Neue Software für sichere Interaktion von Bediener und Roboter

05/02/2010

Sicherheit von Maschinen

Zum 29.12.2009 wurde im Amtsblatt der Europäischen Union die Annahme der Konformitätsvermutung der Norm EN 954-1 (Sicherheit von Maschinen) bis zum 31.12.2011 verlängert. Damit erlangt die neue, verschärfte Sicherheits-Norm ISO-13849-1 ihre alleinige Gültigkeit erst zum 01.01.2012. Dennoch erfüllt die aktuelle FANUC DCS Softwareversion die Anforderungen der zukünftigen Sicherheitsnorm. Wobei der Einsatz des FANUC DCS nicht nur der Norm dient, sondern die Sicherheit in der Produktion steigert und Kosten senken kann.

Was ist DCS (Dual Check Safety)?

Mit dem Begriff Dual Check Safety (DCS) wird bei FANUC Robotics eine Software bezeichnet, mit Hilfe derer die Interaktion zwischen Roboter und Bediener sicher gestaltet werden kann. Mit Hilfe dieser Software kann der Roboter so programmiert werden, dass er sich selbst überwacht um mögliche Gefahren für den Bediener abzuwenden.
Neben der Grundfunktion des Nothalts können durch die Software die Position und Geschwindigkeit des Roboters sicher überwacht werden. Sollte der Roboter den definierten Sicherheitsbereich verletzen oder das eingestellte Geschwindigkeitslimit übersteigen werden die Servomotoren durch die Steuerung sicher gestoppt.
In der neuen Version des DCS Position und Speed Check wurden einige nützliche Eigenschaften hinzugefügt. So ist FANUC der erste Roboterhersteller, bei dem der Roboter von Achse eins bis Achse sechs mit einer virtuellen Schutzhülle umgeben wird. Auch das Werkstück kann mit diesen sogenannten „shape models“ umhüllt und überwacht werden.

DCS Position und Speed Check V2 Option

Die Nothalt- und Schutzzaun-Schaltungen der FANUC Roboter mit Dual Check Safety erfüllen die neueste Sicherheits-Norm ISO-13849-1 und sind für die höchste Sicherheitsstufe zertifiziert (Kategorie 4, Performance Level e). Das Sicherheitsniveau erreicht in der Tat das höchste technisch erreichbare Niveau und wäre damit völlig ausreichend für manuelle Zuführstationen oder manuell beschickte Pressen.
Die DCS Position Speed Check Software-Option erreicht die Sicherheitskategorie 3, Performance Level d nach der Norm ISO 13849-1. Dieses Niveau entspricht dem weltweit höchsten, das durch ein in einen Roboter integriertes System zu erreichen ist. Die vollständig integrierte Sicherheits-Elektronik bietet außerdem die schon bekannte Zuverlässigkeit der FANUC Roboter-und CNC-Steuerungen.

Warum DCS und kein externes Sicherheitssystem?

Traditionell wird der Arbeitsraum des Roboters häufig noch von Nockenschaltern begrenzt, manuelle Zuführstationen werden durch Endschalter und Lichtschranken geschützt und die Motoren von Drehtischen und Positionierern werden durch zusätzliche Hardware abgeschaltet. Dabei sind diese externen Sicherheitseinrichtungen nicht nur sehr teuer, sondern fallen auch tendenziell häufiger aus als z.B. Roboter und können damit wertvolle Produktionszeit in Anspruch nehmen. Die DCS Position Speed Check Software-Option nutzt die internen Sicherheitsfunktionen des Roboters z.B. zur Begrenzung der Roboterbewegung in einem kartesischen Raum oder die Begrenzung der Robotergeschwindigkeit. Dementsprechend kann die Nutzung von Sicherheitsfunktionen im Roboter den Einsatz externer Sicherheitssysteme verringern.
"Mit der Verlagerung einiger Sicherheitsfunktionen in den Roboter, können Kunden erhebliche Einsparungen in der Grundfläche der Anlage realisieren, mehr Flexibilität beim System-Layout erlangen, reduzierte Hardware-Kosten und eine höhere Zuverlässigkeit erreichen", sagt Claude Dinsmoor, General Manager, Controller Produktentwicklung, FANUC Robotics.

Darüber hinaus können "sichere Zonen" von einem externen Gerät beispielsweise von einer Sicherheits-SPS aktiviert und deaktiviert werden. Die Entwicklung eines Systems mit mehreren Zonen erlaubt es dem Bediener den Arbeitsbereich des Roboters sicher zu betreten und zu verlassen. "Das vereinfacht die Gestaltung von Roboter-Zellen, denn es verhindert das Hineinfahren des Roboters in eine manuelle Beladestation wenn sich dort ein Bediener aufhält", fügt Dinsmoor hinzu.

Der bedeutendste Vorteil von DCS Position Speed Check sind Anwendungen, in denen der Arbeitsraum des Roboters beschränkt werden muss z.B. wegen Platzmangels, zur Energieeinsparung usw., so dass die Reichweite des Roboters eingeschränkt werden muss. Die Beschränkung der Roboterbewegung in einem kartesischen Raum bedeutet, das der Roboter genau in dem Bereich eingegrenzt wird, der funktionsmäßig benötigt wird. So etwas ist mit den traditionellen Systemen und ihren Endschaltern nicht möglich.