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Cobots absichern mit dem konfigurierbaren Sicherheitssystem PSRmodular

Sicher arbeiten Hand in Hand:
Cobots setzen auf Sicherheitssystem von Phoenix Contact

Kollaborierende Roboter zeichnen sich durch viele Vorzüge aus: So ermöglichen sie beispielsweise das direkte Interagieren von Menschen und Robotern ohne störende Schutzeinrichtungen. Doch ohne funktionale Sicherheit geht es nicht. Daher kommt bei Dahl Automation das konfigurierbare Sicherheitssystem PSRmodular von Phoenix Contact zum Einsatz.

Carsten Gregorius, Manager Strategic Product Marketing – Safety, im Geschäftsbereich Automation Infrastructure, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont

Inhaltsverzeichnis
1. Verschiedene Absicherungsmöglichkeiten
2. Einfaches Handling
3. Umfangreiche Funktions- und Diagnosemöglichkeiten
4. Komplettlösung für den Schaltschrank

Die Bezeichnung Cobot, die sich aus den beiden englischen Wörtern Collaboration und Robot zusammensetzt, bezeichnet Robotersysteme, die für ein direktes Zusammenwirken mit dem Menschen konzipiert worden sind. Insbesondere wenn sich Mensch und Roboter einen gemeinsamen Arbeitsraum ganz ohne Schutzeinrichtungen teilen, ist von Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) die Rede. Dabei handelt es sich um den Arbeitsschwerpunkt der Dahl Automation GmbH. Mit rund 30 Mitarbeitern am Standort in Meinerzhagen fungiert das Unternehmen innerhalb des Hahn Robotics Network als Kompetenzzentrum für kollaborierende Robotik und Intralogistik. Die Hahn Group wird durch ein Netzwerk aus Unternehmen für die industrielle Automatisierung, Roboterlösungen sowie fahrerlose Transportsysteme (FTS) gebildet. Sie beschäftigt etwa 1700 Mitarbeitende an 27 Standorten.

Das Portfolio von Dahl Automation beinhaltet den Vertrieb und die Integration von Cobot-Technologie unter Verwendung von Industrierobotern namhafter Hersteller wie Doosan, Fanuc und Kuka sowie dem dänischen Anbieter Universal Robots A/S. „Die typischen Anwendungsbereiche der Cobots, die für Traglasten bis 20 kg ausgelegt sind, umfassen Palettier- und Handlingaufgaben, wie sie im Bereich Food & Beverage oder Medicals vorkommen“, berichtet Nico Hackmann, Sales & Business Development Manager bei Hahn Robotics Network. „Zu den wesentlichen Vorteilen von Cobots gegenüber konventionellen Robotern zählen Platzersparnis, einfaches Handling aufgrund des geringen Eigengewichts sowie die aus dem fehlenden Schutzzaun resultierende Mobilität“, erklärt er die große Nachfrage nach den Cobots. „Das ist zum Beispiel gerade unter Hygiene-Gesichtspunkten ein wichtiger Aspekt. Der Cobot lässt sich problemlos zur Seite bewegen, um eine optimale Reinigung der Bodenflächen sicherzustellen.“ Ein weiterer Nutzen ergibt sich aus dem intuitiv zu handhabenden Bediener-Interface, über das die Cobots einfach in den Produktionsprozess eingebunden werden können.

Verschiedene Absicherungsmöglichkeiten

Durch die direkte Interaktion spielt das Thema Maschinensicherheit bei Cobot-Applikationen eine große Rolle. Als Einzelkomponente fallen Roboter unter den Anwendungsbereich der Maschinenrichtlinie sowie der Norm EN 10218-1. Aus der Risikobeurteilung leiten sich unterschiedliche Möglichkeiten zur Absicherung eines Cobots ab: Die sichere Leistungs- und Kraftbegrenzung leitet den sicheren Halt ein, wenn die beweglichen Teile des Roboters bei einem Kontakt über einem für den Bediener potenziell gefährlichen Grenzwert für Kraft oder Druck liegen. Hierzu enthält die technische Spezifikation ISO/TS 15066 wesentliche Referenzwerte, die im Rahmen von begleitenden Typprüfungen mit unabhängigen Prüforganisationen – wie dem Institut für Arbeitsschutz (IFA) oder der Berufsgenossenschaft – nachzuweisen sind. Sicherheitsrelevante Steuerkreise müssen den Anforderungen gemäß PL d (Kategorie 3) entsprechen. Ein Hauptgefahrbereich ist der Greifer, der durch eine umlaufende Schaltleiste abgesichert wird. Kanten an Roboterarmen werden dagegen zusätzlich mit passiven Schutzelementen versehen.

Frühzeitig mit dem Nachfolger der Maschinenrichtlinie auseinandersetzen

Eine andere Möglichkeit zur Risikominderung betrifft die Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung, wobei der Roboter seine Bewegung bei einer Annäherung durch den Bediener auf einen unkritischen Wert verlangsamt und erst wieder beschleunigt, wenn die Person den Gefahrenbereich verlassen hat. Dazu kommt eine Vielzahl verschiedener Sensoren zum Einsatz – beispielsweise Bumper, Schaltleisten, Laserscanner oder klassische Not-Halt-Befehlseinrichtungen – die sicherheitsgerichtet logisch verknüpft werden müssen.

Einfaches Handling

Mit dem modularen Sicherheitssystem PSRmodular von Phoenix Contact lassen sich Applikationen bis PL e (EN ISO 13849) sowie SIL 3 (IEC 61508 respektive EN 62061) realisieren. Das umfangreiche Portfolio beinhaltet unterschiedliche Funktionsmodule, die auf dem bewährten Gehäusekonzept MEmax basieren und eine Baubreite von lediglich 22,5 mm aufweisen. Die Module sind wahlweise mit Schraub- oder Push-in-Anschlusstechnik erhältlich, weshalb sich die Inbetriebnahmezeiten wegen der werkzeuglosen Installation verkürzen. Das Herzstück des Systems bilden zwei verschieden leistungsfähige Basismodule, die sicherheitstechnisch miteinander kommunizieren können. „Uns hat insbesondere das einfache Handling von PSRmodular überzeugt“, äußert sich Nico Hackmann zu den Vorteilen der Lösung. „Bei Bedarf lässt sich das System flexibel an die jeweilige Applikation anpassen und erweitern.“ Dabei eignet sich PSRmodular sowohl für Kleinstanwendungen ab drei Sicherheitsfunktionen bis hin zu Applikationen mit 160 sicheren I/Os in einer Station.

Umfangreiche Funktions- und Diagnosemöglichkeiten

Neben dem Monitoring von klassischen digitalen Signalen stehen Module zur sicheren Bewegungsüberwachung zur Verfügung, die unterschiedliche Gebersignale wie Näherungsschalter, TTL, HTL oder Sin/Cos auswerten können. Die Funktionsbaustein-Bibliothek umfasst hier Sicherheitsfunktionen gemäß IEC 61800-5-2, zum Beispiel sicherer Betriebshalt (SOS), sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS), sicherer Geschwindigkeitsbereich (SSR) oder sichere Bewegungsrichtung (SDI). So lässt sich beispielsweise die Geschwindigkeit bei fahrerlosen Transportsystemen in Abhängigkeit des zu überwachenden Schutzbereichs kontrollieren.

Die Konfiguration der Module erfolgt über die intuitiv handhabbare Software PSRmodular, die umfangreiche Funktions- und Diagnosemöglichkeiten bietet. Nach der Erstellung des grafischen Schaltplans wird die Konfiguration direkt per USB-Verbindung auf das Modul geladen. Alternativ kann ein vorkonfigurierter Speicherbaustein aufgesteckt werden, sodass etwa bei Serienmaschinen eine schnelle Inbetriebnahme selbst ohne Notebook möglich ist. Während der Maschinenabnahme unterstützt die integrierte Berichtsfunktion bei der individuellen Berechnung der Reaktionszeit. Zur Weiterleitung der Prozessdaten stehen alle gängigen Busprotokolle wie Profinet, Ethernet/IP, Modbus TCP oder Ethercat zur Verfügung. Aufgrund der Diagnosemöglichkeit der Funktionsbausteine kann der Bediener Anlagenstillstände eindeutig und schnell lokalisieren. (ge)

Weitere Details zur Sicherheitstechnik:

http://hier.pro/YLRLi

Kontakt:
Phoenix Contact Deutschland GmbH
Flachsmarktstraße 8
32825 Blomberg
Tel. +49 5235/3-12000
info@phoenixcontact.de
www.phoenixcontact.de


Von der Projektierung und Beschaffung über die Installation und Inbetriebnahme bis zum Betrieb vereinfacht Complete line die Prozesse im Schaltschrankbau.
Bild: Phoenix Contact

h3 id=“4″ class=“anchor“>Komplettlösung für den Schaltschrank

Die Produktfamilien PSRmodular und PSRmini sind Bestandteil von Complete line. Dabei handelt es sich um ein System aus aufeinander abgestimmten Hard- und Softwareprodukten, Dienstleistungen und Systemlösungen für die Optimierung der Prozesse im Schaltschrankbau. Zum Complete-line-Portfolio gehören neben der funktionalen Sicherheitstechnik auch Steuerungen und I/O-Systeme, Stromversorgungen und Geräteschutzschalter, Reihenklemmen und Verteilerblöcke, Relaismodule und Motorstarter, Trennverstärker, Überspannungsschutz sowie schwere Steckverbinder.

Complete line zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

  • intuitive Handhabung durch einheitliches Design, Haptik und Funktion
  • weniger Zeitbedarf während des gesamten Engineering-Prozesses aufgrund einer durchgängigen Software-Unterstützung
  • reduzierte Lagerkosten durch standardisiertes Zubehör und geringe Teilevielfalt
  • verbesserte Prozesse im Schaltschrankbau aufgrund individueller Serviceleistungen und innovativer Fertigungslösungen
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So war das mit den Messen vor dem Auftauchen des Coronavirus: Blicken Sie mit uns zurück auf die SPS in Nürnberg...

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