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f+h fördern und heben 3/2019

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f+h fördern und heben 3/2019

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 01 02 01 Mit der Plattform „rob@work“ können Firmen Einsatzszenarien für einen mobilen Manipulator konzipieren und testen 02 Mobile Systeme erleichtern den automatisierten Materialfluss in der Intralogistik 03 Auch für die Krankenhauslogistik, hier z. B. für das Zusammenstellen von Pflegeutensilien, lassen sich mobile Manipulatoren nutzen 04 Das Fraunhofer IPA hat einen Kommissionierroboter entwickelt und prototypisch getestet, der Waren gemäß einer Kundenbestellung in Regalen erkennen, sie entnehmen und packen kann in der Mitte 2019 erscheinenden ISO 3691-4 international angeglichen. Die neue Norm stellt ähnliche Anforderungen an den Personenschutz, bietet aber zusätzliche Hinweise zur Umsetzung von Betriebsbereichen und nach Umgebung abgestuften Höchstgeschwindigkeiten. Darüber hinaus werden Anforderungen für die Gestaltung von z. B. Rollenbahnen auf dem Fahrzeug definiert. 04 SICHERE MANIPULATION Für den Manipulator gilt die ISO 10218 – Sicherheitsanforderungen für Industrieroboter. Ursprünglich wurde diese Norm ausschließlich für stationäre Manipulatoren konzipiert. Sie gilt aber ausdrücklich auch für manipulierende Teile mobiler Roboter, jedoch ohne auf das Zusammenspiel des Manipulators mit der Plattform einzugehen. Die für stationäre Roboter übliche Absicherung wie eine (teilweise) Einhausung oder das Einrichten stationärer Sicherheitssensorik sind nur bedingt umsetzbar, da sich das mobile System aufgrund der wechselnden Örtlichkeit schwer auf die gleichen räumlichen Grenzen an jedem Standort einschränken kann. Spezifische Vorgaben aus der ISO/TS 15066, die Sicherheits vorgaben für die MRK macht, lassen sich jedoch auch für mobile Manipulatoren direkt umsetzen. Wenn es z. B. darum geht, welche Kontaktkraft dem Menschen bei einer ungewollten Berührung zuzumuten ist, sind Vorgaben zu diesen Grenzen universal und unabhängig von der Art des Roboters gültig. Für den Anwender gilt jedoch, dass er den Einfluss einer möglichen Bewegung der Plattform auf die gefahrbringende Bewegung des Roboters berück sichtigen muss. Das heißt z. B., dass Plattform und Manipulator Geschwindigkeiten und Positionen des mobilen Ma- 18 f+h 2019/03 www.foerdern-und-heben.de

WIR 03 nipulators beeinflussen. Konkret: Die Geschwindigkeiten können sich addieren und die Freiheitsgrade erhöhen sich. Die Absicherung mobiler Manipulatoren in Produktion und Logistik erfordert also Wissen über das eingesetzte System und dessen Steuerungsabläufe. Es gibt keine einheitliche Umsetzungsvorgabe, sondern jedes System erfordert ein eigenes Sicherheitskonzept. Hersteller und Anwender müssen sich hinsichtlich der technischen Möglichkeiten und Grenzen und damit verbundenen Gefährdungen informieren, zumal diese von der Anwendung abhängen. Das Fraunhofer IPA hat bereits zahlreiche mobile Manipulatoren konzipiert und sicherheitskonform umgesetzt. Erfahrungsgemäß eignen sich zwei Varianten. BEWEGEN ZUKUNFT ZWEI BEISPIELHAFTE SICHERHEITSKONZEPTE So ist es erstens möglich, mobile Plattform und Manipulator wie zwei getrennte Systeme zu behandeln. Dann darf nur eines von beiden aktiv sein und dieses wird entsprechend der vorhandenen Norm abgesichert. Für die mobile Plattform genügen geringfügig über Bodenhöhe installierte Laserscanner mit kleinen Schutzfeldern. Dort, wo der Manipulator aktiv sein darf, können Teilbereiche durch Zäune oder feststehende Lichtschranken abgesperrt sein. Andere Teilbereiche kann wiederum die Sensorik der mobilen Plattform überwachen. Technologien müssen jedoch sicherstellen, dass die Plattform an der Zielposition steht, z. B. sichere, berührungslos arbeitende Schalter. Nur dort darf der Arm freigeschaltet werden. Wenn zweitens Plattform und Manipulator gleichzeitig aktiv sein sollen, muss die Plattform die komplette Sicherheitssensorik mitführen. Das sind z. B. zusätzliche Laserscanner, die auch den Arbeitsraum des Manipulators überwachen. In der Risikoanalyse ist dann u. a. zu beachten, dass ein über die Plattform herausstehender Manipulator für zusätzliches Kollisionspotenzial sorgt. BERATUNG UND GREMIENARBEIT Ein Spezialfall mobiler Manipulatoren ist bereits durch die Norm ISO 13482 adressiert: der persönliche Assistenzroboter. Die ISO-Norm macht für diesen Vorgaben zur Mobilität und zur Manipulation. Allerdings haben diese Vorgaben keine Gültigkeit für den gewerblichen Kontext in Produktion oder Logistik. Zukünftig soll das Thema mobile Robotik verstärkt in den Sicherheitsstandards der Industrierobotik behandelt werden, um die Grenzen, die die Systeme in ihrem Einsatz schon überwunden haben, auch in den entsprechenden Regelwerken zu vereinen. Das Fraunhofer IPA bietet schon jetzt eine umfassende Beratung zur sicheren Gestaltung von mobilen Manipulatoren an. Fotos: Fraunhofer IPA, Rainer Bez Autoren: Dipl.-Ing. Theo Jacobs und Dr.-Ing. Susanne Oberer-Treitz sind Projektleiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart www.ipa.fraunhofer.de www.torwegge.de

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