Robotik

Roboter
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Für die Sicherheit von Industrierobotern gelten die europäisch harmonisierten Normen DIN EN ISO 10218-1 und DIN EN ISO 10218-2. Unter den Geltungsbereich dieser Normen fallen zum Beispiel die bekannten 6-Achs-Knickarmroboter, Scara-Roboter oder auch Portalroboter. Die Roboternormen gelten für Systeme mit mindestens drei frei programmierbaren Achsen. Für Handhabungssysteme mit weniger Achsen existiert keine eigenständige Norm. Jedoch kann man sich an o.g. Norm anlehnen.

Für nicht industrielle Roboter (z.B. im Service und Pflegebereich) gilt die Norm DIN EN ISO 13482.
Die Normen können z.B. beim Beuth Verlag bezogen werden. Für einen ersten Überblick über die Sicherheitsanforderungen, stellt die  Berufsgenossenschaft die Schrift DGUV Information 209-074 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 die vom Hersteller keine EG-Konformitätserklärung, sondern nur eine Einbauerklärung und Montageanleitung zu erstellen sind. 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:

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 Vollautomation dar. Ein besonders in Industrie 4.0 wichtiges Merkmal, da der Trend zu immer kleineren Losgrößen geht.  In einem je nach Kollaborationsart weitestgehend schutzzaunlosen Betrieb kann so der Roboter die Mitarbeiter bei manuellen Tätigkeiten unterstützten. Diese ökonomischen Vorteile lassen sich oft auch zur Gesunderhaltung der Beschäftigten an ihren Arbeitsplätzen nutzen. So können beispielsweise besonders unergonomische Tätigkeiten vom Roboter übernommen werden: z.B. 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. In Forschungsprojekten der DGUV und der BGHM wurden dazu mit Unterstützung des IFA umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. Die im Ergebnis ermittelten biomechanische Grenzwerte dürfen 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.

Aufgrund bislang fehlender zuverlässiger Simulationstools ist eine Messung der tatsächlichen biomechanischen Grenzwerte an den möglichen Kontaktpunkten der realen Anlage derzeit unverzichtbar. Dies ist in erster Linie Aufgabe des Anlagenintegrators. Aber auch für die zukünftigen Betreiber dieser Anlagen sind biomechanische Grenzwerte ein Thema, da sich die Kräfte und Drücke bei Kontakt aufgrund von Umprogrammierung, Teilewechsel, Verschleiß etc. ändern können.

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) kostenlos zum Download zur Verfügung. Darüber hinaus unterstützen Sie die Fachleute der Berufsgenossenschaft gern mit Beratungen oder auch Zertifizierungen beim Einsatz kollaborierender Robotersysteme.