Suchen

FTS Nachweise, die für den Export von FTS erforderlich sind

Autor / Redakteur: Werner Varro / Mag. Victoria Sonnenberg

Fahrerlose Transportsysteme  Wer fahrerlose Transportsysteme (FTS) exportiert, muss unterschiedlichste Nachweise erbringen. TÜV Süd zeigt das am Beispiel eines führenden Robotikunternehmens und eines voll integrierten Materialbeschickers.

Firmen zum Thema

Zum Gesamtsystem FTS gehören neben den Fahrzeugen selbst auch Datenschnittstellen, die Positionserfassung, die Leitsteuerung und Ladestationen.
Zum Gesamtsystem FTS gehören neben den Fahrzeugen selbst auch Datenschnittstellen, die Positionserfassung, die Leitsteuerung und Ladestationen.
(Bild: Smart Factory)

Immer mehr Unternehmen transportieren Waren und Material in der Produktion und auf ihrem Betriebsgelände mit sogenannten fahrerlosen Transportsystemen (FTS) beziehungsweise Autonomous Guided Vehicles (AGV). Zum Gesamtsystem gehören neben den Fahrzeugen selbst auch Datenschnittstellen, die Positionserfassung, die Leitsteuerung oder die Peripherie wie Ladestationen. Während die EU die Richtlinien und Normen für die Sicherheit und Funktionalität der fahrerlosen Transportsysteme weitgehend harmonisiert hat, unterscheiden sich beispielsweise die Anforderungen in den USA, Kanada, Russland oder China mitunter deutlich. Gemein ist den Normen, dass sie den Fokus auf die Anforderungen des Fahrzeugs legen – nicht auf die spezifische Anwendung.

Risiken und Gefahren von FTS, die Normen und Standards nicht explizit abbilden, müssen zusätzlich betrachtet werden. Ein wichtiger Aspekt sind die Sicherheitsfelder, die mithilfe von Sensoren um das Fahrzeug geschaffen werden, um Kollisionen mit Personen und Hindernissen zu vermeiden. Fehler bei der dynamischen Parametrierung oder dem kontinuierlichen Anpassen und Umschalten der Felder sind besonders kritisch, wenn Personen in den Transportbereich kommen können. Weitere Punkte betreffen das Ladekonzept, die Batterieeigenschaften oder die Integration von Applikationen wie der Positions- und Lageerkennung.

Bildergalerie

Ein führender Hersteller von Robotertechnik beauftragt TÜV Süd Product Service seit fünf Jahren wiederkehrend mit der Qualifizierung und Zertifizierung verschiedener Produktserien sowie Fertigungsstätten an internationalen Standorten.

Geprüft werden neben AGV auch Leichtbauroboter-Baureihen – unter anderem für medizinische Anwendungen. Aktuell stehen mobile Roboter und die Integration von Roboteranlagen im Fokus. Zielmärkte waren und sind neben der EU vor allem Nordamerika, China und Russland. Um das Sicherheitsniveau der Produkte zu erhöhen und den Marktzugang für den Hersteller zu beschleunigen, wurden einige Schlüssellieferanten in den Zertifizierungsprozess einbezogen – von der Spezifikation über die Produktprüfung bis hin zur Überwachung der Fertigungsstätten.

Anforderungen an das Endprodukt wurden dabei mit den Anforderungen an dessen Komponenten und Subsysteme abgeglichen. Für den Antrieb mit Frequenzumrichter und Motor kamen beispielsweise die internationalen Normen IEC 61800 und UL 61800 zum Tragen. Die Normen beziehen sich auf Antriebe mit variabler Drehzahl und definieren die Anforderungen an deren elektrische und funktionale Sicherheit sowie elektromagnetische Verträglichkeit.

Standardisiertes Verfahren für die Werksinspektion

Im vorliegenden Fall haben die Experten auch eine chinesische Fertigungsstätte für Antriebe mit Frequenzumrichter und Motor qualifiziert. Das geschah nach einem international standardisierten Verfahren für die Werksinspektion. Die Ergebnisse werden im sogenannten CIG 23 Factory Inspection Report im Rahmen des European Certification System dokumentiert.

Ziel der Qualifizierung war, eine einheitliche Produktqualität an den unterschiedlichen Standorten sicherzustellen. Etwaige Toleranzen wurden auf einen Referenzantrieb mit definierten Eigenschaften bezogen und beurteilt. Innerhalb von vier Monaten hat TÜV Süd Product Service sowohl angekündigte als auch unangekündigte Inspektionen vorgenommen und dokumentiert. Dabei kamen die Produktionsanlagen und die gefertigten Systeme in den Blick.

Wichtige Aspekte der Qualifizierung waren die vorliegenden Informationen zu Produktionsanlagen, die verbauten Komponenten, die Kabelführungen und abgezäunte Industrieroboter oder die Kennzeichnung von Bereichen mit Hochspannung bei Steuereinheiten. Bei den Motoren wurden vor allem Checklisten für die Qualitätskontrolle der Antriebe genauer betrachtet, aber auch die Farbmuster für den Abgleich mit dem Endprodukt. Darüber hinaus prüften die Experten von TÜV Süd Product Service unter anderem, ob das Schutzleitersystem den Anforderungen der Normen entspricht, zum Beispiel Leiterquerschnitte, zulässige Drehmomente für die Befestigung der Schutzleiter, Schrauben- und Bolzendurchmesser et cetera.

Faktoren für eine erfolgreiche Zertifizierung

Erfahrung vor Ort verbunden mit der Kenntnis der landesspezifischen gesetzlichen Regelungen sind für eine erfolgreiche Zertifizierung unverzichtbar. Der Hersteller von Robotertechnik wollte seine Produkte beispielsweise nach Québec exportieren. Dafür mussten alle sicherheitsrelevanten Informationen auf Französisch vorliegen. Eine weitere Voraussetzung: Nur qualifizierte Personen dürfen die Transportsysteme installieren, betreiben sowie instand halten und warten. Auch müssen die Systeme mit einer bestimmten robusten und wartungsarmen Steuerung desselben Herstellers verbunden sein. In diesem Fall wurde das System erfolgreich für den Export nach Kanada zugelassen. Weitere Produkte befinden sich noch in der Prüfung.

Besonders interessante Fälle für den Nachweis der Sicherheitsanforderungen sind sogenannte voll integrierte Systeme, wie sie aktuell verschiedene Hersteller entwickeln und anbieten. Sie montieren kleine Roboter oder Roboterarme auf die fahrerlosen Transportsysteme, was unter anderem zum Beschicken von Maschinen dient. Die mobilen Materialroboter bieten ein Höchstmaß an Flexibilität. Diese ist etwa beim Betrieb von modularen Produktionsanlagen gefragt, die kontinuierlich ergänzt, erweitert oder umgebaut werden.

Allein für den europäischen Markt müssen voll integrierte Systeme eine Vielzahl an Normen erfüllen. Dazu zählen die EN ISO 12100, EN 1526, EN ISO 3691-1 und -4, EN 60204-1 sowie EN ISO 13849-1. Für den weltweiten Markt sind die ISO 3691-1 und -4, IEC 60204-1 und ISO 13849-1 maßgebend. Die UL 583, UL 3100, ULC 583, ANSI B 56.1 und ANSI B56.5 erfordert beispielsweise ein Export nach Nordamerika. Zum Teil betreffen unterschiedliche Normen dieselben Teile der Konstruktion oder die Normen und Komponenten lassen sich nicht immer trennscharf abgrenzen. Elektrische Komponenten werden etwa nach EN 1175 ausgelegt, die aber keine Funktionen für den fahrerlosen Betrieb umfasst. Letztere sind dann nach ISO 3691-4 und IEC 60204-1 zu planen.

Sicherheitsrelevant sind unter anderem Komponenten, die Energie speichern. Neben Batterien oder Ladevorrichtungen zählen hydraulische Systeme oder Federkraftbremsen dazu. Sie müssen so konstruiert sein, dass sie sich gefahrlos austauschen oder entfernen lassen. Automatische Ladesysteme sollten Konstrukteure so auslegen, dass sich die Anschlüsse automatisch deaktivieren und Strom nur dann fließt, wenn das FTS mit der Ladeeinheit verbunden ist.

Der Aufbau auf dem Transporter muss so ausgelegt sein, dass sich aufgenommene Lasten selbst bei einem Nothalt nicht unkontrolliert verschieben. Dafür genutzte Klemmen oder mechanische Verriegelungen dürfen wiederum keine Verletzungsrisiken darstellen. Sollte die Ladung dennoch so verrutscht sein, dass sie nicht mehr sicher transportiert werden kann, müssen Sensoren oder Kameras die Weiterfahrt unterbinden.

Die Prüfer ziehen auch die Umgebungsbedingungen heran – selbst wenn das System nur in Betriebshallen zum Einsatz kommt. Arbeitet es auch bei unterschiedlichem Luftdruck noch zuverlässig und bei den vor Ort herrschenden Durchschnittstemperaturen? Widersteht es mindestens eine Stunde lang auch erhöhten Temperaturen von bis zu 40 °C?

Für fahrerlose Transportsysteme gilt: Die vielfältigen länderspezifischen Normen und Standards wandeln sich ständig, halten aber nicht immer mit der dynamischen technologischen Entwicklung Schritt. Das führt dazu, dass nicht alle Risiken adressiert werden oder für neue Komponenten noch keine oder verschiedene Regelungen gelten. Hersteller und Entwickler, die sich frühzeitig an international aufgestellte Zertifizierer wenden, profitieren von dem Know-how bei Zulassung und Zertifizierung, einem höheren Sicherheitsniveau und damit einem erleichterten Marktzugang.

* Werner Varro ist Leiter Smart Automation bei der TÜV Süd Product Service GmbH in 80686 München, Tel. (0 89) 50 08 45 29, werner.varro@tuev-sued.de

(ID:45656353)