1、Dezember 2015 Preisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 25.040.30; 27.120.20!%G=H“2362637www.din.deDieses Beiblatt enthlt Informationen zuDIN 25409, jed
2、och keine zustzlich genormten Festlegungen.DIN 25409 Beiblatt 1Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden; Beiblatt 1: Hinweise fr die VerwendungRemote handling devices for use behind shielding walls; Supplement 1: Recommendations for useTlmanipulateurs pour travail derrire des murs de prot
3、ection; Supplement 1: Instructions dutilisationAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 25409 Beiblatt 1:199303www.beuth.deGesamtumfang 25 SeitenDDIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)DIN 25409 Bbl 1:2015-12 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Verweisungen . 4 2 Allgemeine
4、s . 4 2.1 Grundstzliche Eigenschaften . 4 2.2 Bewegungen zum Positionieren . 7 2.3 Bewegungen zum Orientieren 7 2.4 Bewegung von Greifzangen 7 2.5 Abwandlungen gegenber kinematischen Systemen nach 2.1 . 7 2.6 Erfllung der grundstzlichen Eigenschaften . 8 3 Bauarten von Fernbedienungsgerten 12 4 Fern
5、greifer (Erluterungen zu DIN 25409-1 und DIN 25409-6) 13 4.1 Verwendung 13 4.2 Zubehr . 14 5 Parallelmanipulatoren mit 3 Gelenken (Erluterungen zu DIN 25409-2 und DIN 25409-5) 14 5.1 Verwendung 14 5.2 Zubehr . 14 6 Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart (Erluterungen zu DIN 25409-3 und DIN 25409-4)
6、 . 19 6.1 Verwendung 19 6.2 Zubehr . 20 7 Kraftmanipulatoren (Erluterungen zu DIN 25409-7 und DIN 25409-8) 21 7.1 Bauarten . 21 7.2 Verwendung 21 7.3 Zubehr . 22 7.4 Gerte fr Sonderaufgaben 22 8 Parallelmanipulatoren mit elektrischer Kraftbertragung 22 9 Nichtradioaktive Simulationszellen . 23 9.1 A
7、llgemeines . 23 9.2 Schulung der Bedienungspersonen 23 9.3 Systemfhigkeit des Manipulators 24 9.4 Fehlerminimierung und Strungsbeseitigung 24 9.5 Zuverlssigkeitsbewertung und Planung der Instandhaltung . 24 10 Rechnergesttzte Simulation 24 Literaturhinweise . 25 DIN 25409 Bbl 1:2015-12 3 Vorwort Die
8、ses Beiblatt wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-07-62 AA Strahlenschutzeinrichtungen“ im DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP) erstellt. Dieses Beiblatt ergnzt DIN 25409 durch Hinweise fr die Verwendung von Fernbedienungsgerten. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses D
9、okuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 25409, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden besteht aus den folgenden Teilen: null Teil 1: Ferngreifer - Mae null Teil 2: P
10、arallelmanipulatoren mit 3 Gelenken - Mae null Teil 3: Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart - Mae null Teil 4: Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart - Anforderungen und Prfungen null Teil 5: Parallelmanipulatoren mit 3 Gelenken - Anforderungen und Prfungen null Teil 6: Ferngreifer - Anforderung
11、en null Teil 7: Kraftmanipulatoren mit elektrischen Antrieben - Anforderungen und Prfungen null Teil 8: Kraftmanipulatoren - Bedienteile - Anordnung und Kennzeichnung nderungen Gegenber DIN 25409 Beiblatt 1:1993-03 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Vorwort ergnzt; b) Entfernung der Patentkla
12、ssifikationen; c) Aktualisierung der Verweisungen; d) berarbeitung von 7.1; e) Abschnitt 9 zu Simulationszellen aufgenommen; f) Abschnitt 10 zu rechnergesttzten Simulationen aufgenommen; g) redaktionelle berarbeitung des Beiblattes. Frhere Ausgaben DIN 25409 Beiblatt 1: 1974-11, 1993-03 DIN 25409 Bb
13、l 1:2015-12 4 1 Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in
14、Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 25407-1, Abschirmwnde gegen ionisierende Strahlung Teil 1: Bausteine DIN 25407-2, Abschirmwnde gegen ionisierende Strahlung Teil 2: Spezielle Bauelemente fr Abschirmwnde aus Blei DIN 25407-3, Abschirmwnde gegen ionisierende Strahlung Te
15、il 3: Errichtung von Heien Zellen aus Blei DIN 25409-1, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Teil 1: Ferngreifer - Mae DIN 25409-2, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Teil 2: Parallelmanipulatoren mit 3 Gelenken - Mae DIN 25409-3, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hint
16、er Schutzwnden Teil 3: Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart - Mae DIN 25409-4, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Teil 4: Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart - Anforderungen und Prfungen DIN 25409-5, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Teil 5: Parallelmanipula
17、toren mit 3 Gelenken - Anforderungen und Prfungen DIN 25409-6, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Teil 6: Ferngreifer - Anforderungen DIN 25409-7, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Teil 7: Kraftmanipulatoren mit elektrischen Antrieben - Anforderungen und Prfungen D
18、IN 25409-8, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Teil 8: Kraftmanipulatoren, Bedienteile - Anordnung und Kennzeichnung ISO 17874-2, Remote-handling devices for radioactive materials Part 2: Mechanical master-slave manipulators 2 Allgemeines 2.1 Grundstzliche Eigenschaften Fr die Arbei
19、tsfhigkeit der Manipulatoren ist der prinzipielle Aufbau des kinematischen Systems neben der Leistungsfhigkeit des Steuersystems von fundamentaler Bedeutung. Das Bild 1 zeigt das fr die folgenden Betrachtungen zugrunde gelegte Koordinatensystem, die sechs Freiheitsgrade eines Krpers im Raum und die
20、gewhlten Bezeichnungen. Das Koordinatensystem ist, wie in der Fernbedienungstechnik blich, anlagenorientiert, d. h. die X-Achse weist in die Richtung der Anlagen-Lngsachse und die Y-Achse in Richtung der Manipulatorarme in der Grundstellung (siehe Bild 2). ANMERKUNG In der Industrieroboter-Technik h
21、at es sich eingebrgert, die Bezeichnungen dieser beiden Achsen zu vertauschen. DIN 25409 Bbl 1:2015-12 5 Fr die Eigenschaften eines kinematischen Systems sind vom Aufbau her gesehen in erster Linie die Anzahl der Bewegungsmglichkeiten sowie deren Anordnung zueinander und in zweiter Linie auch die Ar
22、t der Bewegungsmglichkeiten entscheidend. Wegen der sechs Freiheitsgrade eines Krpers besitzen Manipulatoren fr die allgemeine Verwendung, die den menschlichen Arm ersetzen sollen, auer einem Greifer mit minimal einer Bewegungsmglichkeit, mindestens sechs weitere Bewegungsmglichkeiten, wenn sie kein
23、e prinzipiellen Einschrnkungen der Bewegbarkeit aufweisen sollen. Drei Bewegungsmglichkeiten sind erforderlich, um z. B. den Mittelpunkt der Greifzange in einem beliebigen Punkt (X, Y, Z) des Arbeitsraumes zu positionieren und zustzlich drei Bewegungsmglichkeiten, um die Greifzange im Positionspunkt
24、 in eine beliebige Orientierung (, , ) bringen zu knnen. Bild 1 Koordinatensystem und die sechs Freiheitsgrade eines Krpers im Raum DIN 25409 Bbl 1:2015-12 6 Bild 2 Bewegungsmglichkeiten eines Manipulators, Beispiel Es werden insgesamt folgende Eigenschaften bentigt: Ein Manipulator fr die allgemein
25、e Verwendung ist an allen Orten des Arbeitsraumes in der Lage, drei unabhngige Translationsbewegungen und Krfte in Richtung der drei Koordinatenachsen sowie wahlweise ohne vorherige zustzliche Verstellbewegung drei unabhngige Rotationsbewegungen und Drehmomente um Achsen in Richtung der drei Koordin
26、atenachsen jeweils in beiden Richtungen auszufhren bzw. an einem Krper auszuben. Das Bild 2 gibt ein Beispiel fr einen Manipulator, der die obigen Anforderungen erfllt, wie ein Vergleich mit Bild 1 zeigt. Jeder Freiheitsgrad eines Krpers wird durch eine Bewegung des Armes abgedeckt. Die Indizes der
27、Bezeichnungen fr die Positionierbewegungen geben an, welche Rotationsbewegung dabei auszufhren ist. Bei einem kinematischen System mit den obigen Eigenschaften ist bei einer beliebigen Position und einer beliebigen Orientierung der Greifzange nur eine bestimmte Stellung der bewegbaren Glieder mglich
28、. Die obigen Grundstze gelten gleichermaen fr durch Personal bediente Manipulatoren wie fr (programmierbare) Industrieroboter. Im einzelnen Anwendungsfall knnen je auch mehr oder weniger als sechs Positionier- und Orientier-Bewegungsmglichkeiten erforderlich bzw. ausreichend sein. DIN 25409 Bbl 1:20
29、15-12 7 2.2 Bewegungen zum Positionieren Die Eigenschaften nach 3.1 werden am einfachsten erfllt, wenn das kinematische System drei Translations-bewegungsmglichkeiten in Richtung der Koordinatenachsen X, Y und Z aufweist, wie dies bei einem Brcken-Trgersystem fr Kraftmanipulatoren der Fall ist (sieh
30、e z. B. Bild 9). Konstruktiv gesehen treten Fahr- und Teleskopbewegungen auf. Zur Erreichung eines mglichst groen Arbeitsraumes im Verhltnis zu den Hauptabmessungen und anderer Vorteile besitzen die Arme von Mani-pulatoren fr groe Ortsvernderungen der Greifzange jedoch zwei oder drei Rotationsbewegu
31、ngs-mglichkeiten statt der entsprechenden Anzahl Translationsbewegungsmglichkeiten (siehe Bild 4 bzw. Bild 6 und Bild 7). Bei derartigen Bauweisen wird bei einer Bewegung die Greifzange auf Kreisbahnen bewegt. Zur Ausfhrung von Translationsbewegungen erfolgen je nach Situation zustzlich eine oder zw
32、ei Ausgleichsbewegungen. Auer der Ortsvernderung tritt dabei gleichzeitig eine nderung der Orientierung der Greifzange auf. Dies kann vorteilhaft sein und die Vereinfachung eines Bewegungsvorganges bewirken, wie z. B. beim Armschwenken von Kraftmanipulatoren. Meist ist dies jedoch unerwnscht, und es
33、 sind je nach Situation und Anforderung weitere Ausgleichsbewegungen zur Beibehaltung der Orientierung der Greifzange im Raum erforderlich. Die zur Ortsnderung dienenden Rotationsbewegungen sind, bezogen auf die Grundstellung, Neige- und Schwenkbewegungen. 2.3 Bewegungen zum Orientieren Die zur Orie
34、ntierung dienenden Rotationsbewegungen kommen als Dreh-, Neige- und Schwenkbewegungen vor. Es sind verschiedene Kombinationen zweckmig. Die Gruppe der Orientierungsbewegungen besteht auf die jeweilige Grundstellung abgestimmt z. B. beim Kraftmanipulator in Bild 9 aus je einer Dreh-, Schwenk- und Nei
35、gebewegung und bei Parallelmanipulatoren in den Bildern 6 bis 8 aus zwei Drehbewegungen und einer Neigebewegung. Aus Zweckmigkeitsgrnden sind die Baugruppen fr die Orientierbewegungen als Teil des Unterarmes und als Handglied gestaltet. Dies bedingt, dass die Drehung eines gegriffenen Objektes durch
36、 eine einzige Bewegung in der Grundstellung nur um die Y-Achse (Handdrehen) ausfhrbar ist. Da die Achsen der beiden anderen Orientierbewegungen nicht durch den Objektmittelpunkt gehen, erfolgen Kreisbewegungen mit kleinen Radien. Kann die Greifzange nicht in die Richtung der Y- oder Z-Achse geschwen
37、kt bzw. geneigt werden, so sind fr Drehungen um die Achsen Y oder Z nach 2.1, bezogen auf ein gefasstes Objekt, je nach Situation zwei bis fnf Ausgleichsbewegungen ntig, um ungewollte Positions- und Orientierungsnderungen zu verhindern. 2.4 Bewegung von Greifzangen Von wenigen Experimental-Manipulat
38、oren abgesehen, besitzen die Greifzangen nur je eine Bewegungs-mglichkeit. Die beiden Zangenbacken werden im Allgemeinen gleichzeitig bewegt und parallel gefhrt. Scherenartig arbeitende Greifzangen sind bei Manipulatoren sehr selten, bei Ferngreifern dagegen hufiger anzutreffen. Greifzangen mit eine
39、r angetriebenen und einer festen Backe werden nur vereinzelt eingesetzt. Greifzangen mit einer Translationsbewegung sind fr kerntechnische Zwecke ungebruchlich. Greifzangen mit mehr als einer Bewegung, z. B. mit zwei unabhngig voneinander bewegbaren Backen mit je einem Gelenk und solche mit 3 oder 5
40、 gelenkigen Fingern, erwiesen sich als zu kompliziert und haben sich deswegen nicht bewhrt. 2.5 Abwandlungen gegenber kinematischen Systemen nach 2.1 Fr bestimmte Zwecke knnen mehr als sechs Bewegungsmglichkeiten fr die Positionierung und Orientierung zweckmig oder ntig sein, z. B.: null zur Erweite
41、rung des Arbeitsbereiches; DIN 25409 Bbl 1:2015-12 8 null damit der Arm hinter Hindernissen arbeiten kann; null fr eine Feinpositionierung. Zur Erweiterung des Arbeitsbereiches dienen z. B. zustzliche Bewegungsmglichkeiten des Trgersystems oder die Neigbarkeit des Antriebsgehuses bei elektrischen Pa
42、rallelmanipulatoren. Um Hindernisse zu umgehen, knnen sowohl der Arm als auch das Trgersystem mehr Bewegungs-mglichkeiten als unbedingt erforderlich aufweisen. Der Feinpositionierung dient der Greifzangen-Vorschub, z. B. im Handglied von Kraftmanipulatoren. Auch eine Verdoppelung einer Positionierbe
43、wegungsmglichkeit durch weitere Bewegungsmglichkeiten des Armes bei Kraftmanipulatoren fllt hierunter. Wird bei einem Gert mit sechs Bewegungsmglichkeiten ein Freiheitsgrad, z. B. X durch Bewegungen Xund X, doppelt und dafr ein anderer, z. B. , nicht abgedeckt, so ergeben sich erhebliche Einschrnkun
44、gen in der Manipulierfhigkeit. Es handelt sich dann um ein nicht allgemein verwendbares Gert. Bei einer Verringerung der Bewegungsmglichkeiten unter die Anzahl sechs, eine Bewegungsmglichkeit je Freiheitsgrad vorausgesetzt, ergeben sich mit abnehmbarer Anzahl ber Gerte mit Einschrnkungen spezielle G
45、erte mit einem schmalen Anwendungsbereich. 2.6 Erfllung der grundstzlichen Eigenschaften Eine Prfung, ob und bis zu welchem Grade die verschiedenen Kategorien von Manipulatoren fr die allgemeine Verwendung die grundstzlichen Anforderungen an das kinematische System nach 2.1 erfllen, zeigt, dass erhe
46、bliche Unterschiede bestehen. Insgesamt gesehen entsprechen Parallelmanipulatoren diesen Anforderungen bauartbedingt weitgehender als Kraftmanipulatoren. Ferngreifer weisen aufgrund der geringeren Anzahl der Bewegungsmglichkeiten als sechs mehr oder weniger prinzipielle Einschrnkungen bezglich der H
47、andhabungsfhigkeit auf. Ein starrer Ferngreifer nach DIN 25409-1 und DIN 25409-6 besitzt ohne Greifzange nur vier Bewegungs-mglichkeiten. Bild 3 zeigt schematisch seine Kinematik. Es fehlen die Orientierbewegungen und . Bild 3 Starrer Ferngreifer (kinematisches Schema) Ein Ferngreifer mit Gelenk nac
48、h DIN 25409-1 und DIN 25409-6 besitzt ohne Greifzange fnf Bewegungs-mglichkeiten (siehe Bild 4). Es fehlt die Orientierbewegung . DIN 25409 Bbl 1:2015-12 9 Bild 4 Ferngreifer mit Gelenk (kinematisches Schema) Bei beiden Ferngreifer-Bauweisen werden die Bewegungen Xund Zmit einer Stopfendurchfhrung n
49、ach DIN 25407-2 in Form einer Kugel realisiert. Diese weist eine zentrale Bohrung zur Aufnahme der Greifer-stange auf. Bei Parallelmanipulatoren mit 3 Gelenken nach DIN 25409-2 und DIN 25409-5 (siehe Bild 6) sowie Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart nach DIN 25409-3 und DIN 25409-4 (siehe Bild 7), die je 6 Bewegungsmglichk
