FA MFS: Sachgebiet Industrieroboter

Im Sachgebiet Industrieroboter befasst sich der Fachausschuss Maschinenbau, Fertigungssysteme, Stahlbau mit allen Fragen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes bei der Herstellung und beim Betrieb von Industrierobotern und Industrieroboteranlagen.

Assistierende oder kollaborierende Roboter

Bild: Daimler-Chrysler, Armaturenbrettmontage

Der Begriff Assistierender Roboter (engl. "assisting" oder "collaborative robots") ist häufig zu hören, wenn es um neuartige Arbeitsplätze geht mit gemeinsamen Arbeitsbereichen von Menschen und Robotern. Was aber steckt genau dahinter? Werden die Schutzzäune für Roboter nicht mehr gebraucht? Ganz soweit ist es noch nicht…

Das Ziel ist aber, Roboter und Menschen einander näher zu bringen. Denn die bisher bekannte Roboterwelt vermag nur das zu automatisieren, was vollständig ohne menschliches Zutun auskommt. Insbesondere Montageaufgaben lassen sich bisher oft nicht automatisieren, weil einzelne Tätigkeiten nicht ohne die motorischen Fähigkeiten des Menschen auskommen. Auf diese Fähigkeiten möchte man aber auch zukünftig nicht verzichten.

Denn das Einsetzen einer Starterbatterie oder eines Getriebes in eine unbestimmt positionierte Karosserie ist auch in Zukunft eine Aufgabe in der sich Roboter nicht wirklich wohl fühlen. Anders dagegen der Mensch: Er kann ohne Messwertgeber und Sensoren arbeiten. Auch die Montage elastischer Teile ist kein Problem. Was liegt näher, als diese Fähigkeiten zu kombinieren: Den Menschen mit seinen erstaunlichen Fähigkeiten für das Unpräzise und den Roboter mit seinen Vorzügen in Kraft, Ausdauer und Geschwindigkeit.

Einzig wäre da nicht der Zaun. Die bisherigen Arbeitsschutzvorschriften erlauben keinen Zugang von Personen in die Nähe von Robotern. Mit Recht. Denn die unberechenbaren Bewegungen könnten die Menschen schwer verletzen. Also sind Roboteranlagen von Schutzzäunen umgeben. Alle Zugänge in die Schutzbereiche werden elektrisch überwacht. Bei Zutritt werden alle Bewegungen sofort automatisch angehalten. Das Ziel sind deshalb Roboter, von deren Bewegungen keine Gefahren ausgehen. Dies geschieht mit so genannten sicheren Steuerungen. Sie können alle Bewegungen der Roboter gezielt überwachen. Eine zu hohe Geschwindigkeit oder eine unerlaubte Position führt zum sofortigen Stillsetzen. So können Arbeitsplätze geschaffen werden, in denen Roboter den Menschen assistieren. Das heißt Roboter übernehmen zum Beispiel positionsgenau wiederkehrende Zuführ- und Entnahmeaufgaben und Menschen weniger bestimmbare Positionierungstätigkeiten.

Kooperiende Roboter

Bild: ABB

Anders verhält es sich mit kooperierenden Robotern (engl. "co-operating" oder "synchronised robots"). Entgegen möglichen Vermutungen kommt es dabei zu keiner Kooperation zwischen Mensch und Roboter. Die Kooperation bezieht sich vielmehr auf ein Zusammenwirken der Roboter untereinander. Mehrere Roboter arbeiten gleichzeitig (synchronisiert) an einem Teil. Zum Beispiel beim Roboterschweißen kann die Effektivität einer Anlage so enorm gesteigert werden.


Hinsichtlich der Arbeitssicherheit unterscheiden sich Anlagen mit kooperierenden Robotern kaum von herkömmlichen Anlagen: Schutzzäune- und Türen verhindern jegliche gefahrbringende Bewegung bei Zutritt im Automatikbetrieb.

Bild: Kuka

Eine Besonderheit sollte jedoch beim Einrichten beachtet werden. In dieser Betriebsart dürfen Personen gefahrbringende Bewegungen auch von innerhalb des Gefahrenraums ingangsetzen, jedoch unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen. Zum Beispiel muss ein Zustimmungsschalter dauernd gedrückt gehalten werden, damit Roboterbewegungen überhaupt möglich sind. Der Einrichter muss dabei den Roboter beobachten, um bei einer drohenden Gefahr schnellstmöglich den Zustimmungsschalter loslassen zu können. Dieses Sicherheitsprinzip ist solange gültig, solange jedem Roboter ein einzelner Zustimmungsschalter zugeordnet wird. Dies ist bei herkömmlichen Anlagen so üblich.

Bei kooperierenden Robotern arbeiten i.d.R. alle kooperierenden Roboter an einer gemeinsamen Steuerung. Für alle kooperierenden Roboter existiert dann meistens nur ein einziger Zustimmungsschalter. Nun muss seitens des Anlagenerrichters sichergestellt werden, dass der Einrichter dann auch alle an einen Zustimmungsschalter angeschlossenen Roboter im Blick hat. Denn sobald der Zustimmungsschalter freigegeben ist, muss mit gefährlichen Bewegungen gerechnet werden. Sollte zum Beispiel aufstellungsbedingt ein oder mehrere Roboter außerhalb des Blickfeldes liegen, so ist der Einrichter gefährdet. Das Anlagen- oder das Steuerungskonzept muss dann geändert werden.