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Safety Ultraschall-Lösung schützt Anwender bei MRK-Applikationen

| Autor / Redakteur: Thomas Wiest* / Jan Vollmuth

Die zertifizierte Sensor-Lösung Ultraschall Safety von Mayser, die zur Werkzeugabsicherung geeignet ist, entschärft eine der größten Gefahrenquellen in der Mensch-Roboter-Kollaboration.

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Das Entwicklerteam von Mayser (v.l.n.r.): Thomas Wiest (Entwicklungsleiter) und Matthias Schwerthalter (Projektleiter Kollisionsschutzsysteme).
Das Entwicklerteam von Mayser (v.l.n.r.): Thomas Wiest (Entwicklungsleiter) und Matthias Schwerthalter (Projektleiter Kollisionsschutzsysteme).
(Bild: Mayser )

Haben Sie sich einmal einem Roboterarm in den Weg gestellt, der speziell für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) konstruiert wurde? Dann wissen Sie selbst, wie viel Vertrauen in die Technik dies erfordert – trotz Kenntnis der Sicherheitsvorkehrungen. Sicher ist zudem nicht gleich sicher: Zwar mag der Arm eines Roboters bei Kontakt stoppen, doch falls er ein Werkstück trägt, kann dieses eine weitaus größere Gefahr darstellen – nicht umsonst spricht die Branche vom „Schwert im Greifer“.

Gefahrenquelle Werkzeug

Apropos Greifer: Auch vom Werkzeug kann durch seine Krafteinwirkung Gefahr ausgehen: Gerade bei spitzen und scharfkantigen Teilen von Schraubern oder Greifern können die Werte für Drücke und Kräfte bereits bei geringen Geschwindigkeiten über den zulässigen Grenzwerten der technischen Spezifikation ISO/TS 15066 liegen.

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Um den Menschen bei einer Berührung zu schützen, musste bisher die Geschwindigkeit des Werkzeugs so stark reduziert werden, dass die Kraftmomentensensorik für die Absicherung ausreicht. Niedrige Geschwindigkeiten von beispielsweise 40 mm/s sind jedoch nicht wirtschaftlich. Die gewünschten Zykluszeiten können nicht erreicht werden, was die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter in Frage stellt. Bereits zu Beginn der industriellen Robotik wurde deshalb darüber nachgedacht, wie sich Roboter selbst absichern können, ohne den MRK-Gedanken opfern zu müssen.

Die Natur zum Vorbild

Bei seiner neuen Entwicklung der Sensor-Lösung Utraschall Safety hatte sich Mayser die Aufgabe gestellt, Roboter so lange wie möglich ohne reduzierte Geschwindigkeit in der Kollaboration agieren zu lassen. Dabei diente die Natur als Vorbild: „Unser bisher größter Erfolg auf diesem Gebiet, der Ultraschall Safety, zeigt Analogien zur Ultraschallortung der Fledermaus. Mit unserer einzigartigen Technik können wir das Werkstück als größte Gefahrenquelle absichern und gleichzeitig die Verfahrensgeschwindigkeit je nach Anwendungsfall von 40 mm/s auf bis zu 200 mm/s erhöhen“, sagt Thomas L. Zawalski, Geschäftsführer bei Mayser. Mit der zertifizierten Lösung sei der Weg zur sicheren und wirtschaftlichen MRK geschaffen. Ultraschall Safety kann laut Mayser alleine oder in Kombination mit weiteren Systemkomponenten wie dem taktilen Kollisionsschutz, der mittels Sensorik zu einer Art „fühlenden“ Haut des Roboters wird, oder einem Softcover angewendet werden.

Ergonomische Arbeitsplätze gefordert

Für die gemeinsame Vorentwicklung mit Kuka für einen Kuka LBR Iiwa war ausschlaggebend, dass der Ultraschall Safety für den Personenschutz nach ISO 13849-1:2015 Kategorie 3 PL d zugelassen ist und damit der Mensch durch eine engere Zusammenarbeit mit dem Roboter bei schweren Arbeiten effizient unterstützt werden kann. Ergonomische Arbeitsplätze werden auch von den Berufsgenossenschaften gefordert, da sich das Renteneintrittsalter langfristig verschieben und längeres Arbeiten auch in der Produktion erforderlich sein wird. Umso wichtiger ist eine effiziente Mensch-Roboter-Kollaboration, die dem Menschen höchste Ergonomie bietet und gleichzeitig die Rentabilität der Anlage gewährleistet.

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