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So werden Cobot-Projekte zum Erfolg: Tipps der Berufsgenossenschaft

Interview Dr. Matthias Umbreit, Experte für kollaborierende Roboter bei der Berufsgenossenschaft
„Wie Cobot-Projekte zum Erfolg werden“

Warum man Cobot-Projekte gründlich planen sollte und wie das Software-Tool Cobot-Planer die Planung vereinfacht, erläutert Dr. Matthias Umbreit, Experte für kollaborierende Roboter bei der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM).

Autor: Armin Barnitzke

Herr Dr. Umbreit: Sie begleiten den Einsatz von Cobots ja schon viele Jahre. Mussten Sie schon Cobot-Projekte aus Sicherheitsgründen abschalten beziehungsweise mit einem Schutzzaun versehen lassen?

Umbreit: Es ist gut, wenn bei Cobot-Projekten von Anfang an Fachleute eingebunden werden. Glücklicherweise konnten viele Projekte durch verbesserte Parametrierung der Sicherheitsfunktionen, also Geschwindigkeit, Kraft oder Druck, oder durch konstruktive Änderungen zu einem guten Ergebnis geführt werden. Nachrüstungen von Schutzeinrichtungen gab es ebenfalls. Nach intensivem Austausch mit dem jeweiligen Betrieb kam es in einigen Fällen auch zur Neuorientierung auf andere Anwendungen als ursprünglich geplant. An diesem Beispiel sieht man, dass frühzeitige Information hilft, ein Cobot-Projekt zum Erfolg werden zu lassen.

Berufsgenossenschaft: „Cobots haben die Versuchsabteilungen verlassen“

Manche Cobot-Experten beklagen, dass die Normen und Grenzwerte insbesondere für Kraft beziehungsweise Druck zu streng sind. Stimmt das?

Umbreit: Normen allgemein sind oft Gegenstand von Kritik. Manche empfinden sie als einengend und fortschrittshemmend. Normen bieten jedoch auch große Vorteile, bilden sie doch für Hersteller, Betreiber und Behörden eine gemeinsame Basis. Das ist ein von vielen geschätzter Vorteil, der aber nach meiner Erfahrung oft unausgesprochen bleibt. Bei dieser pauschalen Kritik an Normen bilden auch die ISO TS 15066 und die darin enthaltenen biomechanischen Grenzwerte keine Ausnahme.

Mit welchen Argumenten?

Umbreit: Oft kommt das Argument, die Grenzwerte wären zu niedrig und deren Messung zu aufwändig. Da die berufsgenossenschaftlichen Prüf- und Zertifizierungsstellen Messungen der biomechanischen Grenzwerte durchführen, können wir auf Praxis-Erfahrung in diesem Bereich zurückblicken. Und wir können sagen, dass die aktuell gültigen biomechanischen Grenzwerte realitätsnah sind. Diese Erfahrung deckt sich mit der Einschätzung namhafter Integratoren. Auch der Aufwand für Messungen ist überschaubar. Nach unserer Erfahrung kann die Messung der biomechanischen Grenzwerte für eine typische Anlage inklusive Protokollierung im Laufe eines halben Tages erledigt sein.

Trotz allem bleibt eine Risikoanalyse für Cobot-Projekte aufwändig. Wie könnten pragmatische Risikoanalysen für Mittelständler aussehen?

Umbreit: Die Risikobeurteilung von Cobots unterscheidet sich zunächst einmal nur wenig von der anderer Maschinen. Ein wichtiger Grundsatz für beide ist zum Beispiel das TOP-Prinzip mit technischen, organisatorischen und personenbezogenen Maßnahmen. Das heißt: Erst wenn technische Schutzmaßnahmen ausgeschöpft sind, darf auf organisatorische und personenbezogene wie zum Beispiel persönliche Schutzausrüstung zurückgegriffen werden. Wenn die Applikation beispielsweise Gesicht und Kopf gefährdet, kann man den Beschäftigten eben nicht einfach Schutzbrillen und Helme verordnen und der Arbeitsschutz ist erfüllt. Zuvor sind technische Schutzmaßnahmen wie etwa die Begrenzung des Arbeitsraumes erforderlich.

Aber was ist das Besondere bei der Cobot Sicherheit?

Umbreit: Anders als bei traditionellen Maschinen muss die Risikobeurteilung eines Cobots die besondere Nähe zum Menschen berücksichtigen. Ganz wichtig sind dabei die möglichen Kontaktpunkte des Robotersystems mit dem Menschen. Beispiele für solche Kontaktpunkte sind das Einklemmen der Hände im Werkzeugbereich oder das Anstoßen des Roboterarms an den Oberkörper. Diese Kontaktpunkte bilden die Grundlage für die abschließende Messung der biomechanischen Grenzwerte.

Um die Umsetzung der Cobot-Sicherheit zu vereinfachen haben Sie bei der Berufsgenossenschaft zusammen mit dem Fraunhofer IFF den Cobot-Planer entwickelt. Warum?

Umbreit: Der Cobot-Planer erfüllt einen Wunsch der Hersteller und Betreiber, der vielfach an uns herangetragen wurde: Er simuliert Gefahrensituationen und ermittelt aus den Ergebnissen die maximal zulässigen Geschwindigkeiten des Cobots nach ISO TS 15066. Als Basis dafür dienen aufwendige medizinisch-mechanische Modelle. Damit unterstützt der Cobot-Planer bei der Einhaltung der biomechanischen Grenzwerte an der Roboteranlage – und das bereits in der Planungsphase. Die Webanwendung steht übrigens allen Interessierten kostenfrei zur Verfügung.

Welche Vorteile bringt der Cobot-Planer für die Planung und Programmierung von Cobots?

Umbreit: Der Cobot-Planer kann zwar die abschließenden Messungen noch nicht vollständig ersetzen. Er kann aber den Mehraufwand bei der Konstruktion deutlich reduzieren. Im Idealfall müssen bei der abschließenden Messung der biomechanischen Grenzwerte keine oder nur geringe konstruktive Änderungen vorgenommen werden und die Anlage kann so wie geplant oder mit vertretbaren Anpassungen in Produktion gehen. Gleichzeitig kann das Risiko, dass fehlerhaft geplante Cobot-Anlagen womöglich in Betrieb gehen, deutlich gesenkt werden.

Berufsgenossenschaft Holz und Metall

www.bghm.de


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