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MRK-Zelle schult für Mensch-Roboter-Kollaboration

Demonstrationsanlage für die sichere Zusammenarbeit
MRK-Zelle schult für Mensch-Roboter-Kollaboration

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Ingenieure der EKF Automation arbeiten an einer im eigenen Haus entwickelten MRK-Zelle, mit der verschiedene Szenarien der Mensch-Roboter-Kollaboration abgebildet werden. Eine ähnliche Anlage von EKF nutzt das IAG, um zur Anlagensicherheit von Mensch-Roboter-Kollaborationen zu qualifizieren. Bild: Jan Felber
Am Institut für Arbeit und Gesundheit (IAG) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) in Dresden untersuchen Präventionsfachleute die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Die Anlage zur Demonstration von MRK-Szenarien hat EKF Automation aus Freital gebaut.

Dass das IAG und EKF beide aus Dresden stammen ist Zufall: Der Roboterspezialist EKF Automation hat mit seinem Konzept in einer bundesweiten Ausschreibung der DGUV überzeugt. EKF konnte dabei seine Erfahrungen mit Robotik- und Leichtbauroboter-Projekten einbringen: „Die Demonstrationsanlage stellt aber insofern eine Besonderheit dar, weil wir in ihr eine Vielzahl an sicherheitstechnischen Maßnahmen und unterschiedlichen Kollaborationsarten kompakt umsetzen konnten. Das war eine spannende Aufgabe für unser gesamtes Projekteteam“, berichtet EKF-Projektleiter Janko Würz.

Von Koexistenz bis Kollaboration

Die Robotikexperten haben nach DIN ISO/TS 15066 vier Szenarien für die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter realisiert:

  • Koexistenz: In der ersten Stufe führen Mensch und Roboter an getrennten Arbeitsplätzen nebeneinander verschiedene Tätigkeiten aus.
  • Kooperation: Bei der sequenziellen Kooperation arbeiten Mensch und Roboter nacheinander an einem Objekt. Nähert sich der Mensch, steht der Roboter still.
  • Kooperation: Bei der parallelen Kooperation bewegen sich Mensch und Roboter im gleichen Arbeitsraum, jedoch mit unterschiedlichen Aufgaben. Die Distanz zwischen Mensch und Roboter wird überwacht und die Geschwindigkeit der Bewegungen angepasst. Bevor eine Kollision entstehen kann, schaltet sich der Roboter ab.
  • Kollaboration: In der vierten Stufe, der Kollaboration, ist schließlich eine Kollision unter Einhaltung der biomechanischen Grenzwerte möglich. Leistung und Kraft des Roboters werden so dosiert, dass keine Gefährdung für den Menschen besteht.

Neben den einzelnen Arbeitssituationen wurden zudem verschiedene sichtbare und unsichtbare Schutzvorrichtungen um die Roboterzelle installiert wie Zäune, Sicherheitstrittmatten oder Lichtvorhänge. Die Auswahl des jeweiligen Schutzkonzeptes und der Betriebsart erfolgt über einen PC an den beiden Arbeitsplätzen der Anlage. Eine Sicherheits-SPS überwacht den Roboter sowie alle Schutzeinrichtungen.

MRK für die Praxis

„Wir zeigen keine Zukunftsmusik, sondern die MRK-Anwendungen, die heute verfügbar sind und bereits eingesetzt werden. Der direkte Praxisbezug, der aktuelle Stand der Technik war ein wichtiges Kriterium für den Aufbau der Anlage“, erklärt Dr. Hanna Zieschang, Bereichsleiterin Arbeitsgestaltung – Demografie am IAG. „Wir wollen so realitätsnah wie möglich zur Anlagensicherheit von Mensch-Roboter-Kollaborationen qualifizieren. Dabei spielen auch ergonomische Aspekte eine Rolle wie die Höhe der Arbeitsplätze oder die Anordnung von Ablagen für Werkstücke.“

Eine Hauptzielgruppe für die MRK-Qualifizierungsmaßnahmen sind die Aufsichtspersonen, die als Bindeglied zwischen den Trägern der gesetzlichen Unfallversicherung und Unternehmen tätig sind. Sie beraten zu allen Fragen der betrieblichen Prävention und erhalten die dafür notwendige Qualifizierung über ihren Träger und die DGUV.

Sicheres Konstruieren als wichtiges Thema

Auch für die Sicherheitsfachkräfte der Firmen, für Ingenieure und Konstrukteure sind die MRK-Fortbildungen gedacht. „Gerade sicheres Konstruieren ist ein Thema, das an Bedeutung gewinnt“, sagt Frank Breuer und verweist auf das Aha-Erlebnis, das mit den realen MRK-Szenarien erreicht wird: „Der Lerneffekt am konkreten Beispiel ist um vieles höher als bei reinen theoretischen Erklärungen.“

Voneinander gelernt haben aber auch die Partner im Projekt MRK-Anlage und in der gemeinsamen Arbeit weitere sicherheitsrelevante Punkte identifiziert. Unter anderem konnten sie vor diesem Hintergrund das Greifer-Design des Roboters optimieren. „Wir freuen uns, dass wir einen Beitrag leisten können, mit dem das Wissen in der Industrie über die unterschiedlichen sicherheitstechnischen Maßnahmen beim Einsatz von Leichtbaurobotern vertieft und gefestigt wird“, betont Franziska Würz, Geschäftsführerin der EKF Automation GmbH. „Wir nehmen aus dem Projekt Erkenntnisse mit, die nicht nur in die Entwicklung von Leichtbaurobotik- und MRK-Lösungen einfließen, sondern ebenso für die Robotik-Integration in Industrieanlagen von Bedeutung sind.“

EKF Automation GmbH

www.ekf-dd.de


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