Aufrufe
vor 2 Wochen

DER KONSTRUKTEUR 10/2017

DER KONSTRUKTEUR 10/2017

ULTRASCHALL FÜR DEN

ULTRASCHALL FÜR DEN ROBOTER Die Zukunft der automatisierten Produktion wird schneller, effizienter und vernetzter sein. Dafür bedarf es ganzheitlicher Lösungsansätze, die eine gefahrlose Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter möglich machen. Sensoren fällt hier eine Schlüsselrolle zu. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Der funktional sichere Ultraschall safety ist eine Weltneuheit. Gemeinsam mit der Kuka AG, die für ihre maßgeschneiderten Automatisierungslösungen bekannt ist, wurde mit diesem Ultraschallsensor eine auf dem Markt einzigartige Vorentwicklung zur Absicherung eines spitzen Werkzeuges eines Kuka LBR IIWA im Mensch-Roboter-Kollaborations-Umfeld (MRK) realisiert. Die Anforderungen an eine sichere Werkstück- bzw. Werkzeugabsicherung sind hoch. Die Krafteinwirkung und der Druck auf einen Menschen, der den Dorn eines Greifers oder Akkuschraubers berührt, liegen oberhalb des zulässigen Grenzwerts der Norm ISO/ TS 15066. Die Absicherung des Schraubers muss daher berührungslos sein. Gleichzeitig darf der automatisierte Arbeitsprozess nicht beeinträchtigt werden. ULTRASCHALLSENSORIK IST DIE BASIS Die gemeinsame Lösung von Mayser und Kuka basiert auf dem Einsatz der Ultraschallsensorik. Die Neuentwicklung Ultraschall safety von Mayser erkennt sowohl Menschen als auch nicht leitfähige Objekte, berührungslos und unbeeinflusst von Schmutz, Fremdschall, Luftströmungen und Feuchtigkeit. Das besondere Merkmal der Ultraschallsensoren von Mayser sind die beiden sehr kleinen Ultraschallwandler, die flexibel und geometrisch unabhängig von der Elektronik positioniert werden. Sie können direkt auf dem Roboter oder Greifer platziert werden und deren Umgebung flächig und sicher überwachen. Die Wandler können aber auch dezentral angeordnet werden. Die Sensoren messen in DER NEU ENTWICKELTE ULTRASCHALLSENSOR MACHT INDUSTRIE 4.0 SICHER einem elliptischen Schallfeld und erfassen selbst kleine Objekte. Zudem ermöglicht eine Teach-in-Funktion das Einlernen der kompletten Messumgebung als Standardumgebung. Dadurch reagiert das System nur auf Abweichungen vom Sollzustand. Der sichere Ultraschallsensor ist weltweit eine neuartige Entwicklung, da er aufgrund seiner zwei Kanäle auch für den Personenschutz zugelassen ist. Das war für Kuka für die Werkzeug absicherung eines Kuka LBR IIWA ausschlaggebend, um sich für die

- AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 02 01 gemeinsame Vorentwicklung mit dem mittelständischen Unternehmen Mayser zu engagieren. HÖHERE GESCHWINDIGKEITEN UND TAKTZEITEN Die beiden Wandler des Ultraschall safety bauen zwei Schutzfelder um den Roboter auf. Das größere Schutzfeld lässt schnelle Bewegungen des Werkzeugarms zu. Nähert sich der Schrauber einem Werkstück, wird das kleinere Schutzfeld aktiviert. Dabei verlangsamt der Roboter seine Bewegung, sodass eine Person rechtzeitig erkannt und eine Berührung mit dem Werkzeug ausgeschlossen wird. Die Zusammenarbeit von Roboter und Mensch ist gefahrlos möglich. Die Lösung von Mayser und Kuka für den LBR IIWA bietet ein komplettes System zur Absicherung von MRK-Arbeitsplätzen und damit eine bessere Ergonomie für Mitarbeiter. Diese können bei schweren Arbeiten effizient unterstützt werden. Gleichzeitig sind höhere Geschwindigkeiten und Taktzeiten des Roboters möglich. Durch die Zertifizierung des fehlersicheren, zweikanaligen Ultraschall safety nach ISO 13849-1:2015 Kategorie 3 PL d ist die Weltneuheit seit Februar 2017 für den Personenschutz zugelassen. Bilder: Mayser, Kuka 01 Roboterhersteller und Entwickler des Sensorspezialisten arbeiteten bei der Implementierung der Ultraschall-Sicherheitstechnik eng zusammen 02 Ultraschall-Sensorik zur Absicherung des Werkzeugs bei der Mensch-Roboter-Kollaboration www.DerKonstrukteur.de "MENSCH-ROBOTER- KOLLABORATION IST EINE HERAUSFOR- DERUNG FÜR DIE SENSORIK" Dr. Michael Döppert, Chefredakteur www.mayser.com/de Man kann durchaus sagen, dass das Thema Mensch-Roboter Kollaboration (MRK) einer der zurzeit großen Innovationstreiber im Maschinenbau ist. Es führt zu neuen Konstruktionsund Designansätzen in der Robotik, und auch die Maschinensicherheit bedarf hier neuer Betrachtungen, Regelungen und vielleicht auch angepasster Lösungen. Damit liegt das Augenmerk der MRK besonders auf der Sensorik, die die sichere Kooperation gewährleistet und letztlich auch entscheidend zur wirtschaftlichen Anwendung beitragen wird. Was die Fledermaus kann, kann jetzt auch der Roboter – per Ultraschall Gefahren und Hindernisse sicher erkennen. DER KONSTRUKTEUR 10/2017 29

AUSGABE