DIN 25409-4-2015 Remote handling devices for use behind shielding walls - Part 4 Telescopic master slave manipulators - Requirements and tests《在屏蔽墙后面使用的遥控设备 第4部分 伸缩型主从控制器 要求和试验》.pdf

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1、Dezember 2015DEUTSCHE NORM Preisgruppe 11DIN 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=N“2362643www.din.deDIN 25409-4Fernbedienungsgerte zum Arbei

2、ten hinter Schutzwnden Teil 4: Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart Anforderungen und PrfungenRemote handling devices for use behind shielding walls Part 4: Telescopic master slave manipulators Requirements and testsTlmanipulateurs pour travail derrire des murs de protection Partie 4: Manipulateu

3、rs mitreesclave tlscopique Exigences et essaisAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 254094:199107www.beuth.deGesamtumfang 17 SeitenDDIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)DIN 25409-4:2015-12 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisung

4、en . 4 3 Grundausstattung 4 4 Bewegungsmglichkeiten 5 5 Arbeits- und Bewegungsbereiche 6 6 Belastbarkeit . 7 7 Leerlaufkrfte . 8 8 Elastische Verformungen 9 9 Eigengewichtsausgleich 10 10 Gasdichtheit der Wanddurchfhrungen . 10 11 Werkstoffe 11 11.1 Zulssige Werkstoffe 11 11.2 Oberflchenbehandlung .

5、 11 12 Konstruktive Merkmale 12 13 Montage und Demontage 13 14 Wartung und Instandsetzung 13 15 Elektrische Ausrstung . 14 16 Lieferzustand 14 17 Prfung 15 17.1 Prfungsumfang . 15 17.2 Arbeitsbereich und Mae . 15 17.3 Maximalbelastbarkeit 15 17.4 Leerlaufkrfte . 15 17.5 Elastische Verformungen 15 17

6、.6 Eigengewichtsausgleich 15 17.7 Funktionen . 15 17.8 Gasdichtheit der Wanddurchfhrungen . 16 17.9 Dekontaminierbarkeit von Oberflchen . 16 17.10 Dauerstandsfestigkeit bei Dauerbelastung . 16 18 Kennzeichnung . 16 Literaturhinweise . 17 DIN 25409-4:2015-12 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsauss

7、chuss NA 062-07-62 AA Strahlenschutzeinrichtungen“ im DIN-Normen-ausschuss Materialprfung (NMP) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglich

8、en Patentrechte zu identifizieren. DIN 25409, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden besteht aus den folgenden Teilen: null Teil 1: Ferngreifer - Mae null Teil 2: Parallelmanipulatoren mit 3 Gelenken - Mae null Teil 3: Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart - Mae null Teil 4: Parallelm

9、anipulatoren in Teleskopbauart - Anforderungen und Prfungen null Teil 5: Parallelmanipulatoren mit 3 Gelenken - Anforderungen und Prfungen null Teil 6: Ferngreifer - Anforderungen null Teil 7: Kraftmanipulatoren mit elektrischen Antrieben - Anforderungen und Prfungen null Teil 8: Kraftmanipulatoren

10、Bedienteile - Anordnung und Kennzeichnung Zu DIN 25409 ist ein Beiblatt 1 mit Hinweisen fr die Verwendung erschienen. nderungen Gegenber DIN 25409-4:1991-07 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Vorwort hinzugefgt; b) Entfernung der Patentklassifikationen; c) normative Verweisungen aktualisiert;

11、 d) redaktionelle berarbeitungen. Frhere Ausgaben DIN 25409-4: 1977-02, 1991-07 DIN 25409-4:2015-12 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart, die in hohen Strahlungsfeldern, und zwar hauptschlich in Heien Zellen mit Abschirmung aus Beton und Blei verwendet wer

12、den. Diese Norm legt Mindestanforderungen fest, die an Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart gestellt werden und Kriterien, die fr den Einsatz zu beachten sind. Diese Norm gibt auerdem Hinweise fr Abnahme-prfungen der Gerte. Die Mae und die Bezeichnung der Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart s

13、ind in DIN 25409-3 festgelegt. Hinweise fr die Verwendung siehe Beiblatt zu DIN 25409. 2 Normative 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 Be

14、zug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 25409-3, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Teil 3: Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart - Mae DIN 25410, Kerntechnische Anlagen Ober

15、flchensauberkeit von Komponenten DIN 25415, Radioaktiv kontaminierte Oberflchen Verfahren zur Prfung und Bewertung der Dekontaminierbarkeit DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06, Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 4-41: Schutzmanahmen Schutz gegen elektrischen Schlag (IEC 60364-4-41:2005, m

16、odifiziert); Deutsche bernahme HD 60364-4-41:2007 DIN EN 10088 (alle Teile), Nichtrostende Sthle DIN EN ISO 4288, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Oberflchenbeschaffenheit: Tastschnitt-verfahren Regeln und Verfahren fr die Beurteilung der Oberflchenbeschaffenheit 3 Grundausstattung Ein Manipu

17、lator besteht aus den Hauptbaugruppen Bedienungsarm, Wanddurchfhrung und Arbeitsarm. Er muss als Grundausstattung folgende Bauteile aufweisen: a) elektromotorische Vorrichtungen zur Verstellung des Arbeitsarmes gegenber dem Bedienungsarm fr die X- und Y-Bewegung; b) auswechselbare Parallelbacken; c)

18、 Sperrklinke fr die Zange, die diese geschlossen hlt. Der Hebel zum Einschalten und Lsen der Sperr-klinke muss sich am Handgriff befinden; d) Vorrichtung zum gleichzeitigen Feststellen aller Bewegungen mit Ausnahme der Zange. Gesonderte Vorrichtung zur Feststellung der X-Bewegung, falls diese nicht

19、schon gleichzeitig mit den anderen gebremst wird. Die Feststellvorrichtungen sind von der Bedienungsseite her zu bettigen. DIN 25409-4:2015-12 5 e) Strahlenabschirmung aus Blei in der Wanddurchfhrung (siehe Beiblatt 2 zu DIN 25420-1). Beim Einbau in Strahlenschutzwnde aus Blei muss die Strahlenabsch

20、irmung die gleiche Dicke wie die Wand besitzen. 4 Bewegungsmglichkeiten Parallelmanipulatoren mssen die in Bild 1 am Beispiel des Arbeitsarmes dargestellten sieben unabhngigen Bewegungsmglichkeiten haben. Legende 1 Wanddurchfhrung 2 Schultergelenk 3 uerer Teleskoparm 4 innerer Teleskoparm 5 Handgele

21、nk 6 Zange 7 Parallelbacke G Greifen: ffnen und Schlieen der Zange Hd Handdrehen: Drehen der Zange um ihre Mittelachse Hn Handneigen: Neigen der Zange um eine senkrecht zu ihrer Mittelachse liegende Achse Ad Armdrehen: Drehen des inneren Teleskoparmes um die Mittelachse X X-Bewegung: Neigen des Tele

22、skoparmes um die Mittelachse der Wanddurchfhrung Y Y-Bewegung: Neigen des Teleskoparmes um die senkrecht zu seiner Mittelachse liegende Schultergelenkachse an der Wanddurchfhrung Z Z-Bewegung: Hubbewegung des inneren Teleskoparmes Bild 1 Bewegungsmglichkeiten eines Parallelmanipulators in Teleskopba

23、uart DIN 25409-4:2015-12 6 5 Arbeits- und Bewegungsbereiche Die Arbeitsbereiche der drei Manipulatorgren I, II und III nach DIN 25409-3 sind unterschiedlich. Sie sind einerseits durch die Hauptmae der Manipulatoren (vor allem Lnge der Teleskoparme und Abstand des Schultergelenkes des Arbeitsarmes vo

24、n der Schutzwand) begrenzt, andererseits durch die Bereiche, in denen die einzelnen Bewegungen ausgefhrt werden knnen (Bewegungsbereiche). Falls nicht anders angegeben, gelten die nachfolgenden Festlegungen fr die Ausfhrung der Bewegungen mit dem Bedienungsarm von Hand aus der Grundstellung heraus.

25、In der Grundstellung sind der Arbeits- und der Bedienungsarm vertikal, die Teleskope halb ausgefahren, die Zange horizontal und nach vorn gerichtet und die Richtung der Greifbewegung seitwrts. In Tabelle 1 sind die Arbeits- und Bewegungsbereiche dargestellt Tabelle 1 Arbeits- und Bewegungsbereiche B

26、ewegung Anforderung Greifen (G)a: ffnungsweite zwischen den Parallelbacken ohne Bereichsverstellung 0 mm bis 75 mm, nach maximaler Bereichsverstellung 35 mm bis 90 mm Handdrehen (Hd): null 200 bei Hn +30 null 360 bei Hn 0 null 200 bei Hn 110 Armdrehen (Ad): null 178 X-Bewegung (X): Arbeits- und Bedi

27、enungsarm theoretisch gemeinsam null 90; praktisch nutzbar infolge der Reichweite des menschlichen Armes etwa null 45; elektromotorische Verstellung des Arbeitsarmes gegenber dem Bedienungsarm null 45; Arbeitsarm praktisch nutzbar insgesamt (d. h. manuell und elektromotorisch verstellt): null (45 +

28、30); Y-Bewegung (Y)b, c : Arbeits- und Bedienungsarm gemeinsam +25 und 22; elektromotorische Verstellung des Arbeitsarmes gegenber dem Bedienungsarm +70 und 20; bei einer Verstellung des Arbeitsarmes von mindestens +8 Arbeits- und Bedienungsarm gemeinsam maximal 30. Auerdem muss zum Ein- und Ausbau

29、des Manipulators zur Bedienungsseite hin nach einer elektromotorischen Verstellung von +70 der Arbeitsarm noch weitere +20 bis in horizontale Stellung geneigt werden knnen. Z-Bewegung (Z): Zu unterscheiden sind bezglich des Teleskops zwei Bauarten: a) mit einfachem Teleskop (T); b) mit verlngerbarer

30、 Reichweite (en: extended reach), mit Doppelteleskop (E) im Arbeitsarm und mit zustzlicher elektromotorischer Verstellung des Hubes aEine Bereichsverstellung ist ntig, da bei einem Wegverhltnis von 1 : 1 einer Zangenbacke und des Handgriffs ein Bereich von 90 mm nicht berschritten werden darf. bDa d

31、ie X- und Y-Bewegung konstruktiv als Rotationsbewegungen ausgebildet sind, werden ihre Bewegungsbereiche in Winkelgrad angegeben. c + bedeutet nach vorn (vom Operateur weg), oben bzw. rechts (je nach Art der Bewegung). bedeutet nach hinten (auf den Operateur zu), unten bzw. links. DIN 25409-4:2015-1

32、2 7 Die Bereiche der Z-Bewegung der beiden Bauarten sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Hubbereiche Mae in Millimeter Gre nach DIN 25409-3 Bauarten T E l2l2zustzlich Verstellung I 990 990 985 II 850 850 845 III 650 650 645 6 Belastbarkeit Es gibt folgende Gerteklassen: null Leicht (L); null Mitte

33、l (M) und null Schwer (S). Es werden zwei Belastungsarten unterschieden: a) Maximalbelastung, die nur in begrenzter Hufigkeit einwirken darf; b) Dauerbelastung. Ferner ist zu unterscheiden, in welcher Weise der Gegenstand vom Manipulator gehandhabt wird: a) Manipulieren eines Gegenstandes mit den Pa

34、rallelbacken der Zange; b) Tragen eines Gegenstandes mit dem Lasthaken. Mit den einzelnen Bewegungen mssen mindestens die in Tabelle 3 angegebenen Krfte bzw. Drehmomente ausgebt werden knnen. Mit dem Manipulator mssen Gegenstnde mit mindestens den in Tabelle 4 genannten Gewichten gehand-habt werden

35、knnen. Die eingebauten Drahtseile mssen 104Lastspiele bei Dauerbelastung ohne Schaden und ohne eine die Funktion wesentlich beeintrchtigende Dehnung ermglichen. Alle brigen Krfte bertragenden Teile mssen eine Lebensdauer von 106Lastspielen bei Dauerbelastung aufweisen. DIN 25409-4:2015-12 8 Tabelle

36、3 Mit den einzelnen Bewegungen ausbbare Mindestkrfte bzw. Drehmomente Bewegungsart Gerteklasse leicht (L) mittel (M) schwer (S) max. ausbbar daN dauernd ausbbar daN max. ausbbar daN dauernd ausbbar daN dauernd ausbbar daN Greifen 9 6 18 12 30 Handdrehen 0,5 0,35 1 0,7 3,5 Handneigen 1 0,7 2 1,4 3,5

37、Armdrehen 1 0,7 2 1,4 4,5 X-Bewegung 15 10 30 20 50 Y-Bewegung 15 10 30 20 50 Z-Bewegung 25 15 50 30 50 Tabelle 4 Gewichte der mit dem Manipulator zu handhabenden Gegenstnde Handhabungsart Gerteklasse leicht (L) mittel (M) schwer (S) max. handhabbar kg dauernd handhabbar kg max. handhabbar kg dauern

38、d handhabbar kg max. handhabbar kg dauernd handhabbar kg Mit Einfach-Teleskop: Zange 6 4 12 8 20 20 Lasthaken 25a6b50a12b50a35bMit Doppel-Teleskop: Zange 4,5c3c9c6c14c14cLasthaken 18a, c4,5b, c36a, c9b, c50a20b, cDie angegebenen Gewichte gelten fr alle Stellungen, die der Arbeitsarm einnehmen kann,

39、wenn keine Einschrnkungen gemacht werden. aTeleskop halb ausgefahren, X- und Y-Bewegung 20 bX- und Y-Bewegung 45 cBei eingefahrenem Doppel-Teleskop Werte wie mit Einfach-Teleskop 7 Leerlaufkrfte Die in Tabelle 5 genannten Leerlaufkrfte sollten nicht berschritten werden. Wenn ein Manipulator von Hand

40、 aus der Grundstellung heraus bewegt wird, sind die zu berwindenden Leerlaufkrfte in erster Linie Reibungskrfte. Bei den Bewegungen X, Y und Z knnen durch die Gegengewichte nicht ausgeglichene Reste des Eigengewichtes zu den Reibungskrften hinzukommen und je DIN 25409-4:2015-12 9 nach Bewegungsricht

41、ung die Leerlaufkrfte erhhen oder verringern. Beim Schlieen der Zange ist zustzlich die Kraft der Zugfeder zu berwinden, die die Zange selbstttig bei Entlastung ffnet. Tabelle 5 Leerlaufkrfte am Handgriff Bewegungsart Gerteklasse leicht (L) mittel (M) schwer (S) nicht gasdicht gasdicht nicht gasdich

42、t gasdicht nicht gasdicht gasdicht cN cN cN cN cN cN Greifen (Schlieen) 400 700 500 800 1000 1500 Handdrehen 100 150 150 200 300 400 Handneigen 150 300 300 400 600 800 Armdrehen 100 200 200 250 300 400 X-Bewegung 100 200 100 200 300 400 Y-Bewegung 100 300 300 600 600 1000 Z-Bewegung 300 600 500 800

43、1200 1500 Da nur die Krfte interessieren, die der Bedienende am Handgriff aufbringen muss, nicht jedoch in Verbindung mit Hebelarmen an bestimmten Stellen des Manipulators auftretende oder mit dem Manipulator ausbbare Drehmomente, sind im Gegensatz zu Abschnitt 5 bei allen Bewegungsarten Krfte angeg

44、eben. Der Angriffspunkt der Krfte ist in der Mitte des Handgriffs. 8 Elastische Verformungen Die elastischen Verformungen unter Belastung haben ihre Ursache in Lngungen der Drahtseile, Verdrehung von Wellen sowie der Durchbiegung der Arme. Die Folge sind Stellungsabweichungen von Gliedern des Arbeit

45、sarmes gegenber den entsprechenden des Bedienungsarmes. Die in der Tabelle 6 angegebenen Werte fr die Verformung drfen nicht berschritten werden. Diese Werte gelten fr die Gre I, die entsprechenden Werte fr die Gren II und III sind wegen der geringeren Armlngen bei sonst gleicher Ausfhrung etwas nie

46、driger. DIN 25409-4:2015-12 10 Tabelle 6 Elastische Verformungen unter Belastung Bewegungsart Gerteklasse leicht (L) mittel (M) schwer (S) unter Be-anspru-chung Verformung unter Bean-spru-chung Verformung unter Be-anspru-chung Verformung Einfach-Teleskop Zweifach-Teleskop Einfach-Teleskop Zweifach-T

47、eleskop Einfach-Teleskop Zweifach-Teleskop Greifena9 daN 15 mm 30 mm 18 daN 15 mm 30 mm 30 daN 20 mm 30 mm Handdrehenb0,5 daNm 20 30 1 daNm 20 30 3,5 daNm 20 30 Handneigenb1 daNm 10 15 2 daNm 10 15 3,5 daNm 10 15 Armdrehenb1 daNm 20 30 2 daNm 20 30 4,5 daNm 20 30 X-Bewegungc, d6 daN 25 mm 35 mm 12 d

48、aN 12 mm 20 mm 20 daN 12 mm 20 mm Y-Bewegungc, d6 daN 40 mm 60 mm 12 daN 20 mm 30 mm 20 daN 20 mm 30 mm Z-Bewegungc, d25 daN 10 mm 15 mm 50 daN 12 mm 17 mm 50 daN 5 mm 8 mm ANMERKUNG Elastische Verformungen bzw. Stellungsabweichungen treten unter Beanspruchung (durch Handhaben von Gegenstnden oder A

49、usben von Krften bzw. Drehmomenten an Gegenstnden) gegenber dem unbelasteten Zustand auf. aAbstand der Parallelbacken zueinander bHandgriff gegenber Zange cBedienungsarm gegenber Arbeitsarm auf der Hhe der Handgelenke dTeleskop halb ausgefahren, Doppel-Teleskop eingefahren 9 Eigengewichtsausgleich Fr die