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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur
Absicherung von Maschinen, insbesondere in Produktionsanlagen, gegen
nicht bestimmungsgemäß eintretende,
auftreffende oder austretende Objekte.
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Die
Absicherung von Maschinen, insbesondere in Produktionsanlagen spielt
eine wichtige Rolle zur Einhaltung hoher Sicherheitsstandards. Hierbei
sollte einerseits die Umgebung der Maschine gegenüber nicht bestimmungsgemäß aus der
Maschine austretenden Objekten geschützt und auch die Maschine selbst
vor nicht bestimmungsgemäß eintretenden
bzw, auf die Maschine einwirkenden Objekten geschützt werden.
So können
Maschinen ihre Umgebung durch Herausschleudern von schnellen Maschinen-
oder Werkstückteilen gefährden oder
selbst durch schnell bewegte Objekte in ihrer Arbeitsumgebung gefährdet werden,
wobei die einzelnen Ereignisse zwar mit geringer Wahrscheinlichkeit
eintreten, jedoch eine große
Tragweite aufweisen können.
Gerade wenn sich der Mensch in der Umgebung der Maschine befindet,
weil er zur Erfüllung
einer Arbeitsaufgabe mit der Maschine in Interaktion treten muss,
ist ein derartiger Schutz besonders wichtig. Ein Beispiel hierfür sind industrielle
Kreissägen,
aus denen schnell fliegende Materialsplitter des bearbeiteten Werkstücks nach
außen
dringen können.
Obwohl derartige Maschinen bereits sehr gut abgesichert sind, treten dennoch
in seltenen Fällen
derartige Splitter aus der Maschine aus, die die Bedienperson stark
gefährden.
Ein weiteres Beispiel für
ein Ereignis, das nur selten auftritt, im Eintrittsfall jedoch schwerwiegende
Folgen nach sich ziehen kann, ist die Kollision von mobilen Robotern
mit einem Objekt hoher kinetischer Energie. Weitere beispielhafte
Anwendungsgebiete sind die Absicherung von Maschinen, bspw. Druckmaschinen,
vor absichtlichem oder versehentlichem Hineinfassen durch eine Bedienperson
oder die Absicherung von Industrieroboter-Manipulatoren, die ohne
trennende Schutzeinrichtungen eingesetzt werden und mit anderen
Maschinen oder direkt mit den Menschen interagieren.
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Derzeit
werden in den produktionstechnischen Anlagen je nach Art der Anlage
und damit verbundenen Gefahren unterschiedliche Sicherheitssysteme
eingesetzt. So werden bspw. industrielle Kreissägen durch herabhängende Ketten
oder Kunststoffmatten gegen das Austreten von Werkstückbruchteilen
gesichert. Auch vertikal bewegliche Schieber, die den Einführspalt
für das
Werkstück
so klein wie möglich
halten, sind in diesem Zusammenhang bekannt. In seltenen Fällen treten
jedoch immer noch schnell fliegende Splitter oder andere Werkstückbruchteile
aus, die die Bedienperson stark gefährden.
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Bei
offenen Maschinen mit bewegten Komponenten, wie bspw. Druckmaschinen,
ist es bekannt, diese mit einer optischen Sensorik auszustatten,
die bei Detektion eines in einen Schutzbereich eintretenden Objektes
ein Warnsignal abgibt. Ein physischer Schutz, der das Eindringen
des Objektes zuverlässig
verhindert, ist damit jedoch nicht verbunden.
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Bei
mobilen Robotern ist es bekannt, diese mit optischen Sensoren zur
Erfassung langsamer Objekte auszustatten, die sich auf Kollisionskurs
befinden, so dass die mobilen Roboter ausweichen können. Diese Technik
bietet jedoch keinen Schutz vor schnellen Objekten, die sich auf
Kollisionskurs befinden. Weiterhin werden mobile Roboter mit sog.
Bumpern zur Dämpfung
einer Kollision mit einem langsamen Objekt ausgestattet, die jedoch
bei schneller bewegten Objekten keinen hinreichenden Schutz vor
einer Kollision und dem damit verbundenen wirtschaftlichen Schaden
bieten.
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Bei
Manipulatoren ohne trennende Schutzeinrichtungen in produktionstechnischen
Anlagen wird zum Schutz der Maschine häufig eine Ummantelung mit schützendem
Material angebracht. Zum Schutz des Menschen ist in derartigen Anlagen
die Installation von sog. Totmannschaltern bekannt. Ein zuverlässiger Schutz, insbesondere
bei schnellen oder unkontrollierten Bewegungen des Manipulatorarms,
ist damit jedoch nicht verbunden.
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Aus
der
DE 100 02 085
A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Überwachen
von Objekten bekannt, mit denen eine sicherheitstechnische Überwachung
von Maschinen und Produktionsabläufen
ermöglicht
wird. Bei dem Verfahren werden die zu überwachenden Objekte mit einer
Kamera erfasst und das Kamerabild nach bestimmten Kriterien ausgewertet.
Bei Erkennen eines nicht bestimmungsgemäßen Verhaltens wird ein Sicherheitsmechanismus
ausgelöst,
beispielsweise zum Abschalten einer Maschine.
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Aus
der
DE 43 22 865 A1 ist
eine Vorrichtung zur Sortierung von Glasbruch bekannt, bei der die
Farbe der einzelnen Glasscheiben über ein optisches System bestimmt
und auszusortierende Fraktionen mit einem Druckluftstrahl in eine
andere Transportbahn geblasen werden.
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Der
Einsatz von Gasstrahlen ist auch aus dem Bereich der Lasermaterialbearbeitung
bekannt (vgl. http://www.ifsw.uni-stuttgart.de/deutsch/beitrag/
lasermagazin/ fokus0699.html). Beispielsweise werden beim Laserstrahlschweißen auftretende
Schweißspritzer,
die geeignet sind in das Laserstrahl-Führungssystem einzudringen und
optische Komponenten zu beschädigen,
durch sog. Querjets von ihrer Bahn abgelenkt. Ein solcher Querjet
ist eine Gasströmung,
die mit einer sog. Querjet-Düse
erzeugt wird. Es handelt sich dabei jedoch nicht um ein Sicherheitssystem
für den
Schutz von Maschinen oder deren Umgebung vor mit geringer Wahrscheinlichkeit
austretenden oder auftreffenden Objekten. Die bekannte Technik wird
vielmehr für
den maschineninternen kontinuierlichen Schutz der optischen Komponenten
eingesetzt.
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Schließlich beschreibt
die
GB 1151428 eine
pneumatisch arbeitende Schutzvorrichtung, die hindurch tretende
Objekte über
eine Druckänderung
erfasst. Bei Detektion eines nicht bestimmungsgemäß hindurch
tretenden Objektes kann die Maschine dann abgeschaltet werden.
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Die
letztgenannten Druckschriften liefern jedoch ebenfalls keine Lösung für die vorangehend
erläuterte
Problematik.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, ein Verfahren sowie ein System zur Absicherung
von Maschinen, insbesondere in Produktionsanlagen anzugeben, die
es ermöglichen,
die Maschinen oder deren Umgebung vor mit geringer Wahrscheinlichkeit
auftretenden gefährlichen
Objekten zu schützen,
die sich mit relativ hoher Geschwindigkeit bewegen.
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Die
Aufgabe wird mit dem Verfahren sowie dem System gemäß den Patentansprüche 1 bzw.
9 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Verfahrens sowie des Systems sind Gegenstand
der Unteransprüche
oder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ausführungsbeispielen
entnehmen.
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Beim
vorliegenden Verfahren zur Absicherung von Maschinen gegen nicht
bestimmungsgemäß eintretende,
auftreffende oder austretende Objekte werden die Objekte mit einem
Sensorsystem erfasst und bei Erfassung durch Beschleunigung und/oder
Expansion eines Schutzmediums abgebremst oder abgelenkt, so dass
sie keine Gefahr mehr für
die Maschine oder Umgebung darstellen.
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Das
zugehörige
Sicherheitssystem umfasst entsprechend ein Sensorsystem zur Erfassung
der Objekte, ein zum Abbremsen oder Ablenken der erfassten Objekte
beschleunigbares oder expandierbares Schutzmedium sowie eine Einrichtung
zur Beschleunigung und/oder Expansion des Schutzmediums bei einer
Auslösung
durch ein Signal des Sensorsystems.
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden somit in Produktionsanlagen auftretende
gefährliche
Objekte hoher kinetischer Energie oder Geschwindigkeit durch anwendungsspezifische
Sensoren detektiert und durch eine dadurch ausgelöste Beschleunigung
bzw. Expansion eines Schutzmediums gestoppt, auf eine ungefährliche
Geschwindigkeit abgebremst oder von ihrer Bahn so abgelenkt, dass
eine Kollision mit dem zu schützenden
System verhindert wird. Das zu schützende System kann hierbei
die Maschine, ein Teil der Maschine oder die Umgebung der Maschine,
insbesondere eine Bedienperson, sein. Gefährliche Objekte können bspw.
Maschinenteile, wie lose Schrauben, abgelöste Abdeckungen, zerschlissene
Riemen, gebrochene Antriebsketten, Teile aus geborstenen Getrieben
oder Druckbehältern
o.ä. oder
auch Werkstückteile
wie Splitter, Bruchstücke
oder Restmaterialstücke
sein.
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Es
versteht sich von selbst, dass die Sensoren sowie die Einrichtung
zur Auslösung
des Schutzmediums derart angebracht sein müssen, dass sie in der Lage
sind, das entsprechende gefährliche
Objekt zu detektieren und durch Auslösung des Schutzmediums abzubremsen
oder abzulösen.
Das Sensorsystem sowie die Einrichtung zur Beschleunigung bzw. Expansion
des Schutzmediums werden daher im Bereich möglicher Bewegungsbahnen von
nicht bestimmungsgemäß austretenden
oder eintretenden bzw. kollidierenden Objekten angebracht.
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Grundsätzlich sind
baulich das emittierende System, das zu schützende System und das Sicherheitssystem
zu unterscheiden. Das emittierende System ist die Quelle des gefährlichen
Objekts, welches mit dem zu schützenden
System zu kollidieren droht. Das zu schützende System enthält ein oder
mehrere zu schützende
Objekte. Das Sicherheitssystem kann dabei baulich dem emittierenden
System oder dem zu schützenden
System zugeordnet sein.
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Mit
dem vorliegenden Verfahren sowie dem zugehörigen Sicherheitssystem wird
ein physischer Schutz von Maschinen oder deren Umgebung vor mit
geringer Wahrscheinlichkeit auftretenden gefährlichen Objekten hoher kinetischer
Energie oder Geschwindigkeit bereitgestellt. Der Einsatz des Verfahrens
sowie des Systems führt
zu einer Verringerung des Restrisikos beim Betrieb derartiger Maschinen.
Durch die Funktionsweise des Systems wird eine schnelle Reaktion
auf das Gefahrenereignis ermöglicht.
Das System lässt
sich mit geringem Bauraum realisieren, so dass vielfach keine wesentlichen
konstruktiven Änderungen
an den Maschinen vorgenommen werden müssen.
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Die
einsetzbaren Schutzmedien lassen sich je nach Aggregatzustand in
gasförmige,
flüssige
und feste Medien einteilen. Weiterhin lassen sich flüssige und
feste Medien nach deren Konsistenz unterscheiden. Die flüssigen Medien
können
hochviskos oder niedrigviskos sein. Bei den festen Medien kommen
insbesondere Schüttgüter, wie
bspw. Granulat oder Pulver, in Frage. Neben dieser Art des Mediums
ist auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Mediums ein wichtiger
Parameter, der je nach Anwendungsgebiet spezifisch ausgewählt wird.
Im Folgenden ist beispielhaft eine Tabelle angegeben, in der verschiedene
Arten des Schutzmediums anhand konkreter Beispiele in Abhängigkeit
von deren Ausbreitungsgeschwindigkeit angeführt sind, wie sie bei der vorliegenden
Erfindung zum Einsatz kommen können.
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Vorzugsweise
wird das Schutzmedium beim vorliegenden Verfahren sowie dem zugehörigen System explosionsartig
beschleunigt oder zur Expansion gebracht.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich hierbei um ein
gasförmiges
Medium, das unter Druck in die Bewegungsbahn des gefährlichen
Objektes eingeblasen wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil,
dass bspw. bei Verwendung von Druckluft als Schutzmedium, keine
Auf- bzw. Nachbereitung des Sicherheitssystems nach dem Auslösen des
Schutzmediums erforderlich ist. Weiterhin kann ein derartiger Luftdruckstrahl – oder Strahl
eines anderen Gases oder Gasgemisches – auch als Warnung eingesetzt
werden, wenn bspw. ein Bediener unbeabsichtigt mit der Hand in den
Bereich einer gefährlichen
Stelle einer Maschine gelangt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens
bzw. Systems wird ein Gas oder Gasgemisch explosionsartig in eine
flexible Hülle
expandiert, die sich dadurch explosionsartig aufbläst. Diese
Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens bzw.
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Systems
entspricht der Funktionsweise eines aus anderen technischen Bereichen
bekannten Airbags. Das Prinzip eines derartigen Airbags bzw. expandierenden
Luftsacks wird in Kraftfahrzeugen sowie beim Fallschirmspringen
oder Gleitschirmfliegen zum Personenschutz eingesetzt. Ein derartiger
Airbag setzt sich aus dem Luftsack, einem pyrotechnischen Gasgenerator,
dessen Gehäuse
sowie einem Auslösesensor
zusammen, der bei der Detektion einer starken Beschleunigung in
Folge eines Aufpralls auslöst.
Insbesondere die schnelle Aufblasdauer von 30–40 ms, die großen Füllvolumen
von bis zu 100 l und die geringen Kosten sprechen für die besondere
Eignung eines derartigen Lösungsprinzips
für die
vorliegenden Anwendungen. Eine Ausgestaltung des vorliegenden Systems
in Form eines Airbag hat zudem den Vorteil eines geringen Bauraums
sowie einer ortsunabhängigen
Energieversorgung.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens sowie des
zugehörigen
Systems ist das Sensorsystem derart ausgestaltet, dass es die Richtung,
Geschwindigkeit und ggf. Größe des detektierten
Objekts ermitteln und daraus das Gefahrpotential für die Maschine
bzw. Umgebung ableiten kann. Hierfür umfasst das Sensorsystem
neben mehreren Sensoren eine entsprechende Auswerteeinheit, die
anhand der erfassten Daten das Gefährdungspotential, bspw. in
Form eines abgeleiteten Messwertes, erfasst und nur bei Überschreiten
eines vorgebbaren Schwellwertes das Schutzmedium auslöst. Selbstverständlich können hierbei auch
mehrere Einrichtungen zur Auslösung
von Schutzmedien angeordnet sein, die je nach ermittelter Flugbahn,
Geschwindigkeit und/oder Gefährdungspotential ausgelöst werden.
Auch eine kaskadierte Auslösung der
Schutzmedien lässt
sich hierdurch realisieren, bei der die ein oder mehreren weiteren
Stufen erst bei weiterer Annäherung
des Objektes ausgelöst
werden.
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Das
vorliegende Verfahren und das zugehörige System werden nachfolgend
anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei
zeigen:
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1 eine schematische Darstellung
eines Ausführungsbeispiels
des vorliegenden Verfahrens bzw. Systems im Einsatz;
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2 ein Ausführungsbeispiel
des vorliegenden Verfahrens bzw. Systems zur Sicherung der Umgebung
einer offenen Maschine;
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3 ein weiteres Beispiel,
das die Arbeit an einer industriellen Kreissäge darstellt;
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4 ein Beispiel des Einsatzes
des vorliegenden Systems bzw. Verfahrens an einer Kreissäge wie der
der 3;
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5 ein Ausführungsbeispiel
zur Sicherung einer offenen Maschine mit bewegten Komponenten, die vor äußeren Objekten
geschützt
werden soll;
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6 ein Beispiel für die Sicherung
einer offenen Maschine mit bewegten Komponenten, die für die menschliche
Hand eine Gefahr darstellen;
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7 ein Beispiel für die Sicherung
eines mobilen Roboters vor der Kollision mit anderen Fahrzeugen; und
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8 ein Beispiel für den Schutz
von Manipulatoren ohne trennende Schutzeinrichtungen vor der Kollision
mit einem anderen Manipulator.
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1 zeigt anhand einer schematischen
Darstellung ein Beispiel für
die Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens bzw. Systems in allgemeiner
Form. In der Figur sind auf der einen Seite das ein gefährliches Objekt 2 emittierende
System 1, bspw. eine Maschine, und auf der anderen Seite
das zu schützende
System 14 mit mehreren zu schützenden Objekten 13 dargestellt.
Das zu schützende
System 14 kann hierbei eine weitere Maschine, die Umgebung
mit unterschiedlichen zu schützenden
Objekten 13 oder auch eine Bedienperson sein. Das Sicherheitssystem 6 umfasst
ein oder mehrere Sensoren 4, 5 zur Detektion eines
gefährlichen Objekts,
die mit einer Auswerteeinheit 9 zur Auswertung der Sensorsignale 7 verbunden
sind. Die Auswerteeinheit 9 ist wiederum mit einer Einrichtung 16 zur
Auslösung
einer Beschleunigung des Schutzmediums 12 verbunden. In
der Figur ist weiterhin das Speichergehäuse 11 für das Schutzmedium
zu erkennen.
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Beim
Betrieb dieses Sicherheitssystems 6 wird der Eintritt eines
gefährlichen
Objektes 2 in den durch die Sensoren 4, 5 überwachten
Bereich als auslösendes
Ereignis 3 erfasst und mit den Sensorsignalen 7 an die Auswerteeinheit 9 weitergeleitet.
Aus den Sensorsignalen ermittelt die Auswerteeinheit 9 das
Gefährdungspotential
des gefährlichen
Objektes 2, bspw. dessen Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung
oder Volumen. Bei hohem Gefährdungspotential
löst die
Auswerteeinheit 9 durch ein entsprechendes Signal 10 im
Speichergehäuse 11 durch
die Auslöseeinrichtung 16,
bspw. eine Zündeinrichtung,
eine Expansion des Schutzmediums aus, die in der Figur anhand der
expandierenden Front des Schutzmediums 12 zu erkennen ist.
Durch die schnelle Expansion wird das gefährliche Objekt 2 abgelenkt
bzw. abgebremst, wie dies anhand der Bahn 8 des gefährlichen
Objektes zu erkennen ist. Durch diese Expansion des Schutzmediums
können
somit die zu schützenden
Objekte 13 vor einem Kontakt mit dem gefährlichen
Objekt 2 geschützt
werden.
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Grundsätzlich können beim
vorliegenden Verfahren bzw. System alle Arten von Schutzmedien,
wie Festkörper,
Gase oder Flüssigkeiten
mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten eingesetzt werden. Die folgende
Tabelle zeigt den Einsatz unterschiedlicher Schutzmedien, wie bspw.
gasgefüllter
Luftsack, Druckluft, Sanddruckstrahl oder ballistischer Schwarm
bei unterschiedlichen Fallgestaltungen, d. h. unterschiedlichen
emittierenden und zu schützenden
Systemen, unterschiedlichen gefährlichen
Objekten sowie unterschiedlichen zu schützenden Objekten. Diese Tabelle
ist selbstverständlich
keine abschließende
Darstellung der möglichen Fallgestaltungen
und Einsatzgebiete des vorliegenden Verfahrens bzw. Systems.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel
des vorliegenden Verfahrens bzw. Systems zur Sicherung der Umgebung
einer offenen Maschine 17 mit bewegten Komponenten. In
der Maschine 17 ist das vorliegende System mit den Sensoren 4,
der Auswerteeinheit 9 sowie dem Speichergehäuse 11 für das Schutzmedium 12 angeordnet.
Die Sensoren 4 sowie das Speichergehäuse 11 für das Schutzmedium
sind derart angeordnet, dass sie den offenen Bereich der Maschine überwachen
bzw. mit dem Schutzmedium erreichen können. Bei Detektion eines entsprechenden
gefährlichen
Objektes 2 hoher kinetischer Energie wird die Expansion
des Schutz mediums 12 ausgelöst, wie dies in der Figur angedeutet
ist, um die Bewegung des gefährlichen
Objektes abzulenken bzw. abzubremsen, so dass dieses nicht mit dem
zu schützenden
Objekt 13 bzw. der Umgebung in Kontakt kommt. Das Schutzmedium 12 kann
bspw. durch einen gasgefüllten
Airbag oder Druckluft realisiert sein.
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Im
Folgenden wird der Einsatz sowie die Wirkungsweise des vorliegenden
Verfahrens sowie zugehörigen
Sicherheitssystems anhand des Einsatzes bei einer industriellen
Kreissäge
beispielhaft erläutert. 3 zeigt hierbei die Ausgangssituation
bei der Arbeit an einer industriellen Kreissäge. Die zu schützende Bedienperson 13 beschickt
die Kreissäge
mit dem zu bearbeitenden Werkstück 19 durch
einen Zuführspalt 20,
durch den Splitter und größere Holzbruchstücke austreten
können.
Dies stellt eine hohe Gefährdung
der Bedienperson dar. In der 3 ist
hierbei als Teil der Kreissäge
lediglich das Kreissägenblatt 18 angedeutet,
das mit hoher Winkelgeschwindigkeit ω rotiert.
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Beim
Einsatz des vorliegenden Verfahrens bzw. Systems, wie er in der 4 angedeutet ist, wird das gefährliche
Objekt 2, bspw. ein Splitter des Werkstücks 19, mittels zweier
Lichtvorhänge
detektiert, die bspw. durch Laserscanner erzeugt werden können. Der
linke Teil der 4 zeigt
schematisch den Einsatz des vorliegenden Systems in Seitenansicht.
Ein in den Zuführspalt
fliegender Splitter 2 wird durch die Sensoren 4 als auslösendes Ereignis 3 detektiert.
Die Geschwindigkeit des Objekts 2 und damit die Notwendigkeit
des Auslösens
des Schutzmediums 12, bspw. eines Airbags, eines Sanddruckstrahls
oder von Druckluft, wird in der Auswerteeinheit 9 bestimmt.
Im Gefahrenfall löst
die Auswerteeinheit 9 im Airbaggehäuse 11 die Zündung aus
und der Luftsack entweicht und füllt
sich. Je nach räumlichen
Erfordernissen können
mehrere Airbags an verschiedenen Stellen in der Maschine angebracht
und spezifisch ausgelöst
werden. Im vorliegenden Beispielsfall werden 3 Airbags ausgelöst, die
so angeordnet sind, dass sie den Zufuhrspalt 20 im ausgelösten Zustand
vollständig
verschließen
können,
wie dies in der Vorderansicht auf der rechten Seite der 4 angedeutet ist.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
des vorliegenden Verfahrens bzw. Systems zur Sicherung einer offenen
Maschine mit bewegten Komponenten, die vor der Einwirkung äußerer Objekte
geschützt werden
soll. An bzw. in der offenen Maschine wird auch in diesem Fall die
Sensoreinheit mit den Sensoren 4 und der Auswerteeinrichtung 9 sowie
das Speichergehäuse 11 mit
dem Schutzmedium 12 angebracht. Die Anbringung erfolgt
wiederum derart, dass von außen
eindringende gefährliche
Objekte 2 über
die Sensoren 4 erfasst und durch Auslösung des Schutzmediums 12 abgelenkt
bzw. abgebremst werden können.
Bezugszeichen 19 zeigt beispielhaft das der Maschine zur
Bearbeitung zugeführte
Werkstück.
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In
gleicher Weise kann auch eine Bedienperson einer derartigen Maschine
davor bewahrt werden, mit der Hand unbeabsichtigt in einen gefährlichen
Bereich der Maschine einzugreifen, wie dies in der 6 angedeutet ist. Die Anordnung des Sicherheitssystems
kann hierbei in gleicher Weise wie bei 5 erfolgen. Das abzubremsende Objekt
stellt hierbei die Hand des Bedieners dar. In diesem Beispiel ist
zudem eine kaskadierte Absicherung sinnvoll, bei der bei noch geringer
Gefahr ein Druckluftstrahl ausgelöst wird, der den Bediener durch
akustische und physische Wirkung warnt. Bei größerer Gefahr wird die Geschwindigkeit
des Druckluftstrahls erhöht
oder ein zusätzlicher
Luftsack zum Abbremsen der Hand ausgelöst.
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7 zeigt ein Beispiel des
vorliegenden Verfahrens bzw. zugehörigen Systems zur Sicherung
mobiler Roboter in Produktionsumgebungen vor einer Kollision mit
anderen Fahrzeugen, wie bspw. einem Gabelstapler. Der Gabelstapler
stellt in diesem Beispiel das gefährliche Objekt 2 dar,
das auf Kollisionskurs mit dem mobilen Roboter als zu schützendem
Objekt 13 ist. Als Schutzmedium 12 wird auch in
diesem Beispiel ein Airbag eingesetzt, der in dem Speichergehäuse 11 am
mobilen Roboter angeordnet ist. Der mobile Roboter umfasst ebenfalls
die Sensoren 4 sowie die Auswerteeinheit 9 zur
Erfassung der Annäherung
des gefährlichen Objekts 2 sowie
dessen Gefährdungspotential.
Im Gefahrfall wird der Airbag ausgelöst, um den direkten Aufprall
des Gabelstaplers auf den mobilen Roboter zu verhindern.
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In
gleicher Weise können
Manipulatoren ohne trennende Schutzeinrichtungen durch entsprechende Luftkissen
abgesichert werden, wie dies in der 8 schematisch
dargestellt ist. Damit lassen sich Manipulator und ggf. Roboterwerkzeuge
vor einer Zerstörung
schützen.
Mit einem Luftkissen kann die Zeit der Verzögerung des gefährdenden
Manipulators überbrückt werden.
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- 1
- emittierendes
System
- 2
- gefährliches
Objekt
- 3
- auslösendes Ereignis
- 4
- Auslösesensor
- 5
- optionaler
Auslösesensor
- 6
- Sicherheitssystem
- 7
- Sensorsignale
- 8
- Bahn
des gefährlichen
Objekts
- 9
- Auswerteeinheit
- 10
- Auslösesignale
- 11
- Speichergehäuse für Schutzmedium
- 12
- Schutzmedium
bzw. expandierende Schutzfront
- 13
- zu
schützendes
Objekt
- 14
- zu
schützendes
System
- 16
- Auslöseeinrichtung
- 17
- offene
Maschine
- 18
- Kreissägeblatt
- 19
- Werkstück
- 20
- Zuführspalt
