Robotergreifer - Funktion, Gestaltung und Anwendung industrieller Greiftechnik

9 Kollisionsschutz und Sicherheit (S. 372-373)

Schutzfunktionen dienen dazu den Greifer, das Greifobjekt und die Umgebung vor Schäden und Ausfällen zu bewahren. Kollisionen treten vor allem beim Probebetrieb und bei Testläufen auf. Als technische Mittel stehen zur Verfügung: Ausbildung einer Sollbruchstelle, Ausrastmechanik als Überlastschutz, Kollisionssensor, Abschaltsicherung, Schwingungsdämpfer und Luftkühleinrichtung, wenn heiße Werkstücke manipuliert werden.

9.1 Sicherheitsanforderungen

Bezogen auf die Greiftechnik sind es im wesentlichen zwei Anforderungen, denen ein Greifer genügen sollte. Zum ersten soll beim Anstoßen an ein Hindernis eine „weiche Stelle" zwischen Greifer und Roboterflansch vorhanden sein, damit das Hindernis und natürlich der Greifer nur geringen Schaden nehmen. Das Prinzip einer einfachen Vorrichtung aus den Anfängen der Roboteranwendung wird in Bild 9.1 gezeigt. Bei einer bestimmten Anstoßkraft F rastet der Greifer vom Hindernis wegführend aus. Gleichzeitig sollte ein Abschaltsignal an die Handhabungseinrichtung ausgegeben werden. Heute wird auch durch Überwachung der Armkräfte mit Sensoren (Achsgelenksensorik) ein plötzlicher Stoß festgestellt und der Roboter angehalten. Zum zweiten geht es um die Erhaltung der Greifkraft bei Energieausfall. Für beide Fälle sollen einige Ausführungen folgen.

9.2 Kollisionsschutzsysteme

Beim Industrieroboter kann es zur Beschädigung eines wertvollen Greifers kommen, zu Defekten an der zu beschickenden Maschine als Kollisionspartner und auch zur Dejustierung von Roboterachsen, wenn es zu einer Crash-Situation kommt. Ursache können unplanmäßige Veränderungen in der Umgebung des Roboters sein, Programmierfehler oder Komponentenversagen. Um die Folgen auszuschließen oder zu mindern, wurden Kollisi onsschutzsysteme entwickelt. Es gibt sie sowohl in „hard" als auch in „soft". Das Bild 9.2 zeigt eine Hardwarelösung. Im Falle einer Kollision kann die Greiferhand ausweichen, was gleichzeitig den „Halt" des Roboterarmes auslöst. Das Anhalten ist allerdings nicht schlagartig ausführbar, sondern mit einer mehr oder weniger großen Nachlaufbewegung verbunden. Die dargestellte Vorrichtung wird durch Druckluft, wie eine Feder wirkend, starr gehalten. Die Steifheit kann über den Druck eingestellt werden. Bei einer Kollision wird ein Not-Aus-Signal generiert und gleichzeitig die Druckkammer belüftet.

Ein wichtiges Detail ist für den Nutzer die Möglichkeit, dass nach einem Crash der Kollisionsschutz wieder automatisch hergestellt werden kann, ohne dass der Bediener direkt eingreifen und den Schutzbereich des Roboters betreten muss.