Automatisierung: B & R setzt auf Mensch-Track-Kollaboration

Automatisierung

B & R setzt auf Mensch-Track-Kollaboration

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Die Sicherheitsfunktionen beim Transportsystem Acopostrak von B&R greifen nur dort ein, wo sich tatsächlich ein Mensch am Track befindet. Bild: B&R
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In der Fabrik der Zukunft arbeiten Mensch, Maschine und Roboter Hand in Hand. Damit das auch bei smarten Transportsystemen möglich wird, hat B & R die Mensch-Track-Kollaboration eingeführt.

Carmen Klingler-Deiseroth
freie Fachjournalistin in München

Der Mensch ist und bleibt in vielen Produktionen unverzichtbar. Handarbeitsplätze sind auch in den Zeiten von Industrie 4.0 für Montage- oder Prüfaufgaben noch immer attraktiv – denn der Mensch kann in kurzer Zeit komplexe Tätigkeiten lernen und ausführen. „Aus dieser Motivation heraus entstand die Anforderung: Mensch am Track“, erklärt Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies beim Automatisierer B & R.

Sicherheit hat oberste Priorität, wenn Menschen mit Maschinen Hand in Hand arbeiten. Während es für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) Sicherheitsnormen gibt, ist die Mensch-Track-Kollaboration (MTK) aktuell noch nicht bedacht. „Wir sind Pioniere auf diesem Gebiet“, betont Kickinger. Damit Handarbeitsplätze am flexiblen Transportsystem, Acopostrak, dennoch sicher sind, hat sich der österreichische Hersteller an Grenzwerten orientiert, die in technischen Spezifikationen für die Mensch-Roboter-Kollaboration und Typ-C-Normen aus Nachbarbereichen festgesetzt sind.

Flexibles Transportsystem von B & R beinhaltet fünf Sicherheitsfunktionen

Um die Mensch-Track-Kollaboration abzusichern, verfügt das Transportsystem über fünf zentrale Sicherheitsfunktionen: Safe Torque Off (STO), Safely Limited Speed (SLS), Safely Limited Force (SLF), Safe Direction (SDI) und Safe Maximum Speed (SMS). Zudem ist die sichere Fehlerreaktionszeit von maximal 6 ms laut Anbieter sehr kurz. Das ermöglicht, dass die Shuttles auf eine sichere Geschwindigkeit herunterbremsen und eine sicher begrenzte Kraft ausüben, wenn sich ein Mensch in der Nähe befindet. In anderen Bereichen des Tracks oder wenn sich kein Mensch in der Nähe befindet, fahren die Shuttles mit voller Geschwindigkeit und Kraft.

Das Besondere der Lösung von B & R liegt im Detail: „Die Grenzwerte für sichere Geschwindigkeit und sichere Kraft sind keine konstanten Begrenzungen, sondern können flexibel zur Laufzeit durch die sichere Applikation berechnet werden“, erklärt der Manager Mechatronic Technologies. So werde garantiert, dass zum Beispiel unterschiedlich schwere Shuttles mit der maximal möglichen Geschwindigkeit fahren, ohne eine Gefährdung für den Menschen darzustellen. „Damit sind wir die ersten, die einen Handarbeitsplatz am Track auf diesem Level ermöglichen“, sagt Kickinger.

Wechsel zwischen sicherem und Hochgeschwindigkeits-Betrieb

Die Sicherheitsfunktionen von Acopostrak ermöglichen auch einen sicheren Einrichtbetrieb. Während des Einrichtbetriebs gelten Geschwindigkeits- und Kraftbegrenzungen am ganzen Track. Wenn die Menschen die Gefahrenzone verlassen haben, werden die Begrenzungen aufgehoben. „Das ist ein großer Vorteil gegenüber allen anderen verfügbaren Tracksystemen“, ist Kickinger überzeugt. So gibt es in anderen Systemen zwar Trackelemente, die konstruktionsbedingt die Geschwindigkeit sicher beschränken können, diese Beschränkung lässt sich aber nicht verändern. Ein Wechsel zwischen sicherem und High-Speed-Betrieb ist nicht möglich.

Die kurze Fehlerreaktionszeit führt dazu, dass Sicherheitsabstände nicht so groß sein müssen. Die Maschine um den Track kann also trotz Handarbeitsplatz und sicherem Einrichtbetrieb sehr kompakt gebaut werden.

Die Maschine kann kompakt um den Track von B&R gebaut werden

Mit der Mensch-Track-Kollaboration erweitert B & R das Einsatzspektrum seines smarten Transportsystems Acopostrak und ermöglicht eine kurze Markteinführungszeit bei einem attraktiven Return-on-Investment. Wird nicht alles automatisiert und komplexe Tätigkeiten dem Menschen überlassen, kann das Engineering schneller sein und die Maschine letztendlich günstiger als eine automatisierte Anlage. Auch die Gesamtanlageneffizienz verbessert sich im Vergleich zu herkömmlichen starren Sicherheitslösungen. Es kann selbst dann weiter produziert werden, während ein Operator am Handarbeitsplatz agiert.


Wie es funktioniert

B & R hat das intelligente Tracksystem Acopostrak erstmals auf der SPS IPC Drives 2017 vorgestellt. Mit einer Geschwindigkeit von mehr als 4 m/s fahren Werkstücke auf voneinander unabhängig steuerbaren Shuttles von Verarbeitungsstation zu Verarbeitungsstation. Dazwischen liegen elektronische Weichen, die Produktströme trennen und wieder zusammenführen. So erhält der Maschinenbauer oder produzierende Betrieb laut Hersteller viele Möglichkeiten, eine automatisierte Produktion speziell für individualisierte Produkte aufzubauen.

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