Mensch-Roboter-Kooperation zur Automation einer Spindelpresse

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Mensch-Roboter-Betrieb beim Ausfall eines Roboters

Weil die Anlage im Normalbetrieb mannlos läuft, mussten für diesen Fall auch sicherheitstechnisch keine größeren Hürden genommen werden. Doch das Lastenheft forderte nicht nur die Betriebsart mit zwei Robotern, sondern auch die Möglichkeit einer Mensch-Roboter-Konfiguration, unter anderem, um die Produktion bei Ausfall eines der beiden Roboter aufrechtzuerhalten. Ein Schmied soll dann dessen Aufgaben übernehmen. Diese Betriebsart ist auch bei sehr kleinen Stückzahlen interessant, wenn zum Beispiel Schmiedegesenke nicht automationsgerecht ausgeführt sind. Der Roboter legt in diesem Fall das Werkstück ein und sprüht das Trennmittel, der Mensch setzt das Schmiedeteil um.

Um diesen Mensch-Roboter-Betrieb zu ermöglichen, musste ein ausgeklügeltes Sicherheitskonzept erstellt werden. Denn dann arbeitet der Schmied an der relativ kleinen Presse direkt vor dem Roboter und das übliche Prinzip der räumlichen Trennung von Mensch und Roboter lässt sich kaum realisieren. Des Weiteren sollte das Sicherheitskonzept die Flexibilität der Gesamtanlage nicht einschränken, was aber gerade bei aufwendigen sicherheitstechnischen Anforderungen meist der Fall ist.

Indat konnte auf die Erfahrungen aus anderen Lösungen in der Schmiedetechnik zurückgreifen, wo eine Mensch-Roboter-Kooperation und kombinierte klassische Komponenten der Bereichsüberwachung mit einer softwarebasierten Sicherheitstechnik zum „Normalfall“ gehören. Da Roboter von ABB zum Einsatz kamen, entschied man sich für Safe-Move.

System besteht aus Software und elektronischer Sicherheitskarte

Während Lichtvorhänge und Scanner die Arbeit des Schmieds an der Presse absichern, regelt und überwacht die Software die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter. Safe-Move nutzt die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der redundanten software- und elektronikbasierten Sicherheitstechnik und ermöglicht so sichere und vorhersagbare Roboterbewegungen. Roboter und Bediener müssen nicht mehr vollständig getrennt werden.

Das System besteht aus Software und elektronischer Sicherheitskarte und unterstützt das Überwachen der Roboterposition in definierten Aufenthaltsbereichen. Für Roboter und Mensch lassen sich virtuelle Arbeitsräume definieren, innerhalb derer sich der Roboter bewegen darf oder nicht bewegen darf. Bezogen auf die Mensch-Roboter-Kooperation bedeutet das aber auch, dass der Mensch in definierte Bereiche des Schutzfeldes hineinreichen kann.

In diesen Bereichen bewegt sich der Roboter mit reduzierter Geschwindigkeit, das heißt, die Geschwindigkeit ist nur so hoch, dass der Roboter jederzeit abbremsen kann, ohne den erlaubten Arbeitsraum zu verlassen.

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