracowanym module wykorzystano laserowy skaner bezpieczeństwa S300. Skaner posiada kąt skanowania 270 i zasięg skanowania 3m oraz kompaktową obudowę. Oznacza to, że można go stosować do szerokiego spectrum aplikacji. Konfiguracja urządzenia przechowywana jest w systemie podłączeniowym co umożliwia szybkie uruchomienie po wymianie skanera bez konieczności używania laptopa do ponownej konfiguracji. Zwiększa to dostępność urządzenia, a tym samym zwiększa produktywność [6]. Do podstawowych parametrów skanera S300 należą [6]: Kompaktowa obudowa; 2m lub 3m zasięg pola ochronnego; 270 kąt skanowania; Osiem zestawów pól (osiem pól ochronnych, 16 pól ostrzegawczych); Pamięć konfiguracji zintegrowana z modułem podłączeniowym; Interfejs EFI do podłączenia z innymi urządzeniami bezpieczeństwa SICK; Wejścia do enkoderów inkrementalnych w celu przełączania pól zależnie od prędkości; Wyjście pomiarowe RS-422. Kolejnym elementem systemu zabezpieczenia stanowiska jest bramka RFID przeznaczona do odczytu tagów RFID i przesyłania tych informacji do systemów komputerowych. Bramka składa się z skrzynki sterującej zawierającej: czytnik RFID, wieżę świetlną, router, układy zasilania, oraz czterech anten RFID oraz konstrukcji mechanicznej bramki [5]. Bramka ta znajduje się w początkowej części taśmociągu przesyłającego towary do stanowiska paletyzacji. Znajdujące się na końcu taśmociągu stanowisko do paletyzacji posiada robot wyposażony w odpowiednie uchwyty, kamerę wizyjną określającą położenie ładunku na taśmie [4]. Posiadając informacje odczytane w bramce RFID robot jest w stanie dokonywać selekcji i układania dostarczonych ładunków na odpowiednie palety. Palety wjeżdżają i wyjeżdżają ze stanowiska na przenośnikach rolkowych lub transportowane są za pomocą automatycznego wózka widłowego. Schemat stanowiska przedstawiono na rysunku 2. Rys. 2. Schemat stanowiska: 1) taśmociąg, 2) transportowany produkt z tagiem RFID, 3) bramka RFID, 4) skaner SICK z zaznaczonym obszarem ochronnym, 5) robot, 6) kompletowane palety c. Konfiguracja skanera Przy konfiguracji skanera i ustanawianiu obszarów ostrzegawczych i chronionych wykorzystano standardowe oprogramowanie firmy SICK. Zrzut ekranu pokazano na rysunku

7 Rys. 3. Zrzut ekranu z programu CDS firmy Sick W ramach konfiguracji ustanowiono dwie strefy. Pierwszą strefą jest strefa pełnej ochrony zapobiegająca przepływowi ludzi i towarów. Strefa ta pokazana została na rysunku 4. a) b) Rys. 4. Konfiguracja skanera przy pełnej ochronie: a) schemat pełnej strefy ochronnej: 1 pełna strefa, 2 skaner, 3 taśmociąg; b) widok ustawionej strefy ochronnej wraz z panelem kontrolnym skanera Druga strefa pokazana na rysunku 5 zawiera w środku pole ostrzegawcze (rysunek 5b kolor żółty) uwzględniające przepływ towaru na taśmociągu. a) b) Rys. 5. Konfiguracja skanera uwzględniająca przepływ towaru: a) schemat strefy ochronnej: 1 strefa, 2 skaner, 3 taśmociąg, 4 transportowany produkt b) widok ustawionej strefy wraz z panelem kontrolnym skanera Przejście ze stanu pełnej ochrony do stanu umożliwiającego przepływ towarów zachodzi po sczytaniu informacji o rodzaju towaru na bramce RFID i przekazaniu tej informacji do stanowiska 1549

8 paletyzacji. W chwili pojawienia się towaru na taśmociągu w strefie ostrzegawczej sygnał ten przekazywany jest do układu sterowania. Po uwzględnieniu czasu niezbędnego do przejścia towaru przez strefę ostrzegawczą następuje przełączenie skanera laserowego na pełny zakres ochrony pokazany na rysunku 4. We wszystkich analizowanych przypadkach naruszenie strefy ochrony skutkować będzie włączeniem alarmu i wyłączeniem taśmociągu. WNIOSKI Zaproponowany system bazuje na sprawdzonych elementach wykorzystywanych w rozwiązaniach przemysłowych oraz w logistyce. Elementy te są łatwo dostępne i posiadają odpowiednie wsparcie serwisowe. Poza stanowiskiem do paletyzacji koszty poszczególnych elementów takich jak skaner, bramka RFID nie przekraczają kilkudziesięciu tysięcy złotych. Uzyskane korzyści wynikające z zastosowania takiego systemu rozpatrywać można w dwóch obszarach. Pierwszy obszar to automatyczna identyfikacja i selekcja przepływających towarów. Drugi obszar to zapewnienie ochrony. Uwzględniając oba te obszary przy odpowiedniej skali przepływu towarów uzyskany efekt ekonomiczny powinien w krótkim czasie zniwelować koszty związane z wprowadzeniem systemu. Do badań wykorzystano aparaturę naukowo badawczą zakupioną w projekcie nr PORPW /12 z Funduszy Strukturalnych w ramach Programu Operacyjnego Rozwój Polski Wschodniej współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Streszczenie Zapewnienie bezpieczeństwa jest niezwykle istotne we wszelkiego rodzaju zakładach produkcyjnych jak i w obszarze świadczenia usług. Jednym ze sposobów zapewniania bezpieczeństwa jest wykorzystywanie skanerów laserowych. W artykule przedstawiono obszary zastosowana skanerów laserowych w warunkach przemysłowych oraz omówiono podstawowe parametry techniczne, które determinują możliwość zastosowania skanerów do pełnienia funkcji bezpieczeństwa. Dokonano również oceny możliwości zastosowania przykładowego skanera S300 firmy SICK do ochrony wybranej grupy maszyn. Artykuł przedstawia także opracowany przez Autorów moduł bezpieczeństwa stanowiska roboczego wykorzystujący w/w skaner laserowy i technologię RFID. Non-contact methods for securing the selected group of machines Abstract Security is extremely important in all kinds of factories as well as in the area of provision of services. One way to provide security is the use of laser scanners. The article presents the used laser scanners in industrial applications and discusses the key technical parameters that determine the possibility of using scanners to perform safety functions. We also assessed the applicability of the sample S300 scanner from SICK for the protection of the selected group of machines. This article presents also developed by the authors workstation security module using the laser scanner and RFID. BIBLIOGRAFIA 1. Długosz J., Nowoczesne technologie w logistyce, PWE, Warszawa Jones E.C.., Chung C.A., RFID in Logistics: A Practical Introduction, CRC Press, Boca Raton, FL Śmieszek M., Dobrzańska M., Dobrzański P., Wykorzystanie nowoczesnych technologii informacyjnych w zarządzaniu, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Seria: Zarządzanie i Marketing, z.17 t.4, Rzeszów 2010 s