Dieses Vorgehen wird beispielhaft anhand der MRB dargestellt, kann aber mit jedem Produkt dieser Art so angewendet werden.
Vorsicht!
Die nachfolgenden Angaben sind ohne Gew�hr! Lesen und beachten Sie unbedingt die geltenden Normen und Richtlinien in diesem Zusammenhang (z.B: ISO 13855, 13857, 13854, 14120, 14119, usw.).
1 Verwendung ber�hrungslos wirkender Schutzeinrichtungen
Das Schutzfeld einer ber�hrungslos wirkenden Schutzeinrichtung muss den Gefahrenbereich (Arbeitsbereich A + Sicherheitsabstand S) absichern. Zur Berechnung des Sicherheitsabstands S gilt die DIN EN ISO 13855 � Anordnung von Schutzeinrichtungen im Hinblick auf Ann�herungsgeschwindigkeiten von K�rperteilen.
Wenn vom Hersteller der ber�hrungslos wirkenden Schutzeinrichtung keine anderen Vorgaben angegeben werden, verwenden Sie die Berechnungsgrundlagen auf den folgenden Seiten (s. Abschnitte 8.1.1 und 8.1.2).
Nachlaufzeit T
Die Nachlaufzeit T des gesamten Systems ist ein wesentlicher Kennwert f�r die Berechnung des Sicherheitsabstandes. Sie setzt sich zusammen aus:
t1 � Ansprechzeit (Reaktionszeit) der Schutzeinrichtung in Sekunden [s] (siehe Dokumentation des Herstellers der Schutzeinrichtung) und
t2 � Anhaltezeit des Robotersystems in Sekunden [s] (siehe MA Robotersystems HORST)
T = t1 + t2
Sicherheitsabstand S
Der Mindest-Sicherheitsabstand S zum Arbeitsbereich des Roboters wird allgemein durch folgende Gleichung berechnet:
S = (K � T) + C
S � minimaler Sicherheitsabstand in mm
K � Ann�herungsgeschwindigkeit von Personen in mm/s
T � Nachlaufzeit des gesamten Systems in s (s. Abschnitt 8.1.1)
C � Eindringabstand (Sicherheits-Zuschlag)
In Abh�ngigkeit von der Ausrichtung des Schutzfeldes variieren die Werte f�r die Ann�herungsgeschwindigkeit K und den Eindringabstand C. Dies wird im Folgenden erl�utert.
1.1 Schutzfeld rechtwinklig zur Ann�herungsrichtung
Ist das Schutzfeld rechtwinklig zur Ann�herungsrichtung ausgerichtet (z. B. ein senkrecht ausgerichtetes Lichtgitter), gelten folgende Berechnungen:
Bei Verwendung aktiver optoelektronischer Schutzeinrichtung mit Sensordetektionsverm�gen � 40 mm gilt:
K = 2000 mm/s (nach DIN EN ISO 13855)
C = 8 � (d � 14) (nach DIN EN ISO 13855)
jedoch nicht kleiner als 0
d � Sensordetektionsverm�gen der Schutzeinrichtung in mm (minimale Objektaufl�sung)
Somit ergibt sich f�r den Mindest-Sicherheitsabstand S folgendes:
S = (2000 mm/s � T) + C
Dies gilt f�r einen Mindest-Sicherheitsabstand S bis einschlie�lich 500 mm. Der Mindestwert von S muss 100 mm betragen.
�berschreitet der f�r S berechnete Wert 500 mm, so kann die folgende Gleichung verwendet werden. In diesem Fall muss der Mindestwert von S 500 mm betragen.
S = (1600 mm/s � T) + C
Bei Sensordetektionsverm�gen der Schutzeinrichtung > 40 und � 70 mm gilt:
K = 1600 mm/s (nach DIN EN ISO 13855)
C = 850 mm (nach DIN EN ISO 13855)
Somit ergibt sich f�r den Mindest-Sicherheitsabstand S folgendes:
S = (1600 mm/s � T) + 850 mm
Beispielberechnung f�r ein Schutzfeld senkrecht zur Ann�herungsrichtung
Bei Verwendung eines Sicherheits-Lichtgitters mit den Ausgangswerten:
t1 = 0,2 s � Ansprechzeit (Reaktionszeit) der Schutzeinrichtung
t2 = 0,53 s � Anhaltezeit des Robotersystems
d = 60 mm � Sensordetektionsverm�gen
ergibt sich die Nachlaufzeit T:
T = 0,2 s + 0,53 s
T = 0,73 s
und damit der Mindest-Sicherheitsabstand S zum Arbeitsbereich:
S = (1600 mm/s � T) + 850 mm
S = (1600 mm/s � 0,73 s) + 850 mm
S = 1168 mm + 850mm
S = 2018 mm
Das Schutzfeld des Sicherheits-Lichtgitters muss so konfiguriert werden, dass der gesamte Gefahrenbereich (d. h. Arbeitsbereich + Sicherheitsabstand S) abgesichert wird.
1.2 Schutzfeld parallel zur Ann�herungsrichtung
Ist das Schutzfeld parallel zur Ann�herungsrichtung ausgerichtet (z. B. ein waagerecht ausgerichteter Sicherheits-Laserscanner), gelten folgende Berechnungen:
K = 1600 mm/s (nach DIN EN ISO 13855)
C = 1200 mm � 0,4 � H (nach DIN EN ISO 13855)
jedoch nicht kleiner als 850 mm, wobei H die H�he des Schutzfeldes (in mm) �ber dem Boden ist
Somit ergibt sich f�r den Mindest-Sicherheitsabstand S folgendes:
S = (1600 mm/s � T) + (1200 mm � 0,4 H)
Die H�he H des Schutzfeldes darf nicht mehr als 1000 mm betragen. Nach EN ISO 13855 muss f�r eine Schutzfeldh�he von mehr als 300 mm die M�glichkeit ber�cksichtigt werden, dass das Schutzfeld unterkriechbar ist.
Die niedrigste zul�ssige H�he H des Schutzfeldes wird in folgender Gleichung berechnet:
H = 15 � (d � 50)
d � Sensordetektionsverm�gen der Schutzeinrichtung in mm (minimale Objektaufl�sung)
Wenn d kleiner als 50 mm ist, darf H niemals keiner als 0 sein.
Somit ergibt sich bei festgelegter H�he H des Schutzfeldes die Gleichung f�r das Sensordetektionsverm�gen d der Schutzeinrichtung:
d = (H/15) + 50
Danach muss das Sensordetektionsverm�gen d (minimale Objektaufl�sung) der Schutzeinrichtung konfiguriert werden.
Bei der Nutzung von Sicherheits-Laserscannern muss ber�cksichtigt werden, dass Messfehler des Scanners und Fehler durch reflektierenden Hintergrund auftreten k�nnen. Um diese Fehler zu ber�cksichtigen, wird zum Mindest-Sicherheitsabstand S ein zus�tzlicher Sicherheitswert Z addiert.
S = (K � T) + C + Z
Dieser Sicherheitswert Z kann zwischen 60 und 200 mm variieren. Die entsprechenden Angaben entnehmen Sie den Unterlagen des Scanner-Herstellers.
Beispielberechnung f�r ein Schutzfeld parallel zur Ann�herungsrichtung:
Bei Verwendung eines Sicherheits-Laserscanners an der MRB mit den Ausgangswerten:
t1 = 0,2 s � Ansprechzeit (Reaktionszeit) der Schutzeinrichtung
t2 = 0,53 s � Anhaltezeit des Robotersystems
H = 300 mm (bei d = 70 mm)
ergibt sich die Nachlaufzeit T:
T = 0,2 s + 0,53 s
T = 0,73 s
und damit der Mindest-Sicherheitsabstand S zum Arbeitsbereich:
S = (1600 mm/s � T) + (1200 mm � 0,4 H)
S = (1600 mm/s � 0,73 s) + (1200 mm � 120 mm)
S = 1168 mm + 1080 mm
S = 2248 mm
Das Schutzfeld des Sicherheits-Laserscanners muss so konfiguriert werden, dass der gesamte Gefahrenbereich (d. h. Arbeitsbereich + Sicherheitsabstand S) abgesichert wird.