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antriebstechnik 5/2021

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antriebstechnik 5/2021

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK FÜR MEDIZIN UND LABOR MENSCH-MASCHINE-INTERAKTION SICHERHEIT BEGINNT BEIM BREMSEN Roboter nehmen im medizinischen Betrieb eine zunehmend wichtigere Rolle ein. Doch ihr Einsatz erfordert Sicherheitsstandards wie etwa passende Sicherheitsbremsen. Bei technischen Ausfällen halten diese die Achsen in Position und bewahren Patient und Personal vor Schäden. Bernd Kees ist Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik GmbH und Co. KG in Mauerstetten Im Bereich der Medizintechnik arbeiten Mensch und Roboter immer enger zusammen. Längst ist es keine Science-Fiction mehr, dass z. B. Proben in Laboren von Robotern sortiert werden. Eine eintönige, repetitive Aufgabe, die trotzdem hohe Konzentration erfordert und keine Fehler verzeiht. Auch schwere Geräte wie OP-Leuchten oder Röntgengeräte werden längst mit Unterstützung von Robotertechnik bewegt und positioniert. Das geschieht ermüdungsfrei und ohne Kraftaufwand für den Bediener, aber trotzdem hochpräzise. Wo die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter enger wird, ergibt sich aber auch neues Gefahrenpotenzial. Fällt z. B. während eines Arbeitsvorgangs der Strom aus, muss der Roboterarm, der den Arbeitsschritt vornimmt, sofort exakt gehalten werden. Deshalb ist es wichtig, bereits in der Konstruktionsphase ein unbeabsichtigtes Absinken der Last sowie unzulässig lange Anhaltewege dauerhaft auszuschließen. Entscheidend dabei sind die richtige Auswahl der Sicherheitsbremsen und wie sie korrekt in das Gesamtsystem integriert werden. FAIL-SAFE-PRINZIP IDEAL FÜR MEDIZINISCHE ROBOTER Für Anwendungen aus dem Bereich der medizinischen Roboter sind Sicherheitsbremsen nach dem Fail-Safe-Prinzip die erste Wahl. Diese Bremsen sind im energielosen Zustand geschlossen. Auch bei Not-Stopp, Stromausfall oder bei einer Unterbrechung der Energieversorgung, z. B. durch Kabelbruch erreichen sie das geforderte Bremsmoment. Damit die Sicherheitsbremsen auch in Not-Stopp-Situationen ausreichend Reibarbeit leisten und Bewegungen mit de- 32 antriebstechnik 2021/05 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK FÜR MEDIZIN UND LABOR finiertem Bremsmoment abbremsen, ist ein dafür entwickelter Reibbelag mit dazugehöriger Stahlgegenreibfläche erforderlich. Während dies bei Federdruckbremsen üblich ist, stoßen Permanentmagnetbremsen mit ihren Stahl-auf-Stahl-Reibkombinationen hier hingegen an ihre tribologischen Grenzen. AUSWAHL MITTELS ANTRIEBSDATEN TREFFEN Vor der Auswahl muss unbedingt geprüft werden, ob die Bremse für die geplante Anwendung grundsätzlich geeignet ist. Insbesondere im sensiblen Medizinbereich müssen die Anwendungsbedingungen der Bremsen genau definiert sein. Anwender sollten deshalb aus den technischen Daten ihres Antriebs und der Antriebskonstellation möglichst exakt die Anforderungen an die Bremsen bestimmen. Dazu gehören neben einer Drehmoment- Unter- bzw. Obergrenze und den Umgebungstemperaturen z. B. die Anzahl der dynamischen Bremsungen oder spezielle Vorgaben zum Einbauraum sowie die genaue Beschreibung der Aufgaben, die der Roboter erfüllen soll. Unterstützung und Orientierungshilfe bietet hier auch ein ausgereifter Standardbaukasten des Bremsenherstellers und enge Zusammenarbeit bereits in der Entwicklungsphase. Anwender sollten auch auf ein breites Produktprogramm des Herstellers achten, denn Variantenvielfalt schafft ein hohes Maß an Flexibilität für die verschiedenen Einbausituationen. Zudem ermöglicht ein sinnvolles Baukastenprinzip einen schnellen Überblick über die verschiedenen Lösungen. Gerade bei Servomotoren spielt die Baulänge häufig eine wichtige Rolle. Das bedeutet, schlanke Bremsen sind hier von Vorteil. Im Bereich der Leichtbauroboter kommt es zudem auf das Gewicht der Bremsen an. Roboter, die für die verschiedenen Arbeitsschritte oftmals wechselnde Positionen einnehmen, erreichen mit leichten Bremsen eine höhere Dynamik, schließlich müssen sie die Bremsen auch mitbewegen. Für diesen Einsatzbereich bieten sich leichtbauende Bremsen in Hohlwellen-Ausführung an, die speziell für die Integration in das Robotergelenk konzipiert sind. Neben dem geringen Gewicht ist es wichtig, dass die Bremsen auch im magnetischen Aktuieren extrem schnell sind. Gleichzeitig müssen sie leistungsdicht und verschleißfest sein und sich durch eine hohe zulässige Reibarbeit bei dynamischen Bremsungen auszeichnen. Anwender sollten außerdem darauf achten, dass die Roboterbremsen so ausgelegt sind, dass der Bauraum optimal ausgenutzt und möglichst viel Energie eingespart wird. DREHGEBER Vielfältige Drehgeber Zahlreiche Elektronik-, Mechanik- und Softwareoptionen Drehgeber ETx25 • Vielfältige Anschluss - möglichkeiten und Ausgangssignale • Hohe Qualität und Produktlebensdauer • Made in Germany www.megatron.de www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2021/05 33 DU_Megatron_antriebstechnikNr_3_90x60.indd 1 26.03.21 09:33

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