Griffschalter Höhere Arbeitssicherheit an Robotern

Die Erhöhung der Arbeitssicherheit bei Roboteranwendungen gewinnt immer weiter an Bedeutung. Zustimmungsschalter in 3-stufiger Ausführung leisten hierbei einen entscheidenden Beitrag.

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SAB Bröckskes GmbH & Co KG

FAULHABER Antriebssysteme

Die Erhöhung der Arbeitssicherheit bei Roboteranwendungen gewinnt immer weiter an Bedeutung. Zustimmungsschalter in 3-stufiger Ausführung leisten hierbei einen entscheidenden Beitrag.

Im Normalbetrieb eines Roboters sind die betriebsmäßigen Schutzeinrichtungen wie Schutzgitter oder Verriegelungssysteme wirksam, und der Bediener ist keiner Gefahr ausgesetzt. Wenn jedoch im Sonderbetrieb (manuell) als zulässige Ausnahme Arbeiten wie Einrichtung, Programmierung, Prozessumstellung und Behebung von Fehlern sowie die Wartung ausgeführt werden, muss der Bediener den Arbeitsbereich des Roboters betreten und ist somit in hohem Maße gefährdet. Um auch in dieser manuellen Betriebsart den Personenschutz zu gewährleisten, gilt es, zusätzliche Maßnahmen zu ergreifen. Dazu zählen auch Zustimmungsschalter.

Die ISO10218 (EN775), Sicherheit von Industrierobotern, definiert einen Zustimmungsschalter wie folgt: „...ein manuell betätigtes Gerät, das nur dann eine Roboterbewegung zulässt, wenn es in einer vorab festgelegten Position gehalten wird“. Die neueste Fassung enthält die zusätzliche Forderung, dass ein Zustimmungsschalter 3-stufig ausgeführt sein muss. Auch die IEC60204-1 (Elektrische Ausrüstungen von Maschinen) formuliert in dem sicherheitsbezogenen Teil von Steuerungen den klaren Hinweis, dass ein Zustimmungsgerät in der Lage sein muss, mit einer dreistufigen Betriebsart (Aus-Ein-Aus) die Roboterbewegung anzuhalten. Deshalb muss ein Steuergerät neben der ursprünglichen Zustimmungsfunktion (Stufe 2) zusätzlich über eine weitere Abschaltfunktion (Stufe 3) verfügen.

Die Notwendigkeit der weiteren Abschaltfunktion eines Zustimmungsschalters haben Tests gezeigt. Ein Mensch ist nicht in der Lage, bei drohender Gefahr ruhig und überlegt zu handeln. Jede Person reagiert hier unterschiedlich. So kann es vorkommen, dass ein Gegenstand losgelassen oder aber noch fester gehalten wird. Bezogen auf ein herkömmliches (2-stufiges) Zustimmungsgerät bedeutet das Festhalten jedoch, dass der Schalter weiterhin betätigt und folglich der Roboter nicht gestoppt wird. Deshalb fordert z. B. der amerikanische ANSI Standard (RIA15.06), dass ab Juni 2001 alle neuen Programmiereinheiten und die entsprechenden Steuergeräte für Roboterapplikationen mit einem dreistufigen Zustimmungsschalter (Aus-Ein-Aus) auszustatten sind. Unter anderem heißt es in dieser Norm , dass „weiteres Personal innerhalb des Schutzraumes ein Zustimmungsgerät mitzuführen und zu benutzen hat“.

Robuste Konstruktion

Zur Erfüllung dieser Forderung eignet sich in besonderer Weise der Griffschalter HE1G von IDEC. Dieser ist mit zwei dreistufigen Zustimmungsschaltern ausgestattet. Damit erfüllt er die Forderung nach Schutz vor Ausfall (Redundanz). Er kann somit in Verbindung mit beispielsweise handelsüblichen Sicherheitsrelais oder anderen geeigneten Sicherheitsschaltungen in Applikationen verwendet werden, für die die Sicherheitskategorie 4 erforderlich ist. Zusätzlich lässt sich ein Not-Aus-Taster am Griffschalter installieren. Mit dieser Konfiguration wird erreicht, dass der Zustimmungsschalter lediglich den Antriebsteil des Roboters stoppt, während der Not-Aus-Taster das gesamte System abschaltet.

Neben der robusten Konstruktion weist der Griffschalter hervorragende ergonomisch Eigenschaften auf und ist dadurch insbesondere für den Einsatz über viele Betriebsstunden geeignet. Handelsübliche Ausführungen sind in zwei verschiedenen Versionen erhältlich: mit Daumen- oder Hand- (Finger-) Betätigung. Während bei der Daumenausführung der Zustimmungsschalter nur mit dem Daumen gedrückt wird, erfolgt die Betätigung der Handausführung (Griffschalter HE1G) mit den vier Fingern. Der Anwender braucht zur Bedienung den Zustimmungsschalter also nur zu halten. In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei längerer Betätigung eine Ermüdungserscheinung des Daumens wesentlich schneller eintritt als eine der Finger. Somit ist der HE1G dank seiner Fingerfreundlichkeit die bessere Ausführung für einen Griffschalter.

Seine ergonomischen Vorzüge hat der HE1G bereits in vielen Applikationen unter Beweis gestellt. So z. B. in der Automobilindustrie zur Erhöhung der Arbeitssicherheit bei der Programmierung von Lackierrobotern.

Der Griffschalter HE1G trägt also in doppelter Hinsicht zur Verbesserung des Personenschutzes bei: Erstens durch die Erhöhung der Arbeitssicherheit (Abschaltung in Stufe 3) und zweitens durch die Entlastung des Bedienpersonals bei der Betätigung (ergonomische Gestaltung).

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