Sicherer Betrieb eines AMR

Aus HSHL Mechatronik
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Autor: Mahsun Mervan Tekin
Art: Projektarbeit
Dauer: April - September 2022
Betreuer: Prof. Schneider


Thema

Das Ziel dieser Projektarbeit ist es den sicheren Betrieb des FTF zu gewährleisten. Hierzu wird es unter anderem um die Entwicklung eines Bumpers gehen welcher in seiner Funktion eine schadfreie Kollision gewährleisten soll. Außerdem wird im Zuge der Arbeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt anhand der im Anschluss eine Betriebsanweisung entwickelt werden soll, an welcher sich Studierende die in Zukunft mit dem FTF arbeiten möchten orientieren können.

Aufgabenstellung

  • Bumperentwicklung für schadfreie Kollisionen
  • Optional: Notaus/Flucht über Bumper auslösen
  • Gefährdungsbeurteilung
  • Betriebsanweisung (Optional: Inbetriebnahmevideo/Sicherheitseinweisung)
  • Dokumentation der Erkenntnisse in einem Wiki Artikel

Kontakt

  • Fachkraft für Arbeitssicherheit: Michael Dettmann-Müthing
  • +49 (0)2381 8789-263
  • michael.dettmann-muething@hshl.de

Anforderungen an die Projektarbeit

Literatur

[7] AGUM HS Hamm-Lippstadt. URL: https://hshl.agu-hochschulen.de - 26.08.2022


Projektdurchführung

Die Problemstellung bei dem gegebenen Projekt ist es einen Bumper zu entwickeln, welcher den sicheren Betrieb des FTF gewährleisten kann und diesen in seiner Funktionalität nicht einschränkt. Außerdem soll eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt werden und im Anschluss darauf basierend die Betriebsanweisung angefertigt werden. Zunächst soll in Zusammenarbeit mit den anderen Studierenden der Projektgruppe diskutiert werden worauf bei der Entwicklung der Bumper-Vorrichtung geachtet werden muss. Hierbei können beispielsweise Kriterien wie das nicht Überdecken verschiedener Bauteile eine maßgebliche Rolle spielen. Anschließend sollen unterschiedliche Lösungsansätze ausgearbeitet und analysiert werden. Bei der Bewertung der verschiedenen Lösungsansätze wird anhand eines morphologischen Kastens die passende Vorrichtung ausgesucht und an das FTF angebracht. Da im ArbSchG (Arbeitsschutzgesetz) keine konkrete Durchführung einer Gefährdungsbeurteilung festgelegt ist, werden in Zusammenarbeit mit der Fachkraft für Arbeitsschutz der Hochschule, der Inhalt und die Kriterien der Gefährdungsbeurteilung festgelegt und diese anhand derer durchgeführt. Basierend auf der Gefährdungsbeurteilung, werden die erforderlichen Schutzmaßnahmen ausgearbeitet und in Form einer Betriebsanweisung festgehalten und zusammengefasst.


Gefährdungsbeurteilung

Rechtsgrundlagen bezogen auf den Prozess der Gefährdungsbeurteilung

  • § 5 ArbSchG - Beurteilung der Arbeitsbedingungen
  • DGUV Vorschrift 1 - Grundsätze der Prävention
  • § 3 BetrSichV

Zuständigkeiten

Die AGUM der Hochschule regelt, wer welche Verantwortung bei der Durchführung der Gefährdungsbeurteilung trägt. Die übergeordnete Kontrollverantwortung trägt die Leitung der Hochschule. Führungskräfte wie bsp. Laborverantwortliche Professoren sind jedoch für die Durchführung verantwortlich - bei unzureichender Kenntnis, muss eine Fachkraft für Arbeitssicherheit hinzugezogen werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Durchführung der Gefährdungsbeurteilung an einen Mitarbeiter oder an einen mit dem Thema betrauten Studenten, zu delegieren, unter der Voraussetzung, dass regelmäßig kontrolliert wird, dass die Aufgabe vorschriftsgemäß und sorgfältig erfüllt wird.

Durchführung

1. Festlegung des Arbeitsmittels 2. Gefährdungsgruppen ermitteln 3. Risiken anhand eines Gefährdungschecks akkurat bewerten 4. Schutzziele definieren und Maßnahmen ableiten 

  S-T-O-P-Prinzip als Orientierung [7]
  * Substitution
  * Technische Schutzmaßnahmen 
  * Organisatorische Schutzmaßnahmen 
  * Persönliche Schutzmaßnahmen

Festlegung Inhalt und Kriterien der Gefährdungsbeurteilung für das AMR

  • Mechanische Gefährdungen
  • Elektrische Gefährdungen
  • Thermische Gefährdungen
  • Physikalische Gefährdungen
  • Umgebungsgegebenheiten


Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung

Entwickeln des Bumper

Parameterfestlegung

Mahsun Mervan Tekin Anforderungsliste

Stoßdämpfer für das FTF - Projektgruppe Robotik und autonome Systeme

Blatt 1
Änderung F 
 W
Anforderung Verantwortlich
F Abfederung beim Zusammenstoß
F Leichtes Material um unnötiges Zusatzgewicht zu vermeiden
W Sicherheitskontaktpuffer mit integrierter Sicherheitsabschaltung (Not-Aus)
W Stoßdämpfer mit integriertem Signalgeber, welcher bei Betätigung den Kurs des FTF ändert


Morphologischer Kasten

Auswahl der geeigneten Kontaktleisten

Konstruktion des Rahmens zum Anbringen der Kontaktleisten

Nachdem entschieden wurde, welche Kontaktleisten zum Einsatz kommen und an das FTF angebracht werden, war es an der Reihe einen Rahmen zu konstruieren, an welchen die Kontaktleisten angebracht werden. Hierbei galt es folgenden Dinge zu beachten: 1. Welches Material wird benutzt ? 2. Was sind die minimalen Biegeradien der Kontaktleisten ? 3. Wie werden die minimalen Biegeradien bei der Konstruktion des Rahmens realisiert ?

Um den Rahmen zu fertigen wird Plexiglas verwendet. Zunächst war die Überlegung mittels einer Biegevorrichtung das Plexiglas zu biegen und dadurch die minimalen Biegeradien zu realisieren. Der Einfachheit Halber wurden mittels eines 3D-Druckers die Rundkanten gedruckt, da dadurch sichergestellt werden konnte, dass die Biegeradien genau eingehalten werden und keine Fehler in der Realisierung enstehen.

CAD Modell FTF

Nachfolgend wurde das Grundgerüst des FTF in SolidWorks dargestellt. Dieses soll nachfolgend für die Konstruktion des Rahmens dienen.

Abb.1 FTF SolidWorks

Technisch-wirtschaftliche Bewertung

Betriebsanweisung

BOM

Funktionaler Systementwurf / Technischer Systementwurf

Komponentenspezifikation

Programmierung

Komponententest

Ergebnis

Zusammenfassung

Lessons Learned

Projektunterlagen

Link zu dem SVN_Ordner des Projekt.

YouTube Video

Das Video von diesem Projekt finden Sie auf Youtube unter dem Link:

Weblinks

Literatur

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