Sichere Automatisierung: Kompakte und mobile Schutzeinhausung für Roboterzelle

Der Bedarf an Automatisierungslösungen mit Roboter wächst stetig. Bei der Automation manueller Vorgänge ist es nicht nur wichtig, dass ein optimaler Schutz gegen das Erreichen von Gefahrenstellen an Maschinen und Anlagen für MitarbeiterInnen gegeben ist, sondern auch dass die Lösungen flexibel sind und zu einer verbesserten Nutzung der vorhandenen Produktionsfläche beitragen.

Auch beim Papiermaschinenzulieferer IBS Austria GmbH wurde die manuelle Bestückung und Entnahme von Keramikplatten durch einen Roboter automatisiert. In enger Zusammenarbeit mit der Unternehmensgruppe TAT-Technom-Antriebstechnik GmbH und IMA Ingenieurbüro für Maschinen- und Anlagenbau GmbH aus Leonding wurde ein ausgeklügeltes Konzept für eine mobile und kompakte Roboterzelle – inklusive einer Schutzeinhausung, um Maschinenbediener im Aktionsradius des Roboters sicher arbeiten zu lassen – entwickelt.

Flexibilität in der Konstruktion

Das Hauptaugenmerk bei der Konstruktion einer stabilen Roboterzelle lag anfangs auf der Absicherung der Anlage und deren Gefahrenzonen. Vor allem die scharfkantigen Keramiksegmente, die der Roboter in die Werkzeugmaschine einlegt bzw. entnimmt, stellen ein Risiko für die MitarbeiterInnen dar. Im Zuge des Projekts haben sich vor allem die Anforderungen an die Schutzeinhausung verändert. So wurde vom IMA Ingenieurbüro die Konstruktion eines Arbeitstisches für den Roboter und zwei separater fixmontierter Schutzwände mit Lichtschranken, der die Be- und Entladestation absicherte, an die neuen Vorgaben angepasst. Einerseits herrscht im Umfeld der Anlage Platzmangel, daher musste die Einhausung auf eine kleinere Größe adaptiert werden. Anderseits war es wichtig eine flexible Lösung zu erhalten, um den Zugang zur Maschine – zum Beispiel für einen Werkzeugwechsel oder eine manuelle Bestückung bei kleineren Stückzahlen – frei zu halten. Denn nur bei einer größeren Stückzahl kommt der Roboter zum Einsatz.

Kompakte Ausführung

Realisiert wurde die erste Version der Automatisierungslösung mit einem TM-Roboter, Modultisch und Schutzwänden aus modularen und höchst belastbaren Aluminiumprofilen der TAT. Um die Anforderungen des Kunden nach einer mobilen und platzsparenden Lösung für seine Produktion zu erfüllen, musste aber eine kosteneffiziente Überarbeitung des Projekts gefunden, sowie eine Anpassung in der Konstruktion von IMA vorgenommen werden.

Die vormals fixen Seitenwände wurden am Modultisch, auf dem sich der gesamte Roboter-Arbeitsbereich befindet, angebracht und mit Schwerlast-Heberollen ausgestattet. An der linken Seitenwand wurde das Schiebefenster für die Entnahme der geschnittenen Teile beibehalten. Der noch offene Zugang, über die die Roboterzelle mit den Keramik-Rohteilen bestückt wird, wurde mit einem großen Fenster geschlossen. Platz wurde dabei keiner eingebüßt, da diese Öffnung als „Schwingfenster“ konstruiert wurde und sich nach oben hin wegkippen lässt, ähnlich wie bei einem Garagentor. Das Element hängt an einem Drahtseil, welches über Umlenkrollen geführt und am Ende mit einem Gegengewicht versehen ist. Sämtliche Kabel und das Gegengewicht werden sauber in den Aluprofilen versteckt und gleichzeitig geschützt.

Um die Sicherheit der MitarbeiterInnen bei der Bestückung und Entnahme der Keramikplatten zu gewährleisten wurden beide Fenster mit einer Sicherheitszuhaltung ausgestattet. Das heißt, dass das Öffnen der Fenster zum Roboter-Arbeitsbereich nur möglich ist, wenn die Anwendung pausiert wird bzw. sich der Roboter im Stillstand befindet. Ebenso kann der Roboter mit der Bestückung der Maschinen erst wieder starten, wenn alle Zugriffsbereiche geschlossen sind.

Echter Mehrwert

Zum Schutz von Menschen und Roboter wurde der gesamte Arbeitsbereich mit einer Schutzeinhausung versehen. Ein Vorteil dieser Komplettlösung auf Rollen ist der nun mobile und flexible Einsatz in der Produktionshalle und die optimierte Auslastung der Roboterzelle. Eine verbesserte Nutzung der vorhandenen Produktionsfläche ist das Ergebnis der äußerst kompakten Bauweise.

Das eingebaute Schwingfenster ist praktisch, leicht bedienbar und wesentlich platzsparender als ein Standardfenster. Das Gegengewicht ist so ausgelegt, dass das Öffnen des Fensters mit nur einem Handgriff und einem geringen Kraftaufwand möglich ist. Es hat fast den Anschein, dass es sich wie von selbst öffnet. Die Griffe bleiben im geöffneten und geschlossenen Zustand in einer benutzerfreundlichen Höhe.

Alles aus einer Hand

Mit der langjährigen Erfahrung, persönlicher Betreuung und der All-in-One-Lösung konnte die Unternehmensgruppe bei ihrem Auftraggeber punkten.

So wurde das IMA Ingenieurbüro mit der Konstruktion, Fertigungsberechnung und Auslegung der Schutzeinhausung betraut. Weiters führten die HSE-Experten der IMA die Risikobeurteilung für die gesamte Roboterzelle durch. Das Schwesterunternehmen TAT war für die Entwicklung und Programmierung der Automatisierungslösung verantwortlich und lieferte alle nötigen Komponenten, wie Roboter, Aluprofile und Schutzwände.

Daniel Polanc, Stellvertretender Produktionsleiter bei IBS, schätzt vor allem die Qualität der Zusammenarbeit mit IMA und TAT. „Uns war von Anfang an wichtig, für dieses Automatisierungsprojekt einen zuverlässigen Partner zu finden, der uns das gesamte Projekt begleitet, die Lösung gemeinsam mit uns ausarbeitet und auch umsetzt. Die Spezialisten von IMA und TAT haben uns in allen Bereichen optimal unterstützt und auch nachträgliche Änderungen unkompliziert durchgeführt“, so Polanc.

www.ima.at