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Zertifizierte Sicherheit wird groß geschrieben

Ansätze zur Mensch-Roboter-Kollaboration unter der Lupe
Zertifizierte Sicherheit wird groß geschrieben

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Die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) steht bei vielen Anbietern hoch im Kurs. Die Automationspraxis wirft einen Blick auf die verschiedenen Ansätze.

„Mit unserem LBR iiwa bieten wir schon heute das passende Produkt für die Anforderungen der Produktion von morgen“, ist Christian Felkel, Produktmanager bei Kuka überzeugt. Herzstück des Roboters ist die in allen Gelenken verbaute Gelenkmomenten-Sensorik. Zusammen mit der hoch performanten Kollisionserkennung kann der Roboter quasi als dritte Hand des Werkers agieren. Dabei sind alle Safety-Funktionen zweikanalig ausgelegt, um den Anforderungen der Maschinenrichtlinie zu genügen. „Der sensitive Leichtbauroboter LBR iiwa, der mit seinen sieben Achsen dem menschlichen Arm nachempfunden ist, ist daher für die Zusammenarbeit mit Menschen freigegeben“, betont Felkel.

ABB stellt bei seinem kollaborativen Zweiarm-Roboter Yumi ebenfalls die Eigensicherheit heraus. Das Design des Leichtbau-Doppelarms sei so ausgelegt, dass Menschen nicht verletzt werden, auch wenn es zu einem Kontakt mit dem Roboter kommt – dafür sorgen gepolsterte Arme sowie die integrierte Kraft- und Drehmomentsensorik. Nicht zuletzt vermittele das Design ein Sicherheitsgefühl dank der menschenähnlichen Proportionen.
Verschiedene Normen sind zu beachten
Diese integrierte Sicherheit ermögliche somit ein Arbeiten ohne Schutzgitter. „Der TÜV Süd hat bestätigt, dass Yumi die Sicherheitsnorm EN ISO 13849-1, die spezifischen Industrieroboternormen ISO 10218-1 und ISO 10218-2 sowie die Maschinenrichtlinie 2006/42/EC erfüllt“, so Per-Vegard Nerseth, Leiter des globalen Geschäftsbereichs Robotik bei ABB. Weitere Besonderheit: Yumi wird als Gesamtpaket angeboten, das neben dem Roboter auch austauschbare Greifhände, ein Teilezuführsystem, Force Control-Sensorik, ein Kamerasystem, Software und natürlich die Steuerung umfasst.
Ebenfalls auf Leichtbau-Robotik setzt Universal Robots. „Wir haben mit dem UR5 bereits 2009 den ersten Leichtbauroboter auf den Markt gebracht, der für die Mensch-Roboter-Kollaboration geeignet ist“, betont Area Sales Manager Dieter Pletscher. Inzwischen wurden die Safety-Funktionen stetig weiterentwickelt: Der interne Kraftregler kann beim neuen Tischroboter UR3 so programmiert werden, dass er bei 50 Newtonmeter automatisch stoppt. „Außerdem kann der Roboterarm in zwei verschiedenen Modi der Sicherheitsfunktionen betrieben werden – einem normalen und einem reduzierten“, so Pletscher. Dafür werden acht Sicherheitsfunktionen durch das Sicherheitssystem UR Safety 3.0 überwacht, das durch den TÜV Nord zertifiziert und getestet wurde, unterstreicht Pletscher.
Zertifizierung schafft Vertrauen
Stäubli baut die Sicherheitsfunktionen seiner Robotersteuerung aus, um auch klassische Industrieroboter für die Mensch-Maschine-Kooperation zu öffnen. „Mit den wegweisenden Funktionen unseres Safetycontrollers CS9 werden wir die Mensch-Roboter-Kooperation erheblich vereinfachen“, verspricht Geschäftsführer Gerald Vogt. Dazu habe man nicht nur die überwachende Sicherheitssteuerung, sondern auch die Sicherheitsfunktionen selbst vom TÜV zertifizieren lassen: „Die Zertifizierung der Sicherheitsfunktionen bringt dem Anlagenbauer die notwendige Sicherheit. In der Vergangenheit war dies gerade für kleine und mittlere Unternehmen noch ein Hinderungsgrund beim Einstieg in die MRK.“
Schunk setzt ebenfalls auf zertifizierte Sicherheit: „Unser weltweit erstes zertifiziertes Safety-Greifsystem ermöglicht eine sichere Mensch-Maschinen-Kollaboration auf engstem Raum“, so Ralf Steinmann, Geschäftsbereichsleiter Greifsysteme bei Schunk. „Einzigartig ist, dass das Safety-Greifsystem im sicheren Betriebshalt kontinuierlich bestromt wird, so dass gegriffene Teile auch ohne mechanische Greifkrafterhaltung gehalten werden.“ Sobald die Schutzzone wieder freigegeben ist, schaltet der Greifer verzögerungsfrei in den regulären Betriebsmodus zurück. In Hannover will man das Safety-Greifsystem nun auch mit einer sicheren Kamera und einer sicheren Steuerung kombinieren.
Fanuc ist mit dem grünen Collaborative Robot erst jüngst auf den Trend zur Mensch-Roboter-Kollaboration eingeschwenkt: Technische Details verraten die Japaner allerdings noch nicht. Vermutlich sorgen aber in alle Gelenke eingebaute Kraft-Momenten-Sensoren sowie die Sicherheitszonen-Software Dual Check Safety dafür, dass der Roboter sicher in der Nähe des Menschen arbeiten kann. Weil kein Leichtbauarm, sondern ein klassischer Industrieroboter in der grünen Hülle steckt, können die Neuhausener auch Anwendungen mit schwereren Lasten adressieren.
Auch im automatischen Produktionsassistenten von Bosch werkelt ein Fanuc-Industrieroboter. Dieser ist für die sichere Zusammenarbeit mit dem Menschen mit einem Sensor-gespickten Kunststoffmantel umhüllt. Noch bevor sich Mensch und Maschine berühren, stoppt der Apas Assistant. Sobald der Mensch den Gefahrenbereich verlassen hat, setzt er die Arbeit fort.
„Das Besondere am Apas Assistant ist der einzigartige, berührungslose Kollisionsschutz“, sagt Produktmanager Wolfgang Pomrehn.. Außerdem sei der Apas Assistant ein vollständiges Automatisierungssystem mit einem 6-Achs-Industrieroboter, einem Greifer, einem 3D-Kamerasystem und einer Software, die alle Funktionalitäten unter einer konfigurierbaren grafischen Benutzeroberfläche vereint.
Einfache Bedienung ist wichtig
Auch bei Mitsubishi Electric wird die Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) mit vielen Entwicklungen vorangetrieben, berichtet Jan-Philipp Liersch, Product Manager Robot Systems Central Europe. „Der Bereich der Assistenz in der Fabrikation wird in den nächsten Jahren von vielen Innovationen geprägt sein.“ Vor allem die Detektion von Menschen, bevor eine Berührung entsteht, werde die Leistungsfähigkeit steigern können.
Ein weiteres Thema sei die einfache Programmierung und Inbetriebnahme. Liersch: „Denn selbst bei dem menschlichsten Verhalten eines Roboters wird der Mensch dem Roboter immer sagen müssen, was zu tun ist. Nur dann kann ein Roboter mit seinen technischen Vorteilen einem Menschen in der Produktion assistieren.“
Kuka: Halle 17, Stand G04 ABB: Halle 11, Stand A35 Universal Robots: Halle 17, Stand C26 Stäubli: Halle 17, Stand B18 Schunk: Halle 17, Stand D26 Fanuc: Halle 17, Stand D24 Bosch: Halle 17, Stand C42 Mitsubishi: Halle 17, Stand B38
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