Schunk Mensch und Handhabungssystem kollaborieren unterbrechungsfrei

Redakteur: Mag. Victoria Sonnenberg

Vor einem Jahr hat Schunk das weltweit erste zertifizierte Safety Greifsystem präsentiert. Nun legt der Kompetenzführer für Spanntechnik und Greifsysteme nach und stellt für jede seiner drei Mechatroniksäulen entsprechende Safety-Konzepte vor. Das Ziel: auf effizientem Weg zu einer unterbrechungsfreien Kollaboration zwischen Mensch und Handhabungssystem.

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Mit dem EGP Safety, dem weltweit erste Performance-Level d/SIL3-zertifizierten, elektrischen Kleinteilegreifer mit richtungsunabhängiger Greifkraftsicherung am Markt, legt Schunk nun beim Kleinteilehandling nach.
Mit dem EGP Safety, dem weltweit erste Performance-Level d/SIL3-zertifizierten, elektrischen Kleinteilegreifer mit richtungsunabhängiger Greifkraftsicherung am Markt, legt Schunk nun beim Kleinteilehandling nach.
(Bild: Schunk)

Für Ralf Steinmann, Geschäftsbereichsleiter Greifsysteme bei Schunk, steht fest, dass sich die Mensch-Roboter-Kooperation mittel- und langfristig über den kompletten Produktionsprozess erstrecken wird. „Statt wie heute in mechanisch abgegrenzten Räumen nebeneinander zu agieren, arbeiten Menschen und Roboter künftig barrierefrei zusammen. Vor allem in der Montage wird die Zahl der kollaborierenden Systeme sprunghaft ansteigen“, so Steinmann. Wo Anlagen heute meist noch aufwendig in eine sichere Position gefahren werden müssen, um Fehlteile zu entnehmen, Teile nachzubestücken oder Störungen zu beheben, werden künftig lediglich die betroffenen Anlagenteile für den Moment des menschlichen Eingriffs verlangsamt beziehungsweise gestoppt. Sobald die Sicherheitszone wieder frei ist, kehrt die Anlage automatisch in den regulären Betriebsmodus zurück.

Safety-Module ermöglichen SLS, SOS und STO

Mit den nach DIN EN ISO 13849 zertifizierten Safety-Greifsystemen EGN und EZN hat Schunk bereits 2014 einen ersten Benchmark gesetzt. In Kombination mit dem Schunk-Regler-ECM und dem Schunk-Safety-Modul ECS ermöglichen die einbaufertigen Module die Funktionalitäten SLS, SOS und STO. Sie erfüllen Performance Level d sowie SIL 3. Im Zusammenspiel mit Trittmatten, Türschaltern, Lichtvorhängen oder 3D-Kameras zur Raumüberwachung können abgestufte Schutzzonen definiert werden, ohne dass der Produktionsprozess bei zu engem Mensch-Maschinen-Kontakt durch Notabschaltungen komplett unterbrochen wird. Stattdessen gehen die Greifer je nach aktivierter Schutzzone entweder in eine sicher limitierte Geschwindigkeit oder in einen sicheren Betriebshalt.

Neuartige Szenarien in der unmittelbaren Mensch-Maschinen-Kooperation

Im Vergleich zu den am Markt vorhandenen Lösungen werden die beiden Safety-Greifsysteme auch im sicheren Betriebshalt kontinuierlich bestromt, so dass gegriffene Teile auch ohne mechanische Greifkrafterhaltung zuverlässig gehalten werden. Sobald die Schutzzone wieder freigegeben ist, schalten die Greifer verzögerungsfrei und ohne dass die Anlage neu angefahren werden muss unmittelbar in den regulären Betriebsmodus zurück. Auf diese Weise werden neuartige Szenarien der unmittelbaren Mensch-Maschinen-Kooperation ermöglicht. Greifkraft, Geschwindigkeit und Fingerposition lassen sich bei den Modulen im laufenden Handhabungsprozess flexibel regeln und steuern. Ein direkt an den Motor angeschlossener Resolver fragt die Position des Servomotors kontinuierlich ab und ermöglicht eine exakte Positionierung der Greiferfinger.

Die Ansteuerung des EGN/EZN erfolgt über den mit Normstecktechnik ausgestatteten Regler Schunk ECM wahlweise über Profibus (bis 12 Mbit/s) oder CAN-Bus (bis 1 Mbit/s). Dieser ermöglicht eine sehr einfache Inbetriebnahme und Parametrierung via PC, USB-Stick oder Drehcodierschalter. Um die zertifizierten Funktionalitäten SLS, SOS und STO zu nutzen, werden der Greifer und der Regler um das Schunk Safety-Modul ECS ergänzt, das wiederum den Resolver abfragt. Hierfür sind am Greifer keinerlei Umbauten erforderlich. Modular aufgebaut kann auch die Safety-Funktionalität jederzeit nachgerüstet werden. Je nach Baugröße sind Greifkräfte bis 1000 N möglich.

Komplette Anlagenstillstände auf ein Minimum reduzieren

Mit dem Schunk EGP Safety, dem weltweit erste Performance-Level d/SIL3-zertifizierten, elektrischen Kleinteilegreifer mit richtungsunabhängiger Greifkraftsicherung am Markt, legt das innovative Familienunternehmen nun beim Kleinteilehandling nach. Gerade bei komplexen Montageanlagen sollen komplette Anlagenstillstände künftig auf ein Minimum reduziert werden, so das Ziel. Stattdessen gehen im Augenblick des manuellen Eingriffs einzelne Stationen in den sicheren Stopp (SOS). Dabei bleiben die Teile zuverlässig gegriffen, egal ob von innen oder von außen.

Im Idealfall springen in der Zwischenzeit andere, redundant ausgelegte Stationen ein und übernehmen die anfallenden Aufgaben. Sobald die Sicherheitszone wieder freigegeben ist, schaltet der Greifer verzögerungsfrei und ohne dass die Anlage neu betätigt werden muss in den regulären Betriebsmodus zurück. Angesteuert wird der Schunk EGP Safety über ein PILZ Sicherheitsschaltgerät PNOZmulti. Die Abfrage erfolgt über vier induktive Näherungsschalter. Mit dieser zum Patent angemeldeten Lösung setzt Schunk erneut Maßstäbe, denn die Kombination aus redundanter Abfrage und Sicherheitsmodul schafft auf effizientem Weg die Voraussetzungen für sicheres Greifen und für eine sichere Momentenabschaltung. Damit fügt sich der EGP Safety vollständig in die Säule der 'alternativen' mechatronischen Module von Schunk ein, die auf einfachem Weg 1:1 als Pneumatikersatz genutzt werden können. Auch in der Safety Version ist der Schunk EGP weder intern noch extern auf einen Regler angewiesen. Das Sicherheitsschaltgerät wird einfach im Schaltschrank platziert und mit dem Sensorverteiler verbunden.

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