Das Safety Greifsystem garantiert mit den FunktionenSLS, SOS und STO Personensicherheit bis Performance Level d und SIL3.

Das Safety Greifsystem garantiert mit den FunktionenSLS, SOS und STO Personensicherheit bis Performance Level d und SIL3.Schunk

Das laut Schunk weltweit erste zertifizierte Safety Greifsystem ermöglicht eine sichere Mensch-Maschine-Kollaboration, ohne dass der Produktionsprozess bei einem zu engen Kontakt durch eine Notabschaltung komplett unterbrochen werden muss. Dazu wurden die Safety-Funktionen Safely-Limited Speed (SLS), Safe Operating Stop (SOS) und Safe Torque Off (STO) in die nach DIN EN ISO 13849 zertifizierten Greifer-Module EGN und EZN integriert. In Kombination mit dem Regler ECM und dem Safety-Modul erfüllen die einbaufertigen Greifsysteme Performance Level d sowie SIL3.

Im Zusammenspiel mit Trittmatten, Türschaltern, Lichtvor-hängen oder 3D-Kameras zur Raumüberwachung ist es mit den Safety-Greifsystemen erstmals möglich, abgestufte Schutzzonen zu definieren, die Personen betreten können, ohne dass der Produktionsprozess bei einem zu engen Mensch-Maschine-Kontakt durch Notabschaltungen komplett unterbrochen werden muss.

In Verbindung mit Trittmatten, Lichtvorhängen oder 3D-Kameras zur Raumüberwachung gewährleistet das Safety Greifsystem einen sicheren Betriebszustand.

In Verbindung mit Trittmatten, Lichtvorhängen oder 3D-Kameras zur Raumüberwachung gewährleistet das Safety Greifsystem einen sicheren Betriebszustand.Schunk

Stattdessen gehen die Greifer je nach aktivierter Schutzzone entweder in eine sicher limitierte Geschwindigkeit (SLS) oder in einen sicheren Betriebshalt (SOS). Im Gegensatz zu anderen Lösungen wird das Safety-Greifsystem auch im sicheren Betriebshalt kontinuierlich bestromt, so dass gegriffene Teile auch ohne mechanische Greifkraft-Erhaltung zuverlässig gehalten werden. Sobald die Schutzzone wieder freigegeben ist, schaltet der Greifer verzögerungsfrei und unmittelbar in den regulären Betriebsmodus zurück. Dies ermöglicht neuartige Szenarien für die Mensch-Maschine-Kooperation.

Das Programm der mechatronischen Zwei-Finger Parallel- beziehungsweise Drei-Finger-Zentrischgreifer (EGN/EZN) deckt ein breites Spektrum an Anwendungen ab. Greifkraft, Geschwindigkeit und Fingerposition sind im laufenden Handhabungsprozess flexibel zu regeln und zu steuern. Da sich die Greiferfinger bereits während des Verfahrens vorpositionieren lassen, können besonders kurze Taktzeiten realisiert werden. Sämtliche Module verfügen über die patentierte Vielzahnführung: mehrere, parallel angeordnete Prismenführungen ermöglichen die Aufnahme großer Momente bei geringem Verschleiß und Führungsspiel. Je nach Baugröße erzeugen die Mechatronikmodule Greifkräfte bis 1.000 N.

Safety-Funktionalität auch nachrüstbar

Neben der Basisversion gibt es die mechatronischen Universalgreifer auch für staubige, feuchte, oder ätzende Umgebungen. Passend zur Anwendung stehen schleppketten- oder robotertaugliche Kabelsätze in unterschiedlichen Längen zur Verfügung. Als Antrieb dient ein bürstenloser Servomotor, dessen Drehbewegungen über eine Spindelmutter in die erforderliche Hubbewegung umgesetzt wird. Ein am Motor angeschlossener Resolver ermöglicht die Positionierung der Greiferfinger. Die Ansteuerung des EGN/EZN erfolgt über den Regler wahlweise über Profibus (bis 12 Mbit/s) oder CAN (bis 1 Mbit/s). Um die zertifizierten Funktionen SLS, SOS und STO nutzen zu können, ist ein Safety-Modul notwendig, das den Resolver ausliest und mit den Positionswerten des ECM vergleicht. Hierfür sind am Greifer keinerlei Umbauten erforderlich. Modular aufgebaut kann auch die Safety-Funktion jederzeit nachgerüstet werden.

Robotik: Raus aus dem Zwinger

Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration verlangt eine Betrachtung aller Komponenten und eine komplette Über-wachung, von Roboter per Kollissionserkennung, über die Zutrittsüberwachung und Annäherung bis hin zum Handlingsystem und dem Werkzeug am Tool Center

Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration verlangt eine Betrachtung aller Komponenten und eine komplette Über-wachung, von Roboter per Kollissionserkennung, über die Zutrittsüberwachung und Annäherung bis hin zum Handlingsystem und dem Werkzeug am Tool Center Pilz

Einen ähnlichen Ansatz zur Mensch-Maschine-Kooperation verfolgt die Firma Pilz: Die Effizienz von Roboterapplikationen steigt, je enger Mensch und Maschine zusammenarbeiten können. Gleichzeitig stellt dies jedoch höhere Anforderungen an die Sicherheit. Dabei erfordert jede Applikation eine eigene sicherheitstechnische Betrachtung. Für den Nachweis des Sicherheitsniveaus muss die komplette Sicherheitsfunktion, vom Sensor über die Logik bis hin zum Aktor, betrachtet werden. Das Unternehmen Pilz unterstützt Anwender bei der Realisierung solcher kooperativen Produktionsprozesse, von der Prozessanalyse über die Risikobeurteilung bis hin zur CE-Kennzeichnung. Um Roboter ‘safe‘ zu machen, sind sichere Steuerungssysteme und sichere Sensorik notwendig, beispielsweise das 3D-Kamerasystem Safety-Eye, mit dem sich Arbeitsbereiche, in denen Mensch und Maschine kollaborieren, auch ohne trennende Schutzeinrichtungen sicher überwachen lassen.

Damit Mensch und Roboter künftig noch enger und noch sicherer interagieren können forscht Pilz zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und Automatisierung (IFF) in Magdeburg an taktilen Sensorsystemen für die sichere Kollisionserkennung.

Greifen und Schwenken auf engem Raum

Laut Schunk die kompakteste elektrische Greif-Schwenkeinheit der Welt: EGS

Laut Schunk die kompakteste elektrische Greif-Schwenkeinheit der Welt: EGSSchunk

Die elektrische Greif-Schwenkeinheit EGS kombiniert elektrisches Greifen und Schwenken in einem Gehäuse. Das Modul ermöglicht laut Schunk den Weg zu pneumatikfreien Anlagen. Eine patentierte Kopplung des Greif- und Schwenkgetriebes ermöglicht Endlosdrehungen ohne eine elektrische Schleifdurchführung. Da das Modul ausschließlich mit bürstenlosen und damit verschleißfreien DC-Motoren ausgestattet ist und komplett ohne bewegte Kabel, Schleifringe oder Stoßdämpfer auskommt, erhöht es die Prozess-Stabilität und Verfügbarkeit von Montageanlagen. Spielfrei vorgespannte Kreuzrollenführungen sorgen für ein präzises Greifen und nahezu konstante Greifkräfte über die gesamte Fingerlänge.

Sowohl Drehwinkel als auch Greifkraft lassen sich unabhängig voneinander am Modul einstellen. Eine Positionsababfrage ist über induktive Näherungsschalter möglich. Angesteuert wird das Modul über I/Os oder einen Feldbusverteiler. Externe Regler oder eine zusätzliche Programmierung entfallen, da die komplette Regelungs- und Leistungselektronik zur Ansteuerung der Motoren in das Modul integriert wurde. Die Greif-Schwenkeinheit misst 58  mal 45 mal 89 mm; kaum größer als eine Zigarettenschachtel. Sie erreicht ein Drehmoment von 0,04 Nm und einen Drehwinkel zwischen 40 und 320°. Die Greifkraft beträgt 30 N, der Hub je Backe 3 mm. Die Schwenkzeit beträgt 0,18 s für 180°, die Greifzeit 0,05 s.