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Handarbeitsplätze gibt es auch in Zeiten von Industrie 4.0: Ausgabe 01/2019, 01.04.2019

Intelligente Transportsysteme

Die Zeit von Sicherheitskäfigen in der Produktion ist vorüber. In der Fabrik der Zukunft arbeiten Maschinen, Roboter und Menschen Hand in Hand. Damit das auch bei intelligenten Transportsystemen möglich wird, hat B&R die Human-track collaboration eingeführt.

Bilder: B&R

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 – der Mensch lernt schnell, ist geschickt und intelligent. Er kann in kurzer Zeit komplexe Tätigkeiten lernen und ausführen. «Aus dieser Motivation heraus entstand die Anforderung: Mensch am Track», sagt Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies bei B&R.
Sicherheit hat oberste Priorität, wenn Menschen mit Maschinen Hand-in-Hand arbeiten. Während es für die Mensch–Roboter-Kollaboration (MRK) Sicherheitsnormen und Empfehlungen gibt, ist die Human-track collaboration (MTK) in dieser Welt noch nicht bedacht. Wie auch: «Wir sind Pioniere auf diesem Gebiet», hebt Kickinger hervor. Damit Handarbeitsplätze am ACOPOStrak dennoch sicher sind, hat sich B&R an Grenzwerten orientiert, die in technischen Spezifikationen für die Mensch– Roboter-Kollaboration und Typ-C-Normen aus Nachbarbereichen festgesetzt sind.

Fünf integrierte Sicherheitsfunktionen
Um die Human-track collaboration letztendlich sicher zu machen, verfügt ACOPOStrak 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 sehr kurz. Das alles lässt 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 voller Kraft. Das Besondere der Lösung von B&R liegt jedoch 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 Kickinger. So wird 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.

Sicherer Einrichtbetrieb
Die Sicherheitsfunktionen von ACOPOStrak erlauben 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», betont Kickinger. So gibt es in anderen Systemen zwar Trackelemente, die konstruktionsbedingt die Geschwindigkeit sicher beschränken können aber diese Beschränkung lässt sich nicht verändern. Ein Wechsel zwischen sicherem und High-SpeedBetrieb ist nicht möglich.

Wirtschaftlichkeit fest im Blick dank attraktivem ROI 
Die extrem 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. Mit der MTK erweitert B&R das Einsatzspektrum des intelligenten Transportsystems ACOPOStrak und ermöglicht eine kurze Time-to-Market (TTM) bei einem attraktiven Return-on-Investment (ROI). Wird nicht alles automatisiert und komplexe Tätigkeiten dem Menschen überlassen, kann das Engineering schneller sein und die Maschine letztendlich günstiger als eine vollautomatisierte Anlage.
Auch die Gesamtanlageneffizienz, die Overall Equipment Effectiveness (OEE), verbessert sich im Vergleich zu herkömmlichen starren Sicherheitslösungen. Es kann selbst dann weiter produziert werden, während ein Operator am Handarbeitsplatz agiert. Mit dieser Entwicklung ist B&R Wegbereiter in eine neue – kollaborative – Zukunft der Produktion.

Infoservice
B&R Industrie-Automation AG
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Um die Human-track collaboration sicher zu machen, verfügt ACOPOStrak über fünf zentrale Sicherheitsfunktionen


Die Sicherheitsfunktionen von mapp Trak greifen nur dort ein, wo sich tatsächlich ein Mensch am Track befindet


Beim Tracksystem ACOPOStrak fahren die Werkstücke mit über 4 m/s schnell

ACOPOStrak


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 unzählig viele Möglichkeiten, eine vollautomatisierte Produktion speziell für individualisierte Produkte aufzubauen.