Gesetzesflut: Sicherheits-Risiko für deutsche Industrie ... - Produktion

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14 Produktion Technik: Trends & Reports 28. August 2008 • Nr. 35 Überwachung Lösen intelligente Kamerasysteme Lichtgitter ab? von Lisa Zeidler Produktion Nr. 35, 2008 LANDSBERG. Gerade wenn sich die Arbeitsräume von Mensch und Maschine überschneiden, sind Sicherheits-Lichtvorhänge oder -gitter zum Schutz der Mitarbeiter kaum mehr wegzudenken. Doch auch intelligente Kamerasysteme finden immer mehr ihren Einsatz in der Industrie. Können sie zu einer Konkurrenz für Lichtvorhänge und -gitter werden? Produktion hat nachgefragt. Dr.-Ing. Bertram Nickolay vom Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) prognostiziert einen verstärkten Trend zu Kamerasystemen als Schutzeinrichtung in produzierenden Unternehmen. „Die Einsatzbereitschaft der Kamerasysteme steht bevor.“ Demgegenüber steht die Meinung von Dr. Volker Rohbeck, Gruppenleitung Produktmanagement bei Leuze lumiflex: „Bisher bietet der Markt zwar erste Ansätze und es gibt interessierte Anfragen von potenziellen Kunden, aber von einem Trend kann man schon aufgrund mangelnder, tatsächlich funktionierender Angebote noch nicht sprechen.“ Die einfache Bedienbarkeit der Schutzvorrichtung gibt Ausschlag Einen Trend zu einfachen Lösungen bzw. einfachen Produkten sieht Claus Melder, in der Geschäftsführung von Sick zuständig für die Divison Industrial Safety Systems. „Der Kunde entscheidet sich nicht bewusst für eine Technologie, sondern für eine einfache Lösung“, sagt Melder. Das können Lichtgitter, Lichtschranken, Scan- Quelle: Leuze, Sick, Omron ner oder Kamerasensoren sein. „Je einfacher ein Kamerasensor zu bedienen ist, desto mehr liegt er demnach im Trend“, erklärt Melder. Laut dem Fraunhofer IPK sind Arbeitsräume immer dreidimensional. Da sich in ihnen Werkzeuge, Werkstücke und Menschen bewegen, sei eine zuverlässige Überwachung nur dann gegeben, wenn zu jedem Zeitpunkt die Position jedes in dem Arbeitsraum befindlichen Objektes zuverlässig bestimmt werde. Mit dem neuartigen Ansatz ‚Control Vision‘ – basierend auf der digitalen Bildauswertung – werden nach Angaben des Fraunhofer IPK Objekte zu jedem Zeitpunkt dreidimensional erfasst. „Wo es um großflächige Überwachung von Gefahrenzonen geht, erfüllt 3D-Raumüberwachung durchaus ihren Zweck“, sagt Peter Goebbels, Product Marketing Manager Safety, Central Region, bei Omron Electronics. „Der Aufwand und die Kosten für solche Systeme sind jedoch im Vergleich zu der konventionellen Lösung mit Lichtgittern erheblich höher.“ Auch Dr. Volker Rohbeck, Leuze lumiflex, sieht den Kostennachteil der Kamerasysteme. „Kunden würden sich dann für ein Kamerasystem entscheiden, wenn Kameras bei gleicher Applikation eine echte Kostenalternative zu Lichtgittern wären – allerdings einschließlich der Kosten sowohl für Inbetriebnahme als auch für Wartung.“ Lichtschranken seien preislich meist deutlich günstiger als Kameralösungen. „Auf der kommerziellen Seite sind optische Schutzeinrichtungen wie Lichtgitter oder Lichtschranken auch noch klar im Vorteil“, bestätigt Peter Goebbels. Ein weiterer Punkt, der für Lichtgitter und Lichtschranken spricht, sind laut Dr. Rohbeck die Normen. „Die Produkte sind durch internationale Normung stark reguliert, so dass ihr Einsatz rechtlich abgesichert ist.“ Diese Meinung vertritt auch Peter Goebbels: „In vielen Maschinennormen, den sogenannten C-Normen, ist der Einsatz von Kamerasystemen noch nicht vorgesehen.“ Hier werde noch eine Revision erforderlich sein, die sicherlich noch einige Zeit in An- Bitte schön einprägen! Links: Dr. Volker Rohbeck von Leuze lumiflex: „Es mangelt an tatsächlich funktionierenden Angeboten.“ I.d. Mitte: Peter Goebbels, Omron Electronics: „Aufwand und Kosten sind noch zu hoch.“ Rechts: Claus Melder, Sick: „Der Kunde will einfache Lösungen.“ spruch nehme. Ein Vorteil der Kamerasysteme liegt laut Goebbels darin, dass sie eine freie Gestaltung der Geometrie des zu überwachenden Raumes erlauben. So sei ein flexibler Einsatz als Schutzeinrichtung, die an die Gegebenheiten der Anwendung angepasst werden kann, möglich. „Auf aufwendige mechanische Schutzeinrichtungen kann daher verzichtet werden, wodurch der Sicher- RÖLTGEN Kennzeichnungs-Systeme, Made in Germany, arbeiten extrem zuverlässig und präzise in der Flugzeug- und Automobilherstellung, Stahl- und Kunststoff-Industrie, im Maschinen- und Anlagenbau und natürlich auch in der Pharma- und Lebensmittelproduktion. Rufen Sie uns einfach an. Wir beraten Sie gern. Röltgen GmbH & Co. KG · Marking-Systems · Paul-Röltgen-Str. 10 · 42699 Solingen Telefon 0212-33 99 - 0 · Fax 0212 - 33 99 11 · www.roeltgen.de heitsbereich vergrößert wird“, sagt Goebbels. Dabei sei jedoch der erhöhte Platzbedarf zu beachten, der durch längere Reaktionszeiten bedingt ist. Wenn es um die Absicherung von kleineren Gefahrenstellen für Hände und Finger geht, ist das Raster von Kamerasystemen noch zu grob, erklärt Goebbels. „Hier sind Lichtgitter klar im Vorteil und werden auch auf absehbare Zeit keinen effizienten Ersatz finden.“ „Der Traum von Multifunktionskameras, die gleichzeitig Safetyaufgaben und Qualitätsinspektionen übernehmen, bleibt noch eine Weile ein Traum“, sagt Claus Melder, Sick. „Der Anteil an Kamerasystemen als Schutzeinrichtungen ist immer noch vergleichsweise gering und wird nur wachsen, wenn hier hochkomplizierte Systeme durch intelligente einfache Systeme ersetzt werden.“ Eine Installation der Kamerasysteme ist laut Goebbels meist auch erst im Nachhinein möglich und kann somit nicht vom Maschinenbauer mitgeliefert werden. „Daher wird ein sicheresKamerasystem als sinnvolle Ergänzung zu Lichtgittern für spezielle Applikationen angesehen und nicht als Ersatz“, macht Goebbels deutlich. Versuchsaufbau des Fraunhofer IPK: Überwachung bei der Mensch-Roboter-Kooperation mit Detektion der Hände und des Kopfes. Leistungsfähige Produkte der nächsten Generation Produktion Nr. 35, 2008 DARMSTADT (sp). Werkstoffe sind Innovationsmotoren für nahezu jeden Industriezweig. In allen Branchen sind Fortschritte eng mit der Lösung von Werkstofffragen verbunden. Angesichts steigender Energiekosten, wachsender Ressourcenknappheit und der globalen Klimadiskussion stehen heute neben der Funktionalität und Wirtschaftlichkeit zunehmend Aspekte der Energie- und Materialeffizienz im Fokus. Am 11. und 12. September 2008 bietet das Fraunhofer LBF in Darmstadt in Kooperation mit der Fraunhofer-Technology Academy und dem Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Führungskräften und Entscheidern aus der Wirtschaft den direkten Erfahrungsaustausch mit führenden Technologieexperten. Die Teilnehmer des Technologiezirkels ‚Neue Werkstoffe und Technologien‘ erhalten Einblicke in die Fraunhofer-Materialforschung und lernen relevante Trends im Kontext des eigenen Unternehmens zu beurteilen. Der Markt verlangt nach Werkstoffen mit neuen Charakteristiken, erweiterten Leistungsgrenzen und multifunktionellen Eigenschaften. Damit sind nicht nur neue Materialien gefragt, sondern auch die Bereitstellung entsprechender Be- und Verarbeitungstechnologien bis hin zu geeigneten Prüfverfahren zur Qualitätssicherung. In Vorträgen und Technikumsrundgängen stellen Fraunhofer-Experten innovative Werkstoffe vor und informieren über aktuelle Trends. Info: 089/12 05 15 16.
Bild: Laser Zentrum Hannover 28. August 2008 • Nr. 35 Technik: F & E Computertomografie Bauteile transparent machen von Susanne Bader Produktion Nr. 35, 2008 AACHEN. Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Aachen besitzt seit kurzem ein System zur Röntgen- Microcomputertomografie (Micro-CT). Eine Analyse der inneren Strukturen von Kunststoffbauteilen ist mit diesem Gerät in einem zerstörungsfreien Verfahren möglich. Die Eigenschaften von Bauteilen und Halbzeugen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wie z. B. aus Kunststoffschaum, aus faserverstärktem Kunststoff oder aus Compounds, hängen nicht nur von der gewählten Materialkombination ab, sondern ganz wesentlich von ihrer inneren Struktur. Stand der Technik für die Analyse dieser Strukturen ist bisher die Auswertung optischer oder elektronenmikroskopisch gewonnener Aufnahmen. Diesen 2D-Ansätzen Probe zerstörungsfrei mit Röntgenstrahl durchstrahlt ist jedoch gemein, dass sie nur die Oberfläche eines Schnitts betrachten. Dazu muss die Struktur zerstört werden und es entsteht ein systematischer Fehler bei der Vermessung, denn die relevanten Strukturen werden nicht alle mittig aufgeschnitten. Hier schafft die dreidimensionale Abbildung mittels Micro-CT Abhilfe. Mit dem am IKV verfügbaren Micro- CT-System Typ 1172-100 70 FOV der Produktion Nr. 35, 2008 HANNOVER (hos). In einem neuen Forschungsprojekt am Laser Zentrum Hannover (LZH) werden Verschleißschutzschichten für thermomechanisch hoch belastete Systeme hergestellt. Der Ansatz basiert auf einem innovativenPulverauftragschweißprozess, in dem Mikrostrukturen gleichzeitig mit der Beschichtung produziert werden. Das neue Forschungsvorhaben am Laser Zentrum Hannover hat zum Ziel, Verschleißschutzschichten für thermomechanisch hoch belastete Systeme wie z. B. Zylinderflächen von Motoren oder Umformwerkzeuge herzustellen. Der Ansatz basiert auf einem innovativen Pulverauftragschweißprozess, in dem Mikrostrukturen gleichzeitig mit der Beschichtung produziert werden. Dadurch können gezielt für die jeweilige Anwendung geeignete Oberflächeneigenschaften eingestellt werden. Für die angestrebten verschleißtechnisch und mechanisch optimierten Schichtsysteme werden notwendige Laserparameter und Pulverzu- Bild: IKV Firma Skyscan, Kontich, Belgien, wird die Probe zerstörungsfrei aus mehreren Richtungen mit einem Röntgenstrahl durchstrahlt und der Schattenwurf wird aufgenommen. Aus diesen Projektionen wird dann dreidimensional ortsaufgelöst auf die innere Struktur der Probe zurückgeschlossen. Die maximal mögliche Vergrößerung ist von der Probengröße abhängig. Bei kleinen Proben (Durchmesser bis ca. 4 mm) können mit dem System Strukturen im einstelligen Mikrometerbereich aufgelöst werden. Maximal können Proben mit einem Durchmesser bis 68 mm bei einer Auflösung von 35 µm je Pixel untersucht werden. Die Probenhöhe darf, je nach Größe des Probenhalters, maximal 100 mm betragen. Die Abbildung zeigt einige Anwendungsbeispiele, z. B. ein geschäumtes Verschleißschutz besser durch Laserschweißen sammensetzungenidentifiziert und anschließend geeignete Prozessfenster für die ausgewählten Laser-Pulver- Kombinationen herausgearbeitet. Die lasergestützte Herstellung von Schichten mit integrierten Mikrostrukturen (von 50 µm bis 120 µm) auf zwei- und zukünftig auch dreidimensionalen Oberflächen wird dadurch ermöglicht. Hierzu wird eine Technik entwickelt, um Teilbereiche des Pulverflachstrahls mit hoher Taktfrequenz umzulenken, so dass diese nicht mehr für den Auftragschweißprozess zur Verfügung stehen, d. h. nicht in die Prozesszone eindringen. Durch die Veränderung der Laserleistung und/oder des Pulverstroms während des Beschichtungsprozesses werden definierte Teilbereiche mit geringerer Schichtdicke erzeugt und Mikrostrukturen mit unterschiedlichen Geometrien und Abmessungen in die Beschichtung integriert. Begleitend zu den Untersuchungen zum Auftragschweißen erfolgen metallographische Analysen der erzeugten Proben, um Kenntnisse über die Anbindung der Schweißbahnen und die Gefügeausbildung zu erlangen. Besonders die Bereiche Umformtechnik, Motoren- und Anlagenbau können von diesem Verfahren profitieren. Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt. Die Abbildung zeigt einige Anwendungsbeispiele, z. B. ein geschäumtes Gummiprofil als Schichtbild (a) und als 3D-Grafik (b). Gummiprofil als Schichtbild (a) und als 3D-Grafik (b). Mithilfe der dreidimensionalen Bildverarbeitung können alle relevanten Schaumstrukturmerkmale auch von offenzelligen Strukturen bestimmt werden. So können Prozesse und Produkte gezielt optimiert werden. Auch zur Bewertung der Güte von Mischungsvorgängen kann die Micro-CT eingesetzt werden. In Bild (c) ist der (virtuelle) Schnitt durch ein Granulatkorn dargestellt. Die in den Werkstoff eingearbeiteten Glaskugeln sind als helle Punkte erkennbar. Ebenso können Faserorientierungen oder der Faservolumengehalt bestimmt werden. Auch für die Schadensanalyse kann die Micro-CT angewendet werden, wie am Beispiel eines verschweißten Bauteils (Bild d) zu erkennen ist. Deutlich zu sehen ist die Geometrie der Schweißnaht und der in der Mitte der Naht befindliche Lunker, der zum Versagen führen kann. Der Blick ins Innere von Kunststoffbauteilen ermöglicht ungeahnte Fortschritte auf vielen Forschungsgebieten. Das Gerät steht auch den Projektpartnern des IKV für die industrielle Gemeinschaftsforschung zur Verfügung. Verfahrenstechnik Nachwachsende Rohstoffe im Blick Das Prinzip der Oberflächentexturierung durch Laserstrahlauftragsschweißen, mit dem Mikrostrukturen integriert werden können. Produktion Nr. 35, 2008 KÖLN (ba). Seit dem Jahr 2002 erleben die fossilen und mineralischen Rohstoffe nach fast 40 Jahren des Preisverfalls erstmals einen kontinuierlichen und rasanten Preisanstieg. Zusätzlich bedeutet Rohstoffwende aber auch, dass nachwachsende Rohstoffe in der Industrie immer stärker als Substitution für fossile und mineralische Rohstoffe eingesetzt werden. Bei knappen und stetig teurer werdenden fossilen und mineralischen Rohstoffen stellt sich die Frage, ob die stärkere Nutzung von Agrar- und Forst-Ressourcen einen Ausweg für die weltweite Industrie darstellen kann. Der ‚Internationale Kongress Rohstoffwende & Biowerkstoffe‘ am 3. und 4. Dezember im Maritim-Hotel Köln widmet sich dieser Frage. Am ersten Tag des zweitägigen Kongresses werden die veränderten Rahmenbedingungen für die Rohstoffversorgung der Industrie durch Experten aus Wirtschaft und Forschung präsentiert und diskutiert. Der zweite Tag fokussiert sich auf die neue Werkstoffgruppe der Biowerkstoffe. Hierzu gehören biologisch abbaubare und dauerhafte Biokunststoffe, naturfaserverstärkte (Bio-)Kunststoffe und Wood-Plastic-Composites (WPC), die schon heute in vielen Branchen eingesetzt werden. Der Kongress zielt darauf ab, Entscheidungsträger aus der produzierenden Industrie zusammenzubringen und durch einen größtmöglichen Überblick über die derzeitige Rohstoffsituation Alternativen zur fossilen und mineralischen Rohstoffbasis aufzuzeigen. Unter anderem haben Referenten der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, der Cognis GmbH, European Bioplastics e.V. und der Evonik Industries AG zugesagt. www.nova-institut.de/nr Experten wissen, warum Sie auf uns setzen! Der neue Bohrentgrater BE 1005 LEI BIAX-Partner der Industrie seit 1919. Wirtschaft Technik Management Entscheider lesen Produktion Produktion 15 Vorsprung durch Von BIAX dürfen Sie eine Menge erwarten, denn wir orientieren uns stets am Bedarf, den Forderungen und Wünschen unserer Partner. Schmid & Wezel GmbH & Co. | Maschinenfabrik | D-75433 Maulbronn Tel. +49 (0) 70 43 / 102 - 0 | E-Mail: biax-verkauf@biaxefa.com | Internet www.biax.de Wissen! Die Produktion im Abo! www.produktion.de Besuchen Sie uns auf der AMB Halle 8 Stand B36 KRAFTVOLL TUNDEN EINSETZBAR
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