Sicherheitslösung für einen mobil einsetzbaren Schwerlastroboter

Sofort einsatzbereit: Mit einem Flurförderzeug wird der mobile Roboter von OpiFlex in einer Produktion zur passenden Arbeitsstation gefahren, dort fest an einer vorher installierten Plattform angedockt und eingesteckt. Sick

„Gemeinsam mit Sick haben wir die Herausforderung gemeistert, Automatisierung für kleine Losgrößen bei hohem Produktionsvolumen möglich zu machen“, sagt OpiFlex-Geschäftsführer Johan Frisk. Dabei war ihm eine Lösung ohne Zaun sehr wichtig, da diese den Kunden sehr viel mehr Flexibilität ermöglicht. Gerade kleine und mittelständische Unternehmen (KMUs) möchten kleine Serien automatisiert produzieren, was bisher mit fest installierten und damit weniger flexiblen Roboterzellen schwierig war. Die mobilen Roboterzellen ohne Schutzzaun von OpiFlex und die einfachen Roboterprogrammierung ermöglichen diese Art der Automatisierung: Mit einem Gabelstapler, Hubwagen oder fahrerlosen Transportfahrzeug wird der mobile Roboter von OpiFlex in einer Produktion zur passenden Arbeitsstation gefahren, dort fest an einer vorher installierten Plattform angedockt, eingesteckt und ist sofort einsatzbereit. (Hier geht es zum Video)

Sichere Robotik

Zwei Sicherheits-Laserscanner S300 Mini Remote ermöglichen den Betrieb bei voller Geschwindigkeit, weil sie Personen rund um die Station erkennen. Sick

Im Einsatz sind dabei zwei Sicherheits-Laserscanner S300 Mini Remote von Sick, die fest auf der mobilen Roboterzelle verbaut sind und an den jeweiligen Einsatzorten Personen im Umfeld der Station erkennen. „Das ermöglicht uns, große Roboter zu bewegen und bei voller Geschwindigkeit laufen zu lassen“, sagt Frisk. Denn nähert sich eine Person dem Roboter, schickt der Sicherheits-Laserscanner ein Signal an die Sicherheitssteuerung Flexi Soft und der Roboter reduziert zunächst seine Geschwindigkeit. Erst wenn die Person in die Sicherheitszone tritt, stoppt der Roboter. Dadurch steigt die Produktivität, weil der Roboter nicht immer komplett anhält, sofern sich jemand nähert. Außerdem sichert die Sicherheitssteuerung den Robotergreifer ab und hält den Roboter an, sobald der Roboter Teile verlieren könnte und damit seine Umgebung gefährdet.

Des Weiteren prüft die Sicherheitslösung, ob die ortsflexible Roboterzelle fest in der jeweiligen Andockstation verankert ist, wenn der Roboter an eine andere Position gefahren wird. „Das Innovative an unserer Lösung ist, dass sie einfach zu integrieren ist. Es ist alles da. Man nimmt den Roboter, platziert ihn an der richtigen Stelle und alles ist sofort abgesichert“, sagt Ake Tornros, Product Manager Safety Systems von Sick in Varby, Schweden.

Gegen alle Bedenken

Am Anfang begegnete Johan Frisk und seinem Team von OpiFlex vor allem Skepsis. „Wir hatten diese innovative Idee, eine mobile Lösung ohne Schutzzaun für einen großen Roboter zu entwickeln, und zuerst haben uns die Leute gesagt: ,Das ist nicht möglich. Ihr werdet die Sicherheitsvorschriften damit nicht erfüllen‘“, beschreibt Frisk die Herausforderungen. Doch die OpiFlex-Tüftler wollten so schnell nicht aufgeben und nahmen Kontakt zu den Sicherheitsexperten auf und erarbeiteten gemeinsam mit diesen das passende Konzept.

„Sie haben uns in einigen Workshops geholfen, mögliche Risiken zu identifizieren“, sagt Frisk. Teil der Unterstützung waren unter anderem die Risikobeurteilung, Beratung sowie die Unterstützung beim Sicherheitskonzept für die mobile Roboterzelle, sodass am Ende die passende Implementierung umgesetzt wurde. „Von der anfänglichen Risikobeurteilung bis zum Hardware- und Softwarekonzept haben wir den Kunden während des gesamten Prozesses unterstützt und begleitet“, sagt Tornros.

Industrie 4.0: kleine Losgrößen bei hohem Produktionsvolumen

Die sogenannte dritte Roboter-Revolution mit flexiblen Robotern wird maßgeblich vorangetrieben von der Anforderung, kleine Losgrößen bei hohem Produktionsvolumen zu fertigen. Flexible Roboter erhöhen die Produktivität und Flexibilität für kleine und große Produktionsserien bei KMUs, Tier-1-Unternehmen sowie OEMs. Ursprünglich wurde die OpiFlex Roboterzelle für KMUs mit kleinen Serien und geringer Maschinennutzung entworfen. Inzwischen benötigen aber auch OEMs und Tier-1-Unternehmen mehr Flexibilität, um kleinere Losgrößen bei hohem Produktionsvolumen zu realisieren.

Eine besondere Herausforderung für diese Firmen, die in drei bis fünf Schichten arbeiten, ist die Planung von Produktionsstopps bei der Anpassung oder Neu-Einrichtung von Automatisierungslösungen. Bei der Implementierung mit herkömmlichen Roboterzellen ruht die Produktion oft mehr als zehn Tage, was einem Ausfall von 30 bis 50 Schichten entspricht. OpiFlex reduziert dagegen die Installationszeiten einer kompletten Zelle um bis zu 90 % – benötigt also nur zwei bis drei Schichten. Gerade innerhalb knapper Produktionspläne ist dies ein großer Vorteil, um möglichst wenig Zeit zu verlieren.

Der Roboter programmiert sich automatisch. Der Bediener muss lediglich einige Fragen zur Applikation beantworten und dem Roboter ein paar einfache Bewegungen einlernen. Sick

Des Weiteren ermöglicht die mobile Lösung eine schnelle Programmierung des Roboters in nur etwa zehn Minuten. Anstatt den Roboter mehrere Stunden zu programmieren, muss der Bediener lediglich einige Fragen zur Applikation beantworten, dem Roboter ein paar Bewegungen einlernen und dieser programmiert sich anschließend automatisch.

Für seine Innovationen wurde das schwedische Unternehmen bereits mit einigen Awards ausgezeichnet, unter anderem als Finalist beim IERA-Award, einem der wichtigsten Preise in der Robotik, ausgelobt von der International Federation of Robotics (IFR). Das Ziel von OpiFlex ist es die dritte Roboterrevolution mit flexiblen Robotern weiter voranzutreiben durch seine patentierte Lösung ohne Schutzzaun, mit einfacher Roboterprogrammierung und Andockstationen.

(ml)