Ausgabe - 16 - Produktion

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20 · Roboter, Montage- und Handhabungstechnik · Produktion · 18. April 2013 · Nr. 16 Sicherheitstechnik Unfallfrei mit Robotern zusammenarbeiten Kathrin Irmer, Produktion Nr. 16, 2013 An Industriearbeitsplätzen entstehen immer häufiger kritische Situationen, die zu schweren Arbeitsunfällen führen können. Mit der ‚4Save‘-Toolbox kommt es zu diesen Gefahren erst gar nicht. Software verhindert unnötige Produktionsstopps Illmenau. Roboter übernehmen in der industriellen Fertigung immer mehr Aufgaben: Sie schweißen und schrauben Bauteile millimetergenau zusammen, transportieren tonnenschwere Werkstoffe oder verpacken, palettieren und stapeln die fertigen Produkte. Auch ihre Anzahl nimmt stetig zu. Deutschland gehört mittlerweile – zusammen mit Japan und Südkorea – zu den Ländern mit der weltweit höchsten Roboterdichte. In den Fabrikhallen wird der Platz immer enger: Elektronische Arbeitsmaschinen und das zuständige Fachpersonal an Montagebändern und Roboterstraßen kommen sich zunehmend in die Quere. Das führt zu einem erhöhten Unfallrisiko für die Beschäftigten. Schwer einsehbare Arbeitsbereiche oder tote Winkel bergen dabei das größte Gefahrenpotenzial. Gefragt sind deshalb Sicherheitssysteme, die auch bei zunehmender Roboteranzahl und Arbeitsgeschwindigkeit für mehr Schutz der Mitarbeiter sorgen. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau haben gemeinsam mit Thüringer Unternehmen im Verbundprojekt ‚BildRobo‘ des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) die ‚4Save‘- Technologien entwickelt. Es besteht aus dem Simulations-Tool ‚Sim4Save‘, der Softwareplattform ‚Link4Save‘ und dem neuen Überwachungssystem ‚Eye4Save‘ des Zentrums für Bild- und Signalverarbeitung e.V. Ilmenau (ZBS). „Das Zusammenspiel der einzelnen Mit Hilfe von Kamerasystemen scannt die Software ‚Link4Save‘ die Produktionshalle und kann bei kritischen Situationen Roboter sofort stoppen. Bild: Fraunhofer IDMT Komponenten erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern gleichzeitig auch die Effizienz von robotergestützten Arbeitsplätzen. Arbeitsunfälle oder unnötige Produktionsstopps können damit auf ein Minimum reduziert werden“, fasst Peter Pharow, Leiter der Gruppe Data Representation and Interfaces am IDMT und Mitentwickler, die Vorteile zusammen. Kern des Sicherheitssystems ist die Softwareplattform ‚Link4Save‘. Sie wertet Signale von angeschlossenen visuellen, akustischen oder taktilen Überwachungssystemen in Echtzeit aus und stoppt die Maschinen bei kritischen Situationen, noch bevor es zu einer Kollision kommt. Denn oft sind es schon kleine Unachtsamkeiten, wie Stolpern, die zu schweren Unfällen mit Robotern führen können. Das System kontrolliert genau, wie sich die einzelnen Maschinen bewegen, und schreitet ein, wenn der Sicherheitsabstand zwischen Mensch und Roboter unterschritten wird. Die Reaktion reicht in Abhängigkeit von Kraft und Geschwindigkeit der arbeitenden Maschine von akustischen Warnsignalen über ein Verlangsamen der Prozesse bis hin zum sofortigen Stopp des Roboters. Es berücksichtigt unter anderem die Daten aus dem neuen visuellen Überwachungssystem ‚Eye4Save‘. Das System nutzt die Bilder von synchronisierten Stereokameras, um Objekte in Räumen dreidimensional zu erfassen. In der aktuellen Konfiguration werden vier Stereokamerapaare eingesetzt, die in den Raumecken montiert sind und den Raum aus einer schrägen Aufsicht heraus beobachten. In einem initialen Einmessvorgang werden die Stereokamerapaare sowohl geometrisch als auch bezüglich der Farbe kalibriert. Als Hilfsmittel dient dabei unter anderem ein Miniaturspektrometer des ZBS. In Analogie zum menschlichen räumlichen Sehen werden aus jedem der Stereokamerapaare für die jeweilige Perspektive Tiefeninformationen gewonnen. Die Wahrnehmung von Objekten im Raum beruht auf der Analyse dieser Tiefeninformationen in Kombination mit den aufgenommenen Farbwerten. Als Referenz dient ein im Vorfeld für jedes Stereokamerapaar angelerntes distanzbasiertes und farbadaptives Hintergrundmodell. Die aus den verschiedenen Perspektiven erkannten Vordergrund-Objekte werden zusammengeführt und in Form ihrer visuellen Hüllen dreidimensional abgebildet. Im Zweifelsfall bleibt die Hülle entsprechend groß. Das bedeutet, dass Verdeckungen immer zu Gunsten der Sicherheit behandelt werden. Automatisierung Mit der Kraft der zwei Arme Produktion Nr. 16, 2013 Der Sondermaschinenbauer Goldfuß engineering hat ein vollautomatisches Entnahmesystem für Karton-Faltschachteln entwickelt. Damit lassen sich nun auch Handlingsprozesse automatisieren, die bisher manuell ausgeführt werden mussten. balingen (ki). Das neu entwickelte Entnahmesystem ermöglicht es, durch überlagerte Bewegungen und Arbeitsschritte Verpackungsmaschinen mit bis zu 500 Faltschachteln pro Minute zu bestücken. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass die Aufnahme der vollen Faltschachtelkartons an der Anlage direkt von der Palette erfolgen kann. Auch die Zuführung einzelner Kartons über Förderbänder ist möglich. Die Entsorgung von Zwischenlagen, das Zusammenfalten der leeren Kartonagen sowie das Ablegen in Abfallboxen durch den Roboter runden den Automatisierungsprozess ab. Intelligentes Greifersystem Der Doppelarmroboter Motoman SDA20D von Yaskawa stellt dabei die Lösung für alle Prozess-Schritte dar: das Handling von bis zu 12 kg schweren Kartons, den Öffnungsvorgang, den eigentlichen Entnahmeprozess der Faltschachteln sowie die Verpackungsentsorgung. Zwei unabhängig voneinander steuerbare Greifwerkzeuge an den beiden Roboterarmen erlauben in Kombination mit einer synchronisierten Roboter- Schwenkeinheit die einfache Entnahme aus den Kartons. Die Faltschachteln können dabei auch mehrlagig gestapelt sein. Ein durch die Motoman Steuerung DX100 unterstützter Mess- und Regelkreis überwacht permanent den Greifvorgang. So ist ein schonendes und prozesssicheres Handling der Faltschachteln gewährleistet. Durch spezifische Parameter kann der Prozess dann individuell für verschiedenste Produkte angepasst werden. Der vollautomatische Entnahmeprozess zur Bestückung von Verpackungsmaschinen schließt eine wesentliche Automatisierungslücke in der Verpackungstechnik. Durch die kompakte Bauform des Doppelarmroboters SDA20D sind auch bei engeren Platzverhältnissen sowohl Nachrüstungen an bestehenden Anlagen als auch integrierte Lösungen bei Neuprojekten realisierbar. Durch diesen flexiblen Einsatz eröffnet sich ein großes Potenzial in der Pharma-, Nahrungsmittelund Kosmetikindustrie. Durch stetig steigende Stückzahlen und Verpackungsgeschwindigkeiten stellt diese Automatisierung nicht nur eine wirtschaftliche Lösung, sondern gleichzeitig auch eine Entlastung für Mensch und Logistik dar. www.entnahmesysteme.de Effizienz-Navi Preis ✔ Material Energie Service Handhabung ✔ Zeit Lebensdauer Kosten senken mit Produktion Ein Dualarmroboter SDA20 hilft beim Greifvorgang im Karton. Bild: Yaskawa/Goldfuß www.yaskawa.eu.com Neuer Katalog ‚Greiftechnik 2013‘ Produktion Nr. 16, 2013 BUILT TO PERFORM IN YOUR INDUSTRY ZUVERLÄSSIG. FLEXIBEL. SCHNELL. Roboter, Schweißanlagen und Automatisierungskomponenten von YASKAWA sind bekannt für ihre hohe Qualität und Zuverlässigkeit. Unsere Kunden aus den unterschiedlichsten Bereichen schätzen diese Eigenschaften ganz besonders. Schließlich leisten unsere Produkte damit einen großen Beitrag zur Qualität einer Anlage. YASKAWA Europe GmbH · Robotics Division robotics@yaskawa.eu.com · Tel. +49-81 66-90-0 Günzburg (ki). Der neu erschienene 62-seitige Katalog ‚Greiftechnik 2013‘ von rsp Robot System Products enthält ausführliche Beschreibungen und Maßzeichnungen für eine umfassende Palette von Robotergreifern mit vielen Optionen. Der praktische Ratgeber bietet dem Konstrukteur eine Vielfalt an Lösungen für effiziente, kostensparende Greiftechnik. Übersichtliche Tabellen, Maßzeichnungen, technische Daten und Bestellangaben ermöglichen ein schnelles und einfaches Spezifizieren von Parallel-, Zentrisch- und Großhubgreifern. www.robotsystemproducts.com Yaskawa_Anz_Produktion_198x90_030413.indd 1 03.04.13 17:40
18. April 2013 · Nr. 16 · Produktion · Roboter, Montage- und Handhabungstechnik · 21 Montagetechnik Prozess-sicheres Verschrauben Produktion Nr. 16, 2013 Automatisiertes Verschrauben bringt in der Montage nicht nur hohe Prozess-Sicherheit, sondern sorgt durch verringerte Fehlerquoten auch für Zeit- und Geldersparnisse. Die neu entwickelten Navitight-Schrauben verhindern ein Verkanten und sichern somit den Prozess. bielefeld (ki). Häufig entsteht bei der Montage von Schrauben durch manuelle Verschraubung ein Winkelfehler. Die Schrauben werden dann einseitig um einen Gewindegang versetzt in das Bauteil plat- ziert und verkanten. Es kommt zu Beschädigungen oder sogar zur Zerstörung des Aufnahmegewindes. Produktionsausfälle und teilweise erhebliche Nachbearbeitungskosten sind die Folge. Mit Navitight von Böllhoff lässt sich dieses Problem wirkungsvoll lösen. Die Besonderheit der Navititght-Schrauben liegt in der Geometrie des Gewindeauslaufs. Der Außendurchmesser der schmaleren Schraubenspitze ist kleiner als der Kerndurchmesser des Mutterngewindes. Dabei bleibt die Gewindesteigung jedoch konstant. Beim Eindrehen der Schraube entsteht dadurch ein Moment, welches die Schraube und die Mutter linear zueinander ausrichtet. Eine fehlerhafte Verschraubung wird somit wirkungsvoll verhindert. Die Standardausführung besitzt einen Sechskant-Flanschkopf. www.boellhoff.com Bei der Navitight ist der Außendurchmesser der schmaleren Schraubenspitze kleiner als der Kerndurchmesser des Mutterngewindes. Bild: Böllhoff Gruppe Effizienz-Navi Preis Material Energie Service Handhabung ✔ Zeit ✔ Lebensdauer Kosten senken mit Produktion Der RC8-Controller von Denso Robotics ist die weltweit kleinste Steuerung in der 3-kW-Klasse. Bild: Denso Robotics Steuerungstechnik Kleinste und flexibelste Steuerung für Roboter Produktion Nr. 16, 2013 Controller übernehmen immer mehr die Aufgaben von Industrie PCs. Denso Robotics hat jetzt die RC8-Steuerung entwickelt, die mit über 100 Geräten kompatibel ist. Mörfelden (ki). Controller zur Steuerung von Industrierobotern sollen immer flexibler, leistungsfähiger und kleiner werden. So verlangt es die Industrie. Inzwischen übernehmen Steuerungen in vielen Produktionsanlagen die Aufgaben eines klassischen Industrie PCs. Um Steuerungen optimal einsetzen zu können, müssen sie aber über eine immer größere Anzahl von Schnittstellen verfügen – nur so lässt sich die notwendige Bandbreite an Applikationen abdecken, die mit den Controllern bedient werden kann. Steuerung von verschiedenen Geräten in einer Schnittstelle Letztlich sind es die Schnittstellen, die darüber entscheiden, mit wievielen Geräten wie zum Beispiel Kameras oder Greifern eine Steuerung kommunizieren kann. Umso mehr Schnittstellen eine Steuerung bietet, desto mehr Möglichkeiten gibt es, die Steuerung mit den Robotern zu kombinieren. Aus diesem Grund hat Denso Robotics bei seinem neuesten Controller RC8 eine ganze Reihe von zusätzlichen Schnittstellen im Angebot. Base-T Ethernet, mini/hand I/O, RS-232C und USB gehören dabei zum Standard, während CC-Link, Profibus und DeviceNet auf Wunsch optional erhältlich sind. Geplant sind zudem EtherCat, EtherNet/IP oder Profinet. Für die Hersteller von Controllern wie Denso Robotics ergibt sich damit die Herausforderung, diese Schnittstellen von vornherein in ihren Geräten vorzusehen. Die Zeiten, in denen CAN und Profibus als Systeme ausreichten, sind vorbei. Gesteigerte Leistungsfähigkeit durch höchste Kompatilität Während verschiedene Anbieter damit beginnen, ihre Programme für Steuerungen und Roboter anderer Hersteller nutzbar zu machen, ist Denso Robotics überzeugt davon, dass Controller und Roboter bis ins letzte Detail aufeinander abgestimmt sein müssen. „Für uns ist die Verbindung Controller und Roboter entscheidend für deren Leistungsfähigkeit. Hier setzen wir auf höchstmögliche Kompatibilität, was einer der Gründe dafür ist, dass wir unseren Kunden über die gesamte Produktpalette eine herausragende Präzision und Wiederholgenauigkeit bieten können“, erklärt Jürgen Küch, Senior Manager Europe bei Denso Robotics. Um seine Steuerungen mit einer Vielzahl von Devices und Applikationen zu verknüpfen, kann Densos neueste Steuerung RC8 mit über 100 verschiedenen industriellen Geräten über das ORiN (Open Robot/Resource interface for the Network) Netzwerk kommunizieren. Mit Hilfe dieser speziell für Applikationen entwickelten Plattform können Geräte von Fremdherstellern in die Steuerung und Programmierung der Denso-Controller eingebunden werden. Das ORiN-Netzwerk bietet damit den Roboterkäufern ein Höchstmaß an Flexibilität. „Das stärkt unsere Position gegenüber den Kunden, denn sie wissen, dass sie im Zweifelsfall eine ganze Produktionsanlage mit verschiedensten Aufgaben mit unseren Robotern bestücken können“, betont Steffen Wissel, Europa-Vertrieb bei Denso Robotics. Grundsätzlich gilt: Die Arbeitsleistung eines Roboters wird entscheidend von der Steuerung beeinflusst. Letztlich ist es die Steuerung, die vorgibt, wie der Roboter und in welcher Geschwindigkeit er arbeitet, dass er an der richtigen Stelle stoppt oder dass er Gegenstände zuverlässig findet und bearbeitet. Für zahlreiche Unternehmen ist der Platz, den eine Steuerung einnimmt, inzwischen auch ein wichtiges Kaufkriterium, denn jeder eingesparte Quadratmeter reduziert die Kosten. Weltweit kleinste Steuerung in der 3-kW-Klasse Denso Robotics lässt diese Anforderungen bei der Entwicklung seiner Steuerungen und Roboter gleich mit einfließen. Der RC8 Controller ist die weltweit kleinste Steuerung in der 3-kW-Klasse – bis zu 60 % kleiner als die bisherigen Modelle mit einer Höhe von 94 mm und einer Grundfläche von nur 456 x 298 mm, was in etwa der Größe eines DIN-A3-Blattes entspricht. www.densorobotics-europe.com Effizienz-Navi Preis ✔ Material Energie Service Handhabung ✔ Zeit Lebensdauer Kosten senken mit Produktion Superior performance powering competitive advantage. www.staubli.com/robotik Präzise und zuverlässig bei Highspeed. Die neuartige, ultraschnelle Vierachs-Kinematik des TP80 Fast Pickers ermöglicht Spitzenwerte weit über 200 Picks pro Minute und erfüllt beim exakten Positionieren härteste Taktzeitkriterien bei gewohnt hoher Stäubli Performance. Hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit, schnelle Integration durch unkomplizierte Wandmontage und ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis machen den neuen Fast Picker für ultraschnelle Handlingaufgaben zur erstklassigen Wahl. Stäubli – mit innovativen Lösungen schneller ans Ziel. Stäubli Tec-Systems GmbH, Tel. +49 (0) 921 883 0 Staubli ist eine Marke von Stäubli International AG und ist in der Schweiz und anderen Ländern registriert. © Stäubli, 2013
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