Sichere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter

Langsam, aber sicher dringen Roboter in sämtliche Lebensbereiche vor. Dies verdeutlicht insbesondere das industrielle Umfeld, wo Mensch und Roboter bereits Hand in Hand arbeiten. Es handelt sich um sogenannte kollaborative Roboter. Diese ermöglichen es, dass Mensch und Roboter ohne Schuttzaun und Abschrankungen miteinander interagieren können. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass sicheres kollaboratives Arbeiten mit Robotern gewährleistet werden kann. Bei Kendrion stellen wir uns dieser Herausforderung, indem wir Bremsenlösungen für Applikationen in der Robotik entwickeln.

Science-Fiction oder Realität?

Die Roboter sind auf dem Vormarsch. Bereits in den 1940er Jahren hat uns Flash Gordon auf manchmal bizarre Weise die Kooperation von Robotern mit dem Menschen gezeigt. Manch einer kann sich vielleicht noch an die Wiederholung in den 1980er Jahren erinnern unter dem Titel „Opas Weltraum-Utopien“. Spätestens aber mit den Star-Wars-Filmen drangen Roboter in die Popkultur vor und sind seitdem nicht mehr aus dieser wegzudenken. So kennt heute jeder hilfsbereite Roboter wie R2D2 oder Wall-E. Roboter sind allerdings längst nicht mehr nur ein Fantasieprodukt der Science-Fiction, sondern auch in der Realität angekommen. Während der Einsatz von Robotern jedoch bisher überwiegend dem industriellen Umfeld hinter Schutzzäunen vorbehalten war, erobern jetzt die sogenannten kollaborativen Roboter den Markt, welche tatsächlich die Zusammenarbeit und damit die Kooperation direkt mit dem Menschen erlauben.

Neue Einsatzgebiete

Lange hat der Glaube vorgeherrscht, dass mit dem Vormarsch der Roboter eine Welle der Arbeitslosigkeit einhergehen würde. Heute steht fest, dass das Gegenteil der Fall ist. Denn durch die Interaktion des Roboters mit dem Menschen im gemeinsamen Arbeitsraum wird nicht nur die Arbeit des Menschen erleichtert, sondern es eröffnen sich auch neue und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Die Zusammenarbeit von Menschen und Robotern wird also immer enger werden. So ist es dann auch nicht verwunderlich, dass die wohlbekannten Industrieroboter, welche in abgeschlossenen Räumen operieren, weiterhin stetige Wachstumsprognosen haben; für die kollaborativen Roboter, welche zusammen mit dem Menschen arbeiten, wird hingegen ein exponentielles Wachstum prognostiziert. Es kann also festgehalten werden: Der Robotermarkt wird weiterhin wachsen.

Sicheres kollaboratives Arbeiten dank elektromagnetischer Bremsen

Die Einsatzgebiete werden durch das immer vielfältiger werdende Angebot an Robotermodellen ständig erweitert. Mittlerweile können schon kleinere Unternehmen mit Hilfe von kleinen Knickarmrobotern oder kollaborativen Robotern, sog. Cobots, ihren Betrieb automatisieren und Produktionsprozesse wirtschaftlicher gestalten. Allerdings steht unabhängig von der Größe der Roboter bei der kollaborativen Arbeit die Sicherheit des Menschen an erster Stelle. Stellen Sie sich nur einmal vor, der Kollege Roboter bedient Ihren Montagearbeitsplatz mit schweren Komponenten, die er Ihnen zur weiteren Bearbeitung positioniert und wieder entnimmt. Bei einem Steuerungs- oder Stromausfall muss dann absolut sichergestellt sein, dass der Roboter mit seiner schweren Traglast nicht plötzlich in sich zusammensinkt und Sie bei der Durchführung Ihrer Tätigkeit in Gefahr bringt. Daher müssen in den Achsen der Roboter Sicherheitsbremsen verbaut sein, damit in Notsituationen oder Störungsfällen die bewegten Massen aus der Bewegung abbremsen und diese im Stillstand sicher halten.

Zuverlässiges Bremsen – auch bei Stromausfällen

Restmoment- und Spielfreiheit sind hier die Kernanforderungen an die eingesetzten elektromagnetischen Bremsen. Zudem sind ein hoher Temperaturbereich und Verdrehspielfreiheit wichtig. Ihr Bremsmoment beziehungsweise ihre Bremskraft wird dabei über vorgespannte Federn oder über Permanentmagnete erzeugt. Da die Bremsen elektromagnetisch geöffnet werden, sind sie im stromlosen Zustand geschlossen. Dadurch sorgen sie dafür, dass es bei allen Betriebsbedingungen – einschließlich Not-Aus und Stromausfall – nicht zu Kollisionen kommt. Selbst bei einer Beschädigung der elektromagnetischen Bremse, zum Beispiel durch Bruch der Energiezuleitung oder Ausfall der Magnetspule, besteht keine Gefahr, denn die Bremswirkung ist auch bei Störungen sichergestellt. Ein Roboter ohne elektromagnetische Bremsen, welche die Sicherheit jederzeit gewährleisten, ist deshalb undenkbar.

Präzises Halten und Positionieren in der Medizintechnik

Ein weiteres, aufgrund der Applikation sicher drastisches Beispiel, das die Einsatzmöglichkeiten von Cobots verdeutlicht, sind Roboteranwendungen im Bereich der Medizintechnik. Operationen werden fallweise zukünftig (…und bereits heute schon) am Bildschirm durch den Operateur simuliert. Der tatsächliche Eingriff wird dann durch einen Roboter durchgeführt. Auch wenn dies zunächst einmal eine etwas unbehagliche Vorstellung ist, so wird durch einen Roboter letztendlich eine wesentliche höhere Wiederholpräzision und Genauigkeit als bei einem Menschen gewährleistet. Dabei wird von uns sichergestellt, dass selbst während eines Spannungsausfalls der Roboterarm und damit die Einrichtung, welche z.B. das Skalpell führt, unmittelbar und sicher zum Stehen kommt und gehalten wird. In all diesen medizinischen Anwendungen sorgen elektromagnetische Bremsen für Präzision, Effizienz und vor allem für die Sicherheit der Patienten.

Unterschiedliche Einbaubedingungen

Die hier aufgezeigten Einsatzgebiete von kollaborativen Robotern verdeutlichen, dass die Einbaubedingungen für Sicherheitsbremsen in Roboterapplikationen stark variieren können. Für alle diese Applikationen und Anwendungen sind unsere vielfältigen elektromagnetischen Bremsen die richtige Lösung. Denn mit unterschiedlichen Funktionsprinzipien, Baugrößen und Leistungsklassen stellen wir sicher, dass sich für die verschiedenen Roboter die richtigen Bremsen finden lassen. Dort, wo Standardlösungen nicht in Frage kommen, bieten wir Ihnen die passende Lösung – zugeschnitten auf Ihre individuelle Applikation.

Suchen Sie eine Bremsenlösung für Ihre Roboteranwendung? Dann kontaktieren Sie uns! Wir werden Ihnen gerne dabei helfen, die passenden elektromagnetischen Bremsen zu finden.