Themenfeld Robotik

Für die Sicherheit von Industrierobotern gelten die europäisch harmonisierten Normen EN ISO 10218-1 und EN ISO 10218-2. Unter den Geltungsbereich dieser Normen fallen zum Beispiel die bekannten Sechs-Achs-Knickarmroboter, Scara-Roboter oder auch Portalroboter. Die Roboternormen gelten für Systeme mit mindestens drei frei programmierbaren Achsen. Für Handhabungssysteme mit weniger Achsen existiert zwar keine eigenständige Norm. Jedoch kann man sich an oben genannten Normen anlehnen.

Für nicht industrielle Roboter (z. B. im Service und Pflegebereich) gilt die Norm EN ISO 13482.

Die besagten Normen können z. B. beim Beuth Verlag bezogen werden. Für einen ersten Überblick über die Sicherheitsanforderungen, stellt der Fachbereich Holz und Metall die Schrift DGUV Information 209-074 Industrieroboter bereit. Sie steht kostenlos als Download zur Verfügung oder kann als Druckschrift bei der für Sie zuständigen Berufsgenossenschaft bestellt werden.

Industrieroboter zählen nach Richtlinie 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie) zu den sogenannten unvollständigen Maschinen. Für sie sind vom Hersteller keine EG-Konformitätserklärung, sondern nur eine Einbauerklärung und Montageanleitung zu erstellen. Erst durch den Zusammenbau zu einer vollständigen Maschine mittels Fördertechnik, Vorrichtungen und Schutzeinrichtungen erhält man eine Maschine, für die eine EG-Konformitätserklärung ausgestellt und ein CE-Zeichen vergeben werden müssen.

Schutzeinrichtungen

Industrieroboter müssen mit Schutzeinrichtungen umgeben sein, die den Zutritt von Personen zum Gefahrenraum verhindern. Bewegliche Schutzeinrichtungen müssen mit den gefahrbringenden Bewegungen verriegelt sein (Stillsetzen der gefahrbringenden Bewegungen bei Annäherung oder Zugriff).

Ist mit gefahrbringenden Nachlaufbewegungen zu rechnen, müssen trennende Schutzeinrichtungen zusätzlich mit Zuhaltungen ausgerüstet werden.

Man unterscheidet zwischen:

• Trennende Schutzeinrichtungen:
  • Kabinen
  • Umzäunungen
• . Bewegliche trennende Schutzeinrichtungen:
  • Schutztüren
  • Rolltore
  • Klappen
• Nicht trennende Schutzeinrichtungen:
  • Lichtvorhänge
  • Laserscanner
  • Schaltmatten
  • Zweihandschaltungen

Kollaborierende Roboter

Kollaborierende Robotersysteme stellen ein Bindeglied zwischen rein manuellen Arbeitsplätzen und einer Vollautomation dar. Sie sind ein wichtiger Bestandteil in der sogenannten Industrie 4.0, die mit einem Trend zu immer kleineren Losgrößen einhergeht. In einem je nach Kollaborationsart weitestgehend schutzzaunlosen Betrieb kann so der Roboter die Mitarbeiter bei manuellen Tätigkeiten unterstützten. Neben den ökonomischen Vorteilen können kollaborierende Robotersysteme ebenso die Gesunderhaltung der Beschäftigten an ihren Arbeitsplätzen unterstützen - beispielsweise bei besonders unergonomischen Tätigkeiten. Dazu zählen unter anderem monotone Tätigkeiten, Überkopfarbeit oder Rücken-Skelet-belastende Tätigkeiten. Von den derzeit bekannten vier Kollaborationsarten bietet die sogenannte Leistungs- und Kraftbegrenzung besonderes Potential. Hierbei werden Kräfte und Drücke des Roboters einschließlich Werkzeug bei Kontakt mit Personen so begrenzt, dass es nicht zu Verletzungen kommt.

Die sogenannten biomechanischen Grenzwerte für einen solchen Kontakt waren bis vor kurzem weitgehend unbekannt. Um diese Grenzwerte zu ermitteln, führten DGUV und BGHM mit Unterstützung des IFA und des IFF Fraunhofer umfangreiche Untersuchungen im Rahmen von Forschungsprojekten durch. Die im Ergebnis ermittelten biomechanischen Grenzwerte bei einem Kontakt zwischen Robotersystem und Mensch nicht überschritten werden. Die Ergebnisse fanden in der Fachwelt große Beachtung und wurden von der internationalen Normenorganisation ISO in die Spezifikation ISO TS 15066 übernommen.

Die Kräfte und Drücke bei einem möglichen Kontakt zwischen Mensch und Robotersystem können zuverlässig nur durch eine Messung an der realen Maschine bestimmt werden. Mit Hilfe der Webbasierten Planungshilfe "Cobotplaner" ist es jedoch möglich, sehr realitätsnahe Kontaktszenarien bereits im Vorfeld zu berechnen.

Für einen ersten Überblick über die Praxis bei der Planung von sicheren kollaborierenden Robotersystemen stellt Ihnen die Berufsgenossenschaft die Schrift FBHM 080 (PDF, 764 kB, nicht barrierefrei) kostenlos zum Download zur Verfügung. Darüber hinaus unterstützen Sie die Fachleute der Berufsgenossenschaft gern mit Beratungen oder auch Zertifizierungen beim Einsatz kollaborierender Robotersysteme.