Sensorik für die kollaborative Robotik Keine Mensch-Roboter-Kollaboration ohne Sensoren

Der Sicherheits-Laserscanner »PSENscan« von Pilz überwacht bis zu drei getrennte Zonen gleichzeitig.
Der Sicherheits-Laserscanner »PSENscan« von Pilz überwacht bis zu drei getrennte Zonen gleichzeitig.

Die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) erfordert eine ausgeklügelte Sensorik. Nicht von ungefähr hat der Automatisierungstechnik-Hersteller Pilz, der sich stark für die sichere MRK engagiert, neulich einen Sicherheits-Laserscanner sowie ein Kraft- und Druckmessgerät präsentiert.

Das stählerne Roboter-Ungetüm, das unverrückbar in seinem Sicherheitskäfig steht und scheinbar stupide immer dieselbe Tätigkeit verrichtet, hat noch nicht ausgedient, aber Konkurrenz bekommen. Immer mehr Hersteller bringen ein- oder zweiarmige Leichtbau-Roboter auf den Markt, deren Arme wenig Druck ausüben und dank moderner Sensorik auch auf Hindernisse wie etwa menschliche Körperteile direkt reagieren, indem sie ihre Bewegungen verlangsamen oder ganz stoppen. Solche Roboter können direkt neben oder sogar gemeinsam mit dem Menschen arbeiten.

Ohne vielfältige Sensorik - von der Raumüberwachung auf Basis von Kameras oder Laserscannern über Gelenkmomenten-Sensoren bis hin zu Sensorhäuten - wären derartige Roboter, sprich: die sichere MRK, allerdings undenkbar. Insofern überrascht es nicht, dass sich Pilz als Hersteller sicherer Automatisierungstechnik des Themas annimmt. Erst vor kurzem hat das Unternehmen den Sicherheits-Laserscanner »PSENscan« sowie das Kraft- und Druckmesssystem »PROBms« für die Validierung von MRK-Anwendungen neu vorgestellt.

Der »PSENscan« überwacht bis zu drei getrennte Zonen gleichzeitig. Maximal 70 umschaltbare Konfigurationen lassen sich einrichten, und bis zu vier Exemplare lassen sich nach dem Master-Slave-Prinzip in Reihe schalten. Weil sich die Warn- und Schutzfelder frei konfigurieren lassen, ist »PSENscan« leicht in unterschiedliche Applikationen zu integrieren.

Flexibel konfigurierbare Sicherheits-Laserscanner sind neu im Automatisierungs-Portfolio von Pilz. Anwenden lassen sich die Geräte nicht nur für die MRK, sondern auch zur stationären Flächenüberwachung oder für fahrerlose Transportsysteme (FTS). In Verbindung mit den konfigurierbaren Kleinsteuerungen der Serie »PNOZmulti« oder den Steuerungen des Automatisierungssystems PSS 4000 bilden sie laut Pilz eine wirtschaftliche Komplettlösung aus einer Hand.

Der Laserscanner bietet eine zweidimensionale Flächenüberwachung mit einem großen Öffnungswinkel von 275°: Anwendungen, in denen mehrere aneinandergrenzende Seiten einer Maschine oder eines FTS überwacht werden sollen, lassen sich so im Vergleich zu einem 180°-Scanner mit einer geringeren Anzahl von Geräten verwirklichen. »PSENscan« ist dabei in unterschiedlichen Situationen flexibel einsetzbar, weil verschiedene Zonenkonfigurationen hinterlegt werden können. So lassen sich beispielsweise für den Einricht- und Produktivbetrieb unterschiedlich große Sicherheits- und Warnzonen definieren oder die Zonen an das gerade bearbeitete Werkstück anpassen. An unterschiedliche bauliche Gegebenheiten ist »PSENscan« flexibel und problemlos anzupassen, was Zeit und Aufwand im Einrichtbetrieb spart.

Das Gerät bietet eine Schutzfeldreichweite von 3 bis 5,5 m für den Sicherheitsbereich, so dass auch größere Flächen mit nur einem Exemplar abgedeckt werden können. Der Warnbereich deckt bis zu 20 m ab und erlaubt es, eine Person rechtzeitig, etwa durch ein akustisches Signal, zu warnen oder eine Reaktion der Maschine, etwa eine Verlangsamung, auszulösen.

Konfigurieren lässt sich »PSENscan« mit dem Software-Tool »PSENscan Configurator«. Der Laserscanner wird dazu über den Ethernet-Port mit dem Konfigurationsrechner verbunden. Mit dem Software-Tool lassen sich dann Sicherheits- und Warnzonen definieren und alle weiteren Einstellungen vornehmen. Mit einem Einlernmodus erfasst der Laserscanner feste Hindernisse in seiner Umgebung, die sich dann von vornherein aus den Überwachungszonen aussparen lassen. Weil die komplette Konfiguration in einem auswechselbaren Speichermodul abgelegt werden kann, lässt sich im Falle eines Gerätetauschs das neue Exemplar mit dem bestehenden Speichermodul bestücken, so dass eine erneute Konfiguration nicht nötig ist.

»PSENscan« entspricht nicht nur der Schutzart IP65, sondern der ganze Aufbau des Laserscanners ist so optimiert, dass er von Staubpartikeln ausgelöste Fehler erkennt und somit vermeidet. Auf seinem integrierten Display zeigt er Statusinformationen oder Fehlermeldungen wie die Aufforderung zur Reinigung an. Befinden sich Personen oder Objekte in der Warn- oder Sicherheitszone, signalisiert er das mit einen farblich unterlegten Hinweis so auf dem Display, dass es auch auf größere Distanz gut erkennbar ist.