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Der Betriebsleiter 6/2016

Der Betriebsleiter 6/2016

MONTAGE- UND

MONTAGE- UND HANDHABUNGSTECHNIK 01 02 Eine aktuelle Studie des Fraunhofer IPA belegt die Wirksamkeit ergonomischer, höhenverstellbarer Montagearbeitsplätze. Eine Belastungsanalyse im IPA-Bewegungslabor erbrachte den wissenschaftlichen Nachweis. Möglich machte dies unter anderem ein patentiertes, modulares Bodensystem von RK Rose+Krieger. Es erlaubt eine variable Positionierung von Kraftmessplatten im Raum sowie die Integration von Treppen, Rampen und Arbeitsplätzen. 03 04 Im Bewegungslabor nachgewiesen Ergonomische Arbeitsplätze wirken positiv auf die Gesundheit der Mitarbeiter passte Hilfsmittel und Werkzeuge zur Entlastung des Arbeiters. Bewegungslabor mit flexiblem Modulboden Die Belastungsdaten für die verschiedenen zu untersuchenden Tätigkeiten werden in einem Bewegungslabor erhoben. Dabei erlaubt heute ein modulares Bodensystem die variable Positionierung von Kraftmessplatten sowie eine methodisch optimale Integration von zusätzlichen Aufbauten wie Treppen, Rampen, Arbeitsplätzen und Kamerasystemen. „Im alten Be wegungslabor lagen die Kraftmessplatten nie dort, wo sie sollten und das Gehen auf Treppen oder Rampen, das besonders für die Prothetik wichtig ist, ließ sich nicht realisieren. Daher Wie wirkt sich die Arbeitsergonomie auf den Menschen aus? Das ist einer der Forschungsschwerpunkte des Fraunhofer- Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Eines der Untersuchungsziele ist die Entwicklung neuer, individueller Strategien, mit denen jeder einzelne Mitarbeiter bis zum Rentenalter gesund und einsatzfähig bleibt. Dazu arbeitet die Abteilung „Biomechatronische Systeme“ mit einem Team aus Medizinern, Physiotherapeuten, Sportwissenschaftlern, Ingenieuren und Informatikern an der ganzheitlichen, quantitativen und qualitativen Betrachtung unterschiedlicher Arbeitsabläufe und der Entwicklung entsprechender Problemlösungen. Hierzu zählen die ergonomische Arbeitsplatzgestaltung, Konzepte für entlastende Exo skelette sowie angesuchten wir nach einer Lösung, die uns die flexible Gestaltung von Versuchsaufbauten ermög licht“, beschreibt Florian Blab, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPA. Bezüglich des Umbau des alten Labors wandte sich Blab an RK Rose+Krieger. Das Mindener Unternehmen ist spezialisiert auf Profil-Montagetechnik und die Entwicklung ergonomischer Arbeitsplatzsysteme. Für das Fraunhofer IPA konzipierte RK Rose+Krieger den Modulboden zur Einbringung variabel positionierbarer Kraftmessplatten. Grundlage ist ein stabiler und gleichzeitig flexibler Unterbau aus Aluminiumprofilen aus dem Blocan-Profilbaukasten. Auf ihm werden die einzelnen Bodenplatten fixiert. „Das System erlaubt den Einsatz aller gängigen Fabrikate von Messsystemen. Die Oberflächenbeläge werden nach Kunden- 10 Der Betriebsleiter 6/2016

MONTAGE- UND HANDHABUNGSTECHNIK 01 Der höhenverstellbare Arbeitsplatz mit Galgen verringert die körperliche Belastung bei der Arbeit nachweislich 02 Der flexible Modulboden mit Unterbau aus Blocan-Aluminiumprofilen gestattet die beliebige Anordnung der Mess- und Laufplatten sowie den Austausch der Oberflächenbeläge 03 Das flexible Blocan-Aluprofilsystem umfasst verschiedenste Profilgeometrien und -größen, ist einfach zuzuschneiden und zu montieren und bietet unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten 04 Mit Hilfe elektrisch verstellbarer Hubsäulen Typ Multilift II telescope lässt sich die Tischfläche des Arbeitsplatzes im Bewegungslabor stufenlos positionieren wunsch angebracht und die einzelnen Module lassen sich untereinander manuell austauschen. Damit können Anwender die Mess- und Laufplatten beliebig anordnen und fixieren“, erklärt Michael Amon, Bereichsleiter Technik bei RK Rose+Krieger. Weitere Aufbauten wie Kamerasysteme und Arbeitsplätze lassen sich ohne weiteres über RK-Rohrverbinder realisieren. Die variablen Module gestatten dabei auch die Simulation von schiefen Ebenen und Treppenstufen. Die Anzahl der verwendeten Kraftmessplatten variiert je nach Versuchsanordnung. „Für die arbeitsergonomische Untersuchung der Bewegungsabläufe benötigen wir zwei unabhängige Messplatten – eine für jedes Bein. Um Gangbewegungen auszuwerten, reichen für die meisten Fragestellungen zwei bis maximal vier Platten aus“, erläutert Florian Blab. So lassen sich genaue Informationen über anliegende Belastungen der entsprechenden Auftrittspunkte messen und visualisieren. Ergonomische Belastungsanalyse „Das Projekt bietet uns die Möglichkeit, neue Methoden für die ergonomische Bewertung von Arbeitsbewegungen zu entwickeln und aus dem Labor in den Arbeitsalltag zu übertragen“, sagt Florian Blab. Bereits heute nutzen zahlreiche Kunden aus der Industrie diesen Service, denn das modulare Bewegungslabor kann schnell und unkompliziert an die unterschiedlichsten Vorgaben und Bedingungen angepasst werden. Damit ist es problem- los möglich, die jeweilige Arbeitssituation wirklichkeitsgetreu nachzustellen. So auch bei dem jüngsten IPA-Projekt, der ergonomischen Belastungsanalyse einer konkreten Tätigkeit an einer Verpackungsstation im Bereich Logistik/Kommissionierung. Verglichen wurden die körperlichen Belastungen bei zwei verschieden großen und schweren Versuchspersonen jeweils an einem statischen und einem höhenverstellbaren Arbeitsplatz. Die Tische glichen sich in Größe und Stellfläche. Der höhenverstellbare Arbeitsplatz, der optimal an die Größe der Versuchsperson und die jeweilige Tätigkeit angepasst werden konnte, wurde aus Komponenten des Lean- Arbeitsplatzsystems von RK Rose+Krieger aufgebaut. Im Gegensatz zum festen Tisch mit einer Höhe von 730 mm ließ sich die Tischfläche des Lean-Arbeitsplatzes mithilfe elektrisch verstellbarer Hubsäulen vom Typ Multilift II telescope stufenlos zwischen 730 und 1140 mm positionieren. Diese teleskopierenden Hubelemente erfüllen die Ergonomienorm für Arbeitstische (DIN EN 527- 1:2011) und nehmen Druckkräfte bis 3000 N auf. Mit einem Einbaumaß von 560 mm und einer maximalen Hublänge von 650 mm zeichnen sie sich zudem durch ein optimales Einbau-Hub-Verhältnis aus. Der höhenverstellbare Tisch verfügte darüber hinaus über einen ebenfalls in der Höhe veränderbaren Galgen aus Blocan-Aluminiumprofilen zur Aufbewahrung kleiner und mittlerer Kartons sowie Schütten mit den zu verpackenden Gewichtsscheiben – sie repräsentierten im Versuch die unterschiedliche schweren Waren. Große Kartons wurden seitlich am Tisch über eine Ablage aus Profilen angebracht. Bei dem statischen Tisch wurden dagegen die kleinen und mittleren Kartons sowie die Schütten mit den Gewichten auf der Tischfläche platziert. Die großen Kartons wurden an der Tischseite abgestellt. Eindeutiges Ergebnis Labor flexibel anpassbar Das modulare Bewegungslabor kann schnell und unkompliziert an die unterschiedlichsten Vorgaben und Bedingungen angepasst werden. Damit ist es problemlos möglich, die jeweilige Arbeitssituation wirklichkeitsgetreu nachzustellen. Das IPA-Team bewertete die Arbeitsbelastung der Versuchspersonen mit dem Bewertungstool EAWS (Ergonomic Assessment Worksheet). Je nach auftretender Belastung werden die Arbeitsplätze dabei in „grün“ (minimale Belastung, ≤ 25 EAWS-Punkte), „gelb“ (mittlere Belastung, 26 bis 49 EAWS- Punkte) und „rot“ (hohe Belastung, ≥ 50 EAWS-Punkte) eingeteilt. Das Ergebnis der Versuche war eindeutig: Die Arbeit an dem statischen Tisch ohne jedes weitere Hilfsmittel belastete die beiden Versuchspersonen stark und wurde durchgehend mit mehr als 50 EAWS-Punkten bewertet. Der höhenverstellbare Arbeitsplatz mit Galgen verringerte die körperliche Belastung bei der Arbeit mit den kleinen und mittleren Kartons deutlich und verbesserte die Belastungswerte immerhin klar in den gelben Bereich. Bei einer optimalen Höhenanpassung betrug die Reduzierung der Belastung 21 EAWS-Punkte und damit knapp 33 Prozent. Auch die Verringerung der Griffweite durch Einsatz des Galgens, der Kartons und Gewichte günstiger positionierte, senkte die Belastung zusätzlich. Die Verarbeitung der großen Kartons stellte in beiden Fällen eine unverändert hohe Belastung der Versuchspersonen dar. Florian Blab bestätigt: „Durch unsere Versuche konnten wir zeigen, dass die Anpassung der Arbeitshöhe an die Tätigkeit und die Körpergröße des Arbeiters die körperliche Belastung nachweislich verringert und zu einer Verbesserung der ergonomischen Bewertung des Arbeitsplatzes führt.“ Ausblick Das Gemeinschaftsprojekt von Fraunhofer IPA und RK Rose+Krieger wird fortgeführt. Im Fokus der Untersuchungen werden dann Anwendungsfälle für Tätigkeiten im Zusammenhang mit Industrie 4.0 stehen. Bilder: 1-2 Fraunhofer IPA, 3-4 RK Rose+Krieger www.rk-rose-krieger.com www.ipa.fraunhofer.de Im Fokus Nachhaltigkeit Effizienz Sicherheit Der Betriebsleiter 6/2016 11

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