Roboterbewegungen wurde bis dato oft durch trennende Schutzeinrichtungen abgesichert. Um Gefahrenräume zu überwachen, kommen dabei berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS) wie Laserscanner und Lichtvorhänge zum Einsatz.

Das dreidimensionale Kamerasystem Safetyeye eröffnet hier neue Möglichkeiten zur Absicherung von Gefahrbereichen. Diese werden mit virtuellen Warn- und Schutzräumen umgeben, die sich im Konfigurator-Tool frei definieren lassen. So ist etwa folgendes Szenario möglich: Ein Werker nähert sich einer voll in Produktion stehenden Maschine. Sobald er einen definierten Warnraum betritt, erhält er einen akustischen oder optischen Hinweis. Bei einer weiteren Annäherung verlangsamen sich die Arbeitsprozesse. Aber erst wenn er den engsten um die Maschine gelegten virtuellen Schutzraum verletzt, erfolgt in Sekundenbruchteilen der Not-Halt.

Auch bei Benteler entschied man sich daher für das Pilz-System. Am Benteler-Produktionsstandort in Paderborn werden unter anderem B-Säulen für verschiedene Kfz-Modelle gefertigt. Um die hohen Ansprüche an die Fertigung einlösen zu können, ist die Montage der Blechteile für die Säule fast reine Roboterarbeit.

Der Werker legt lediglich in eine Vorrichtung des Rundtisches die einzelnen Blechteile von Hand ein und spannt diese über ein Zweihandpult, bevor er den Prozess startet. Ab hier übernehmen die Roboter alle anfallenden Aufgaben der Fertigung. Neben dem Schweißen ist dies auch das Handling der Komponenten zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen der Anlage.

Ein Sensor überwacht den Raum

Das ursprüngliche Sicherheitsszenario der Schweißanlage: Als Gefahrenbereiche wurden generell die Bewegung des Rundtisches und die Bewegungen der Roboter im Einlegebereich des Werkers bewertet. Um hier das Gefahrenpotenzial zu minimieren, wurde der Zugang mit einem Rolltor ausgerüstet. Nachteil: Der Gefahrbereich konnte so nicht einwandfrei eingesehen werden. Deshalb wurde der Aufenthalt des Werkers im Gefahrbereich zwischen Rolltor und Rundtisch zunächst mit zwei zusätzlichen BWS-Systemen abgesichert.

Mit optoelektronischen Schutzeinrichtungen wie Lichtgitter und Laserscanner lassen sich jedoch keine Räume, sondern allenfalls Ebenen überwachen. Eine lückenlose Überwachung des Aktionsradius des Roboters wäre so entweder gar nicht oder nur mit großem technischen Aufwand machbar gewesen.

Daher entschied sich Benteler für den Einsatz von Safetyeye. Das dreidimensionale Kamerasystem überwacht den gesamten Gefahrbereich mit nur einem Sensor. Dieser wurde oberhalb an einem Haltearm montiert, damit der Arbeits- und Produktionsablauf nicht behindert wird. Die Sensorposition wurde dabei mit einem CAD-Tool des Safetyeye Configurators im Vorhinein definiert. Dazu wurde die Applikation im Softwareassistent nachgebildet.

Nach der Umrüstung ist nun die Produktivität der Roboterschweißanlage zu 100 Prozent gewährleistet, denn sowohl das Rolltor – als Zugangsabsicherung – als auch beide BWS-Systeme – als Gefahrbereichsabsicherung – konnten demontiert werden. Der Werker hat nun einen freien Blick auf den Rundtisch und den Prozess, in den er bei Störungen unmittelbar eingreifen kann, ohne das Öffnen des Rolltores abwarten zu müssen.

Pilz GmbH & Co. KG www.pilz.de