MRK: Einfache Kraftmessung

Überschaubarer Messaufwand bei der Mensch-Roboter-Kollaboration

Einfache Messtechnik für die sichere MRK

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Um die Umsetzung der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) zu beschleunigen, hat GTE in Zusammenarbeit mit der Berufsgenossenschaft ein einfaches Kraftmessgerät entwickelt.

Die Entwicklungen zur Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) machen den Roboter auch für den Mittelstand attraktiv, gerade hinsichtlich der flexiblen Teilautomatisierung bei überschaubaren Stückzahlen. „Allerdings herrscht auch nach Veröffentlichung der ISO/TS 15066 noch immer Verunsicherung darüber, wie die arbeitsschutztechnischen Anforderungen an den schutzzaunlosen Roboter umsetzbar sind“, sagt GTE-Marketingleiter Christian Pfeiffer.

Zwar gibt es mittlerweile einige Dienstleister, die die gesamte Risikobeurteilung und Validierung eines MRK-Prozesses übernehmen. „Damit die Mensch-Roboter-Kollaboration aber endlich ihr volles Potenzial entfalten kann, bedarf es einer Lösung, mit der Integratoren und sogar Betreiber selber in die Lage versetzt werden, MRK-Prozesse ohne unverhältnismäßigen Aufwand zu realisieren – inklusive der arbeitsschutztechnischen Validierung“, sagt Pfeiffer.

Das erfordere vor allem ein einfach zu bedienendes Kraft-Druck-Messsystem, mit dem die Einhaltung der biomechanischen Grenzwerte aus der ISO/TS 15066 überprüft und dokumentiert werden kann. Als Spezialist für Kraftmessgeräte im Bereich des Arbeitsschutzes hat der Messtechnikspezialist aus Viersen daher in Kooperationsprojekten mit dem Institut für Arbeitsschutz (IFA) sowie der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) zwei Messsysteme für kollaborierende Roboter entwickelt.

In der Kooperation mit dem IFA entstand ein hochpräzises und umfassendes Messsystem, mit dem alle in ISO/TS 15066 beschriebenen Kollisionssituationen zwischen einer Person und einem Roboter gemessen werden können. „Da bei diesem System zur Nachbildung sämtlicher Körperregionen eine Vielzahl von Federn und Dämpfungselementen zum Einsatz kommt, eignet es sich zwar bestens zur Geschwindigkeitsoptimierung in Hochleistungsapplikationen, durch den vergleichsweise hohen Messaufwand allerdings weniger für einfachere MRK-Anwendungen“, sagt Pfeiffer.

In Kooperation mit der BGHM hat man dieses allumfassende Kraft-Druck-Messsystem vereinfacht. Denn es konnte gezeigt werden, dass unter Ausschluss der Körperregionen Kopf und Hals eine pessimistische Betrachtung aller Messpunkte mit der härtesten Federkonstante von 75 N/mm für eine einfache Validierung genügt. „Ist es für die geplante MRK-Anwendung also möglich, im Rahmen der Risikobeurteilung Kopf und Hals vom Arbeitsbereich des Roboters auszuschließen, genügt die Messung mit einem einfachen Kraft-Druck-Messgerät mit einer festen Federkonstanten von 75 Newtonmillimeter“, sagt Pfeiffer.

Auf Basis des bewährten Kraftmessgeräts für Automatiktüren ist so das KMG-500 Kolrobot entstanden – ein handliches Prüfmittel, das mit der Federkonstante von 75 N/mm den dynamischen Kraftverlauf im Moment der Kollision mit dem Roboter, dem Greifer oder dem Werkstück erfasst, speichert und anzeigt. Auch die Ermittlung der Kennwerte zum Abgleich mit den biomechanischen Grenzwerten aus ISO/TS 15066 geschieht vollkommen automatisch.

Zur Dokumentation können die Werte per USB an die Auswertesoftware FPM Vision übertragen werden, die im Handumdrehen ein umfangreiches Messprotokoll generiert. „Die Software übernimmt zudem die Digitalisierung und Auswertung der Druckverteilung“, sagt Pfeiffer. Ergänzend gibt es das KMG-300 Kolrobot, das mit fingerförmigen Kraftmessspitzen sowohl Greiferkräfte als auch mögliche Klemmkräfte im Finger- und Handbereich messen kann.

Pfeiffer: „Mit diesem vereinfachten und kostengünstigen System werden Integratoren und Betreiber in die Lage versetzt, MRK-Arbeitsplätze mit dem Schutzprinzip Leistungs- und Kraftbegrenzung zu implementieren und die Konformität mit ISO/TS 15066 mit überschaubarem Aufwand und unabhängig von Dienstleistern nachzuweisen.“

GTE Industrieelektronik GmbH

www.gte.de

www.kolrobot.de

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