Lastenheft-Vorlage Robotische Schweißzelle (Automotive)
VorlagenDiese Vorlage bietet einen professionellen Rahmen für die Planung und Dokumentation einer robotischen MIG/MAG-Schweißzelle. Sie ist speziell auf die strengen Standards der Automobilindustrie und die europäischen Sicherheitsvorschriften zugeschnitten.
Wichtig: Diese Vorlage ist als umfassender Startpunkt für Ihr eigenes Projekt gedacht. Sie ist kein statisches Dokument, sondern eine Basis, die angepasst, erweitert und gemäß Ihrem spezifischen Anlagenlayout und Ihren Kundenspezifikationen verfeinert werden muss.
So verwenden Sie diese Vorlage
- Projekt initialisieren: Legen Sie ein neues Projekt in der ETRM-Umgebung auf Basis dieser Vorlage an.
- Prüfen & Anpassen: Gehen Sie die Liste der „Platzhalter-Anforderungen“ durch. Überprüfen Sie die Werte (z. B. Abstände, Zeiten) und ersetzen Sie die Platzhalter durch Ihre tatsächlich berechneten oder gemessenen Daten.
- Nach Disziplinen filtern: Nutzen Sie die Tags, um Verantwortlichkeiten zuzuweisen und Aufgaben für spezifische Fachabteilungen zu filtern.
Tag-Legende (Disziplinen & Kategorien)
Um die multidisziplinäre Zusammenarbeit zu erleichtern, ist jede Anforderung mit den folgenden Tags kategorisiert:
- SEC (Safety): Kritische Anforderungen für die CE-Konformität, Risikominderung und den Personenschutz.
- SW (Software): Funktionslogik, Kommunikations-Watchdogs, Handshakes und Strategien zur Fehlerbehebung (Recovery).
- MECH (Mechanik): Physisches Design, Schutzeinrichtungen, Sensormontage und pneumatische/mechanische Layouts.
- EL (Elektrik): Stromversorgung, Verkabelungsstandards, Not-Halt-Schaltkreise und E/A-Mapping.
- QUAL (Qualität): Anforderungen an die Integrität der Schweißnaht, Protokollierung und Kalibrierungsroutinen.
- DOC (Dokumentation): Rechtliche Anforderungen, Handbücher, Risikobeurteilungen und Zertifikate.
- PROC (Prozess): Taktzeitziele, Durchsatzspezifikationen und produktionsrelevante KPIs.
Regulatorischer Rahmen
Diese Vorlage referenziert die wichtigsten internationalen Normen für die Robotik. Nutzen Sie diese als Basis für Ihre Compliance-Strategie:
- ISO 10218-2: Sicherheitsanforderungen für Industrierobotersysteme und Integration.
- ISO 13849-1: Sicherheit von Steuerungen (Performance Level).
- ISO 13855: Anordnung von Schutzeinrichtungen in Bezug auf Annäherungsgeschwindigkeiten von Körperteilen.
Rückverfolgbarkeit & Compliance
Durch die Verwaltung dieser Anforderungen im ETRM schaffen Sie eine „Single Source of Truth“. Dies ist für das CE-Konformitätsbewertungsverfahren (Maschinenrichtlinie) unerlässlich. Jede Statusänderung einer Anforderung wird protokolliert und liefert den notwendigen Prüfpfad für Sicherheitsexperten und die endgültige Kundenabnahme.
Vorschau der Anforderungen
| Strukturelement | Anforderung | Beschreibung | Tags |
|---|---|---|---|
1 Sicherheitstechnik & Normen | Sicherheitsabstand Lichtvorhang (ISO 13855) | Berechnung des Abstands S nach S = (K * T) + C. K=2000mm/s. Die Gesamtnachlaufzeit T muss nach Montage messtechnisch validiert werden. Mindestmaß 500mm. | SECMECH |
1 Sicherheitstechnik & Normen | Zustimmbetätigung im Einrichtbetrieb (T1) | Geschwindigkeitsbegrenzung auf <250mm/s im Einrichtmodus. Bewegung nur bei aktivem 3-Stufen-Zustimmtaster am Programmierhandgerät (ISO 10218-2). | SECSW |
1 Sicherheitstechnik & Normen | Not-Halt-Konzept (Stopp-Kategorie 1) | Gesteuertes Stillsetzen nach EN 60204-1 bei Not-Halt. Erst nach Stillstand der Achsen erfolgt die galvanische Trennung der Antriebe. | SECEL |
1 Sicherheitstechnik & Normen | Restenergien: Pneumatik-Entlüftung | Sicherheitsventile zur automatischen Entlüftung der Spannzylinder bei Not-Halt oder Schutztüröffnung. | SECMECH |
2 Mechanik & Zellendesign | Schweißspritzerschutz für Sensorik | Optische Sensoren im Umkreis von 1,5m um den Prozess benötigen automatisierte Druckluft-Freiblasvorrichtungen gegen Schweißperlen-Anhaftung. | MECH |
2 Mechanik & Zellendesign | Absaugvolumenstrom-Überwachung | Integration eines Strömungswächters. Bei Unterschreitung von 1000 m³/h muss der Schweißprozess softwareseitig gesperrt werden. | MECHSEC |
2 Mechanik & Zellendesign | Wartungszugang Schweißbrenner | Verschleißteilwechsel muss über gesicherte Wartungsfenster (Sicherheitsschalter mit Zuhaltung) ohne Demontage des Schutzzauns möglich sein. | MECHDOC |
3 Elektrotechnik & Kommunikation | Profinet-Kommunikations-Watchdog | Watchdog-Zeit zwischen SPS und Roboter auf 24ms festlegen. Ein Kommunikationsabriss muss einen sofortigen Sicherheitsstopp (Stopp-Kat 0) auslösen. | SWEL |
3 Elektrotechnik & Kommunikation | Beleuchtung des Arbeitsbereichs | Installation von LED-Hallenstrahlern zur Erreichung von mindestens 500 Lux im Zelleninneren (Wartungsbeleuchtung). | EL |
3 Elektrotechnik & Kommunikation | Bauteil-Anwesenheitskontrolle | Abfrage der korrekten Bauteillage über drei induktive Sensoren. Schweißfreigabe erfolgt nur bei 'High'-Signal aller Sensoren. | MECHEL |
4 Software & Robotersteuerung | TCP-Kalibrierungsroutine | Software-Prüfzyklus des Tool Center Point (TCP) alle 50 Bauteile. Automatischer Stopp bei einer Abweichung von >0,5mm. | SWQUAL |
4 Software & Robotersteuerung | Home-Position-Strategie (Recovery) | Kollisionsfreie Rückzugsstrategie in die Grundstellung. Muss ohne manuelles Teachen der Roboterachsen aus jeder Position funktionieren. | SW |
5 Schweißprozess & Qualität | Taktzeit-Vorgabe (Cycle Time) | Die Gesamttaktzeit pro Bauteil darf 45s nicht überschreiten. Die reine Schweißzeit ist durch optimierte Verfahrwege auf max. 28s zu begrenzen. | PROC |
5 Schweißprozess & Qualität | Schweißparameter-Logging (Traceability) | Zyklische Erfassung von Strom, Spannung und Gasdurchfluss. Datenübergabe an das MES-System zur lückenlosen Bauteil-Rückverfolgbarkeit. | QUALSW |
6 Dokumentation & Abnahme | CE-Konformitätsbewertung | Bereitstellung der Risikobeurteilung nach ISO 12100 und der Konformitätserklärung gemäß Maschinenrichtlinie 2006/42/EG. | DOC |
Haftungsausschluss: Diese Vorlage dient als Leitfaden für das Anforderungsmanagement und ersetzt keine formale Risikobeurteilung nach ISO 12100. Alle Platzhalterwerte müssen durch einen qualifizierten Ingenieur verifiziert werden.