Sicherheit für Produktionszellen und Industrieroboter
Sicherheit besitzt in automatisierten Produktionsumgebungen höchste Priorität. Durch eine systematische Risikobeurteilung, die Definition von Schutzbereichen, den Einsatz von Sicherheitszuhaltungen sowie zuverlässige Not-Aus-Funktionen wird gewährleistet, dass Mensch und Maschine sicher zusammenarbeiten können. Moderne stationäre Robotersysteme verfügen darüber hinaus über fortschrittliche Bewegungssteuerungen, Kollisionsvermeidung, adaptive Greiftechnologien und zunehmend auch über Funktionen für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen.
Bei wiederkehrenden Arbeitsabläufen sowie bei schweren oder potenziell gefährlichen Prozessschritten müssen Produktionszellen und stationäre Robotersysteme durch geeignete Sicherheitstechnik abgesichert werden, um Personen vor Gefährdungen zu schützen. Das Spektrum reicht dabei von der einfachen Zugangssicherung über die Überwachung von Gefahrenbereichen bis hin zu individuell abgestimmten, kombinierten Sicherheitslösungen.
Abhängig vom Abstand zur Gefahrenstelle und den jeweiligen Umgebungsbedingungen kommen unterschiedliche Sicherheitssensoren zum Einsatz. Dazu zählen beispielsweise Sicherheits-Lichtvorhänge oder Mehrstrahl-Sicherheitslichtschranken zur Absicherung von Zugängen und Öffnungen. Bei komplexen oder variablen Schutzbereichen bieten sich Sicherheits-Laserscanner an, die eine flexible Überwachung definierter Schutzfelder ermöglichen.
Für eine normgerechte Sicherheitsfunktion werden die eingesetzten Sicherheitssensoren mit geeigneten sicheren Schaltgeräten bzw. Sicherheitssteuerungen kombiniert. Dadurch können zuverlässige Abschalt- und Überwachungsfunktionen realisiert und die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Maschine gewährleistet werden.
Sicherheitsanforderungen und Normen für stationäre Robotik
Die Bedeutung von Arbeitssicherheit und Personenschutz nimmt mit der zunehmenden Automatisierung von Arbeitsabläufen weiter zu. Grundlage für die sichere Gestaltung von Maschinen und Anlagen ist eine systematische Risikobeurteilung, bei der potenzielle Gefährdungen analysiert und bewertet werden.
Dabei sind zahlreiche gesetzliche Vorgaben, Standards und Normen zu berücksichtigen. Eine besondere Rolle spielt die Auslegung von Schutzeinrichtungen und die korrekte Berechnung von Sicherheitsabständen, beispielsweise gemäß der Norm EN ISO 13855, um eine sichere Reaktionszeit und einen zuverlässigen Schutz vor Gefahrenstellen zu gewährleisten.
Sensor-Applikationen im Detail
1. Zugangssicherung an Roboter-Arbeitssystemen
Anforderung:
Bei verketteten Roboterzellen, etwa in der Batterieproduktion, werden die Komponenten über eine Fördertechnik weitertransportiert. Für alle Ein- und Ausgänge ist eine Zugangssicherung erforderlich.
Lösung:
Zur Personenerkennung kommen Mehrstrahl-Sicherheitslichtschranken MLD 500 quer über der Förderstrecke zur Verwendung. Varianten mit und ohne integrierte Muting-Funktion stehen zur Auswahl. Die Konfiguration erfolgt einfach über die Pinbelegung.
2. Zugangssicherung mit kleinem Abstand
Anforderung:
Roboterunterstützte Arbeitssysteme müssen regelmäßig durch Bediener mit Material oder Betriebsmitteln versorgt werden. Hierfür ist ein möglichst einfacher und sicherer Zugang erforderlich, der eine effiziente Befüllung und Bestückung der Anlage ermöglicht, ohne den automatisierten Prozess unnötig zu beeinträchtigen.
Lösung:
Die Sicherheitslichtvorhänge ELC 100 und MLC 500 ermöglichen mit ihrer hohen Auflösung eine zuverlässige Finger- und Handerkennung bei gleichzeitig minimalem Platzbedarf. Mit Schutzfeldlängen von bis zu 3000 mm bzw. 1500 mm bieten sie flexible Lösungen für unterschiedliche Absicherungsanforderungen.
3. Wiederanlaufschutz und Überwachung von nicht einsehbaren Bereichen
Anforderung:
Um Gefährdungen zuverlässig auszuschließen, darf der Prozess bzw. die Roboterzelle oder Maschine erst wieder anlaufen, wenn sichergestellt ist, dass sich keine Person im Arbeitsbereich oder in nicht einsehbaren Gefahrenbereichen befindet.
Auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei Verschmutzung, Staub oder Schweißfunken, müssen Sicherheit, zuverlässige Funktion und eine hohe Anlagenverfügbarkeit dauerhaft gewährleistet werden.
Lösung:
Das 3D-Sicherheits-Radarsystem LBK überwacht mithilfe frei konfigurierbarer Schutzbereiche zuverlässig die Anwesenheit von Personen – auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen. Die eingesetzte Radartechnologie ermöglicht zudem die Erkennung und Unterscheidung statischer Objekte innerhalb des überwachten Bereichs.
Durch die flexible Konfiguration von Erfassungswinkeln und Abstandszonen lassen sich die Schutzbereiche präzise an die jeweilige Umgebung und Anwendung anpassen. Die geringe Toleranz der Sensorik unterstützt dabei eine zuverlässige Detektion und minimiert Fehlauslösungen.
Die Möglichkeit, bis zu sechs Sensoren über einen gemeinsamen Controller zu kombinieren, ermöglicht die Absicherung auch größerer oder komplexer Anlagenstrukturen und bietet vielseitige Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Sicherheitstechnik.
