Neue Norm soll Sicherheit zwischen Mensch und Roboter gewährleisten

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Kennwerte zu Belastungsgrenzen beim Kontakt zwischen Mensch und Roboter

Eine Konkretisierung zum Vorgehen bei der Gefährdungsbeurteilung für kollaborierende Roboter kann durch die momentan in Erarbeitung befindliche technische Spezifikation TS 15066 erwartet werden. Federführend beteiligt sind dabei, neben dem Fraunhofer-IPA, deutsche Hersteller, Verbände, Integratoren und Endanwender von MRK-Systemen.

Dabei handelt es sich um eine zunächst nicht normative Ergänzung zur ISO 10218, deren Einarbeitung in die Norm im Rahmen der nächsten Normenrevision überprüft wird. In der TS 15066 werden voraussichtlich auch zum ersten Mal konkrete Kennwerte zu Belastungsgrenzen beim physischen Kontakt zwischen Mensch und Roboter enthalten sein. Über die Aktivitäten des Institutes für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung und die dazu erschienenen BG/BGIA-Empfehlungen berichtete der Maschinenmarkt bereits im vergangenen Jahr [1].

Erwünschte und nicht erwünschte Kontakte von Mensch und Roboter genau unterscheiden

Die aktuellen Normungsaktivitäten spiegeln die Vielschichtigkeit der Gefährdungsbeurteilung für MRK-Lösungen wider. Da Mensch und Roboter je nach Szenario in unmittelbarem Kontakt zusammenarbeiten, ergeben sich Aspekte, die zwar schon bisher in der Gefährdungsanalyse betrachtet werden müssen, bei der Mensch-Roboter-Kollaboration aber in verschärfter Form auftreten.

Durch die Nähe zwischen Mensch und Roboter erhöht sich die Möglichkeit eines direkten Kontakts. Dabei ist es zwingend notwendig, zwischen erwünschten und unerwünschten Kontaktsituationen zu unterscheiden.

Bei erwünschten Kontakten, zum Beispiel im Falle der beschriebenen Handführung, sind entsprechend auftretende Belastungen zusätzlich unter ergonomischen Gesichtspunkten zu hinterfragen. Bei der Behandlung aller Kontakte ist eine differenzierte Betrachtung notwendig.

Praktische Versuche zur Bewertung von Kontaktsituationen

Die Möglichkeiten, Kontakte durch Überwachungssysteme zu verhindern und die Höhe potenzieller Kontaktkräfte, Flächenpressungen und übertragener Energien auf ein tolerierbares Maß zu begrenzen, müssen sorgfältig gegeneinander abgewogen werden. Diese Abwägung ist für kollaborierende Robotersysteme sehr komplex, weil bei der Aufstellung aller möglichen Kontaktsituationen auch die Zugänglichkeit und Bewegung von an der Kollaboration beteiligten Personen analysiert werden müssen.

Zur Analyse und Bewertung dieser Kontaktsituationen sind dann praktische Versuche, sogenannte Kollisionsexperimente, zur Bestimmung der auftretenden Maximalbelastungen notwendig. Bei der Beurteilung der Gefährdungen ist zudem besonders zu beachten, dass ein freier Zutritt zum Kollaborationsraum die Verwendung der Anlage durch nicht befugte und nicht unterwiesene Personen erleichtert.

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