Cobots

Wo es bei der Norm ISO/TS 15066 hapert

Für die Einführung von kollaborierenden Robotersystemen soll die ISO/TS 15066 bei Risikoanalysen eine klare Orientierung geben, hapert aber bei den vorgegebenen Grenzwerten. Eine Norm auf dem Prüfstand.

Von
Pilz Maschinensicherheit Robotik Automation

Hapert an den Grenzwerten: Für Jochen Vetter, Manager Robot Safety bei Pilz schafft die ISO/TS 15066 Norm zwar Klarheit, aber bleibt eine Herausforderung, da nicht beschrieben ist, auf welche Art und Weise Drücke und Kräfte zu messen sind.

 

Vor über einem Jahr wurde die „ISO Technical Specification zu Sicherheitsanforderungen bei der Kollaboration zwischen Mensch und Industrieroboter“, kurz ISO/TS 15066, publiziert. Sie soll die Sicherheitsaspekte für Mensch-Roboter-Kollaborationen (MRK) regeln. Da diese sogenannten Cobots Hand in Hand mit Menschen arbeiten und somit trennende Schutzeinrichtungen wegfallen, war die Norm darauf ausgelegt, Licht in das regulatorische Dunkel zu bringen. Doch Experten, geben sich verhalten optimistisch. So auch Jochen Vetter. Für den Manager Robot Safety bei Pilz gilt die Norm zwar als Dokument, das Klarheit schafft, aber „die Norm bleibt eine Herausforderung, da nicht beschrieben ist, auf welche Art und Weise Drücke und Kräfte zu messen sind.“ In der MRK-Norm wurde lediglich festgelegt, dass Grenzwerte einzuhalten sind und welche Grenzwerte für welche Körperregionen gelten. Zumindest bei Pilz Grund genug neben einer Methodik für die Validierung auch eine eigene Messmethode zu entwickeln.

Wahl des geeigneten Roboters

Unternehmen sollten also schon bei einem Aufbau einer MRK-Applikation im CAD-System mit einer Risikobeurteilung beginnen, gibt Vetter einen wertvollen Tipp. Jene, die sich erst danach Gedanken um eine CE-Kennzeichnung machen, erleben die Konsequenz größere Umbaumaßnahmen. Vorab ist also zu überlegen, welche Methode aus der MRK-Norm herangezogen werden soll, denn daraus ergibt sich der jeweilige Robotertyp: Sensitivität, benötigte Nutzlasten und Reichweiten. Es gilt: Produktivität und Sicherheit in einen harmonischen Einklang zu bringen. Bei MRK-Anwendungen zählen im Wesentlichen zwei verschiedene Kollisionsarten: Der Mensch wird von dem Roboter getroffen, hat aber die Möglichkeit zurückzuweichen. Er ist also nicht eingeklemmt. Der andere Fall ist ein quasi-statischer Kontakt, der einer Quetschung des Menschen entspricht. Ein Ausweichen ist nicht mehr möglich bzw. er kann sich nicht selbst befreien. Im Gegensatz zu Maschinen, die geschlossen sind, ist bei MRK-Anwendungen auch das Nahfeld zu betrachten. Das heißt, es müssen mögliche Gefährdungen durch Stolperstellen wie zum Beispiel durch Leitungen der Spannungsversorgung beachtet und eliminiert, aber auch vorhersehbare Fehlanwendungen ins Kalkül gezogen werden.

Gestaltung des Arbeitsplatzes

„Kollisionen lassen sich durch die roboterinterne Sensorik, die Kollisionen erkennt und den Roboter zum Stillstand bringt, als auch durch die Arbeitsplatzgestaltung mildern“, erklärt Vetter. Denn bei Arbeitsplätzen, wo Mensch und Roboter sich einen Arbeitsraum teilen, gelten komplett neue Regeln. Das heißt, an herkömmlichen Arbeitsplätzen genügt es, wenn Kanten stumpf sind und Menschen sich beim Vorbeistreifen nicht schneiden. Bei MRK müssen sie so abgerundet sein, dass auch dann keine Verletzungen entstehen, wenn der Cobot den Menschen zusätzlich dagegen drückt. Idealerweise sollte man versuchen, überhaupt möglichst wenige Kanten zu haben. „Welche Kräfte bei einer Kollision aber tatsächlich herrschen, ist auch abhängig von der kinematischen Position des Roboters, der Massenträgheit oder davon, welche Last verbaut ist“, unterstreicht Vetter. „Das kann dann gut das Zwei- bis Fünffache des eingestellten Grenzwertes sein.“ Deshalb dürfen die Sicherheitswerte für den Roboterarm nicht absolut gesehen werden, sondern eher als Maß der Feinfühligkeit. Eine Messung von Kraft und Druck ist also in jedem Falle notwendig.

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