Safety-Funktion bei Robotern

Industrieroboter bieten als Option in der Regel eine sogenannte Sicherheitssteuerung bzw. einen Safety-Controller, die je nach Roboterhersteller unterschiedliche Produktnamen trägt.

Basis ist grundsätzlich das Prinzip der Zweikanaligkeit des Controllers. Vereinfacht ausgedrückt werden dabei Positionsdaten der Achsen von zwei unabhängigen Einheiten parallel empfangen, überwacht und miteinander verglichen. Sobald eine Abweichung festgestellt wird, stoppt der Roboter mit Not-Stopp (Servomotoren stromlos und Haltebremsen fallen ein).

Mit dieser Einrichtung wird das in den einschlägigen Normen definierte Performance Level (PL) d erreicht. Die Funktionalität benötigt zusätzliche Hard- und Software und wird daher von den Roboterherstellern optional gegen Aufpreis angeboten. Für einen Systemintegrator erfordert die Verwendung entsprechend tiefe Robotererfahrung und KnowHow um einerseits die gewünschte Sicherheit zu gewährleisten und andererseits alle Möglichkeiten wirtschaftlich und funktionell voll auszuschöpfen. Weiterhin sind entsprechende Schulungen zwingend erforderlich, die den Programmierer befähigen die Konfiguration der sicherheitsrelevanten Parameter durchzuführen.

Mit der Funktion lassen sich folgende Bewegungen bzw. Wege und Räume sicher überwachen:

• Bewegungsbereich jeder Achse
• Drehgeschwindigkeit jeder Achse
• Arbeitsbereich des gesamten Roboters
• Geschwindigkeit am Werkzeug/TCP
• Werkzeugwinkel und Werkzeugwechsel

Damit lassen sich z.B. Arbeitsbereiche personensicher schützen und Bewegungsgeschwindigkeiten lassen sich personensicher beschränken und überwachen.

Somit kann z.B. ein ungenutzter Teil des Arbeitsbereiches eines Roboter ausgespart, anderweitig genutzt und der genutzte Arbeitsbereich mit einem einfachen Zutrittsschutz abgeschrankt werden unabhängig davon wie groß, kräftig und schnell ein Roboter ist.

Ein weiteres Beispiel sind Interaktionen zwischen Mensch und Roboter. Roboter und Mensch führen wechselweise an unterschiedlichen Plätzen aufeinander folgende Arbeitsinhalte durch.

Kritische Prozesse, die bei zu schneller Bewegung eine Gefahr darstellen würden, können über die sichere Reduzierung und Überwachung der Geschwindigkeit sicher automatisiert werden.