Wenn Mensch und Roboter ohne trennenden Schutzzaun zusammenarbeiten, gelten spezielle Regeln. Wir haben die wichtigsten Anforderungen zusammengetragen. - (Bild: Andrey Popov - stock.adobe.com)
Cobots dürfen zwar im Zuge der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ohne Schutzzaun mit ihren menschlichen Kollegen arbeiten. Dennoch gehören sie zur Sparte der Industrieroboter und unterliegen dadurch speziellen Regeln.
Im folgenden Interview beantwortet Dr. Matthias Umbreit von der Berufsgenossenschaft Holz und Metall die wichtigsten Fragen rund um die Sicherheit von Cobots, MRK-Anwendungen und das Arbeiten von Mensch und Roboter in einem gemeinsamen Arbeitsraum.
KOLLEGE ROBOTER: Was raten Sie Handwerksbetrieben oder kleinen Industriebetrieben, die sich einen Cobot anschaffen möchten, grundsätzlich in Sachen Sicherheit?
Matthias Umbreit: "Zunächst gehe ich davon aus, dass mit Cobot ein kollaborierendes Robotersystem gemeint ist. Diese Präzisierung ist wichtig, da die Vorstellungen zu einem Cobot in der Praxis weit auseinander gehen. Sowohl was das Leistungsvermögen als auch den Arbeitsschutz angeht.
Bestimmte Roboter sind in der Lage bei Kontakt mit Hindernissen, zum Beispiel mit dem menschlichen Körper, zu stoppen. Sie werden häufig als Cobots bezeichnet. Die dabei einzuhaltenden Kräfte und Drücke müssen jedoch nach der Norm ISO TS 15066 bewertet und im Roboter parametriert werden. Diese Parameter sind von der Formgebung der Werkzeuge und Bauteile sowie von der Geschwindigkeit und dem Reaktionsvermögen des Roboters abhängig.
Daher gilt der Grundsatz: Einen sicheren Roboter oder Cobot per se gibt es leider nicht. Zudem ist Roboter nicht gleich Roboter. Die einen sind als Cobot wegen umfangreicher Sicherheitsfunktionen besser geeignet, andere weniger.
Das Zusammenspiel des Roboters mit Werkzeugen, Bauteilen und mit den Prozessgefahren - wie zum Beispiel Lichtbögen oder Schweißrauche - ergibt das Gesamtbild, das die Entscheidungsgrundlage beim Kauf sein sollte. Daher ist der dringende Rat, sich vorab zu informieren. Auf den Internetseiten der BGHM finden Sie unter dem Suchwort 'Robotik' einen ersten Überblick."
Für welche Anwendungen eignen sich Cobots besonders?
Umbreit: "Aus rein technischer Sicht eigen sich für den kollaborierenden Betrieb Applikationen, die keine großen Anpresskräfte zwischen Roboter und Umgebung erfordern und gleichzeitig geringe Prozessgefahren beinhalten: zum Beispiel Klebe- und Schraubapplikationen sowie Handhabungsaufgaben.
Unsere Erfahrung zeigt auch, dass besonders gute Resultate beim Einsatz von kollaborierenden Robotersystemen erzielt werden können, wenn die Anschaffung nicht allein aus wirtschaftlichen Erwägungen erfolgt. Denn Einschränkungen bei Kräften und Drücken wirken sich auf Geschwindigkeit, Taktzeit, Traglast und Bauteilform können die Anwender schnell enttäuscht sein. Eine klassische Automation mit trennenden Schutzeinrichtungen kann unter Umständen eine billigere und effektivere Lösung sein.
Besonders gute Resultate können mit kollaborierenden Robotersystemen hingegen erzielt werden, wenn an den zu automatisierenden Arbeitsplätzen auch ergonomische Aufgaben zu lösen sind, beispielsweise Anreichen von Bauteilen in besonders unergonomischen Körperhaltungen. Die ergonomische Entlastung am Arbeitsplatz findet in der Regel auch eine gute Akzeptanz bei den Beschäftigten."
Video: Was Robotik wirklich bedeutet
Unser Kollege Wolfgang Kräußlich hält Sie in seinem Youtube-Kanal 'Next Robotics' auf dem Laufenden: über Robotik für den professionellen Einsatz in Industrie, Gewerbe und Handwerk. In diesem Video erfahren Sie, was der Begriff Robotik konkret bedeutet.
Welche Regeln müssen beim Einsatz von kollaborierenden Robotern unbedingt befolgt werden?
Umbreit: "Es ist eigentlich ganz einfach: Man sollte vom jeweiligen Lieferanten ein CE-Zeichen und eine EG-Konformitätserklärung für das gesamte Robotersystem einschließlich Werkzeuge, Vorrichtungen und Schutzeinrichtungen verlangen.
Damit bestätigt der Lieferant, dass er als Hersteller aufritt und für die Sicherheit der Anlage einsteht. Das ist normalerweise selbstverständlich, weil die Europäischen Gesetze dies so vorsehen. Wenn jedoch der Lieferumfang nicht klar abgrenzbar ist oder Teile der Anlage durch den Handwerksbetrieb beigestellt werden, kann schnell der Überblick verlorengehen.
Jedoch muss auch ein Handwerksbetrieb vor Inbetriebnahme sicherstellen, dass die Anlage in jedem Fall der EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und der zugehörigen Norm EN ISO 10218 Teile 1 und 2 entspricht. Ansonsten darf die Anlage nach Betriebssicherheitsverordnung nicht in Betrieb gehen.
Ein weiterer wichtiger Hinweis: Die den Robotern beiliegenden Einbauerklärungen gelten nur für eine eingeschränkte Grundsicherheit des Roboters. Sie gelten nicht für die Roboteranlage und sind daher als Voraussetzung für die Inbetriebnahme nicht ausreichend."
Wie können sich kleinere Betriebe beim Kauf eines Roboters von Systemintegratoren unterstützen lassen?
Umbreit: "Ein sogenannter Systemintegrator ist in jedem Fall zu empfehlen. Er übernimmt die Rolle des Herstellers der gesamten Anlage. Möchte zum Beispiel ein Handwerksbetrieb den Roboter bei Firma X erwerben und die Werkzeuge und Schutzeinrichtungen bei Firma Y, so steht er in der Regel vor einem größeren Problem.
Denn nun würde dem Handwerksbetrieb die Rolle des Herstellers und damit die gesamte Verantwortung für die Sicherheit der Anlage zufallen. Diese Aufgabe kann der Betrieb jedoch an den Systemintegrator abgeben. Dieser unterstützt auch bei der Auswahl des Roboters und übernimmt des Weiteren auch alle bis zur sichern Anlage noch anfallenden technischen Aufgaben. Zum Beispiel zusätzliche Not-Halt-Taster, Steuerungskomponenten oder Verhaubungen.
Der Systemintegrator übernimmt schließlich auch die bis zum CE-Zeichen zu erstellenden Dokumente. Dazu zählt neben der schon genannten EG-Konformitätserklärung auch die für Behörden bereitzuhaltende Risikobeurteilung. Zum Schluss bringt der Systemintegrator ein Typenschild mit seinem Namen und seiner Adresse sowie dem CE-Zeichen an."
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Inwieweit helfen die Berufsgenossenschaft Holz und Metall und die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung bei der Zertifizierung von Robotersystemen?
Umbreit: "Die Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) und der bei ihr angesiedelte Fachbereich Holz und Metall der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) stellen praxisgerechte Informationen für Hersteller und Betreiber zur Verfügung.
Speziell für kollaborierende Robotersysteme sind in der Fachinformation FBHM 080 alle wichtigen Informationen zusammengefasst. Für Einsteiger bietet sich die Checkliste für kollaborierende Robotersysteme an. Wer sich insgesamt einen Überblick über die Sicherheit von Industrierobotersystemen verschaffen möchte, findet diesen in der Schrift DGUV-Information 209-074.
Darüber hinaus können BGHM-Mitgliedsbetriebe jederzeit die für ihren Betrieb zuständige Aufsichtsperson kontaktieren. Auch die Kolleginnen und Kollegen der Fachbereiche stehen zur Beantwortung von Fragen zur Verfügung. Sie unterstützen auch bei der Vor-Ort-Messung der biomechanischen Grenzwerte im Betrieb.
Des Weiteren können auch Prüfungen und Zertifizierungen von Robotersystemen beantragt werden. Für Industrierobotersysteme sind diese Prüfungen und Zertifizierungen grundsätzlich freiwillig. Jedoch kann sich ein solches Zertifikat für Hersteller und Systemintegratoren lohnen. Schafft es doch gerade bei dieser neuen Technologie zusätzliches Vertrauen bei den Anwendern."