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Automatisierung

Pilz steigert 2015 Umsatz, Mitarbeiterzahl und Exportanteil

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Thomas Pilz: Robotik als Beispiel für ganzheitliche Forschung & Entwicklung

Die Innovationskraft ist unser Motor. Pilz war und ist Wegbereiter für die Automatisierung der Zukunft. Beleg dafür: Pilz investiert seit Jahren kontinuierlich rund 20 % seines Umsatzes in Forschung & Entwicklung. Im Geschäftsjahr 2015 waren es 19,8 %. Zum Vergleich liegt der Branchenschnitt der bereits forschungsintensiven Elektroindustrie bei 8,6 % (Quelle ZVEI, September 2015).

Ein Großteil unserer Produktinnovationen der vergangenen Zeit haben wir in enger Partnerschaft mit technikorientierten Instituten und Forschungseinrichtungen auf den Weg gebracht. Eine davon: Safety Eye. Dieses intelligente Kamerasystem für die dreidimensionale Raumüberwachung wurde gemeinsam mit dem Stuttgarter Institut für Mikroelektronik, dem IMS, und einem Partner aus der Automobilindustrie entwickelt und 2006 auf den Markt gebracht.

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Dreidimensionale Raumüberwachung als Alleinstellungsmerkmal

Wir haben in den vergangenen Jahren das System beständig weiter entwickelt und mit jeder neuen Generation verbessert. Die sichere dreidimensionale Raumüberwachung als Alleinstellungsmerkmal von Safety Eye bietet vielfältige neuartige Einsatzmöglichkeiten für die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine ohne trennende Zäune oder andere trennende Schutzeinrichtungen. Dabei steckt sowohl in dem Prinzip der dreidimensionalen Überwachung als auch in der Technologie noch großes Potenzial zur Weiterentwicklung. Dieses werden wir bei Pilz auch ausschöpfen.

Das dreidimensionale Kamerasystem Safety Eye ist auch 10 Jahre nach seiner Vorstellung das bislang einzige sichere Kamerasystem zur 3-D Raumüberwachung. Mehrere hundert Safety-Eye-Systeme sind in der ganzen Welt im Einsatz, darunter in Russland oder den USA. Es kommt beispielsweise in der Automobilindustrie, in der Luftfahrtindustrie oder in Roboterapplikationen zum Einsatz, also überall dort, wo Mensch und Maschine ohne trennende Schutzeinrichtungen besonders eng zusammenarbeiten.

Robotik ist neben Industrie 4.0 das große Zukunftsthema

Die Robotik ist neben Industrie 4.0 das große Zukunftsthema der industriellen Automatisierungstechnik. Wir werden mit weiteren Innovationen unsere Rolle als Pionier der sicheren Automatisierungstechnik unterstreichen. Kurz vor der Marktreife steht beispielsweise unsere taktile Sensorik für Roboterapplikationen. Diese unterstützt bei Visualisierung und Ortsbestimmung von Mensch und Roboter und ist ein vielversprechender Weg zu mehr Dynamik bei der Mensch-Roboter-Kollaboration.

Einen Prototyp in Form einer Trittmatte werden wir auf der Messe Automatica im Juni in München zeigen. Auch bei der taktilen Sensorik nutzen wir die Forschungsarbeiten von Universitäten oder namhafter Institutionen, wie in diesem Falle dem Fraunhofer IFF aus Magdeburg, und führen sie über in marktreife und industriefähige Innovationen weiter.

Von der Kooperation zur Kollaboration

Die Entwicklungen im Bereich Roboterapplikationen sind momentan geprägt von dem Wunsch, dass Mensch und Maschine möglichst eng miteinander agieren. Statt Roboter hinter Gitter zu sperren, sollen sich Mensch und Maschinen den Arbeitsraum teilen. Das stellt folglich neue, besondere Herausforderungen an die Sicherheit.

Den einen sicheren Roboter oder die eine sichere Sensorik, die alle möglichen Anwendungsfälle mit Blick auf den Aspekt Sicherheit abdeckt, wird es wohl auch künftig nicht geben. Um das Schutzziel zu erreichen, werden oft Kombinationen nötig sein, die dann beispielsweise aus dem sicheren 3D-Kamerasystem Safety Eye sowie taktiler Sensorik bestehen.

Normative Grundlagen sind gelegt

Voraussetzungen dafür sind zum einen zuverlässigere Steuerungen und intelligente, dynamische Sensoren, sowie zum anderen die normativen Grundlagen. Hier herrschte bislang ein Vakuum. Um Lösungswege aufzuzeigen, wurde das internationale Normengremium ISO/TC 184/SC2 WG3 beauftragt, die Technische Spezifikation ISO/TS 15066 „Robots and Robotic Devices – Collaborative industrial robots“ zu erarbeiten. Als Mitglied in diesem Internationalen Normengremium arbeitet Pilz aktiv an der Ausgestaltung mit. Diese neue Norm ist bahnbrechend und wegweisend für die Mensch-Maschine-Kollaboration im industriellen Umfeld.

Wesentliches Unterscheidungsmerkmal zwischen „klassischen“, umhausten Roboterapplikationen und der Mensch-Roboter-Kollaboration ist, dass Kollisionen zwischen Maschine und Mensch ein reales Szenario sein können. Sie dürfen jedoch zu keinen Verletzungen führen. Im Anhang der Technischen Spezifikation ISO/TS 15066 wird ein Körperzonenmodell aufgeführt. Es macht zu jedem Körperteil (z.B. am Kopf, an der Hand, am Arm oder am Bein) eine Angabe zu den jeweiligen Kollisionsgrenzwerten. Bleibt die Anwendung während einer Begegnung zwischen Mensch und Roboter innerhalb dieser Grenzen, so ist sie normenkonform.

Kollision als mögliches Szenario

Diese Schmerzschwellenwerte werden in der Praxis zur Validierung einer sicheren MRK herangezogen. Zur Messung von Kräften und Geschwindigkeiten hat Pilz ein Kollisionsmessgerät entwickelt und im Automobilbau bereits erfolgreich erprobt. Ausgestattet mit Federn und entsprechenden Sensoren, können die einwirkenden Kräfte bei einer Kollision mit einem Roboter exakt erfasst und mit den Vorgaben aus der ISO/TS 15066 verglichen werden.

Dank dieser intensiven Produktentwicklungen, der Mitarbeit in internationalen Normengremien und der großen Wissensbasis aus über zehn Jahren CE-Kennzeichnung für Maschinen und Anlagen konnten wir in den vergangenen Jahren ein umfassendes Dienstleistungsangebot aufbauen, mit dem wir den Weg zur sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration ebnen. (jv)

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