Kollaborierende Roboter (COBOTS)

Kollaborierende Industrieroboter sind komplexe Maschinen, die Hand in Hand mit Personen zusammenarbeiten. In einem gemeinsamen Arbeitsprozess unterstützen und entlasten Roboter den Menschen. Ein Beispiel: Ein Roboter hebt und positioniert ein schweres Werkstück, während eine Person leichte Eisenhaken anschweißt. Bei dieser Arbeitstätigkeit besteht zwischen der Person und verschiedenen Roboterelementen – beispielsweise Roboterarm, Werkzeug – eine große räumliche Nähe. Dabei kann es zu direktem Kontakt zwischen Roboter und Personen kommen. Eine vergleichbare Situation findet man bei mobilen Servicerobotern, die in steigender Zahl in der Arbeitswelt und in öffentlichen oder privaten Umgebungen nahe neben Personen eingesetzt werden.

Bisher waren beim Einsatz von Robotern trennende Schutzeinrichtungen notwendig, um Personen, die sich im Arbeitsfeld des Roboters befanden, sicher gegen mechanische Einwirkungen und damit gegen Verletzungen durch schnelle Roboterteile zu schützen. Im Zuge der Überarbeitung und Neuordnung der für Industrieroboter relevanten Normen wurde ergänzend das neue Anwendungsfeld der kollaborierenden Roboter geschaffen. Die überarbeitete Norm EN ISO 10218, Teile 1 und 2, sowie die 2010 begonnene Spezifikation ISO/TS 15066 definieren die sicherheitstechnischen Anforderungen für das Anwendungsgebiet "kollaborierende Roboter (Collaborative Robots)". Der kollaborierende Roboter schließt neben dem Roboter selbst den Endeffektor – das am Roboterarm adaptierte Werkzeug, mit dem der Roboter Tätigkeiten durchführt – sowie die damit bewegten Gegenstände ein. Durch den nahen oder direkten Kontakt zwischen kollaborierendem Roboter und arbeitender Person ergeben sich zwangsläufig auch Kollisionsmöglichkeiten. Die Risikobeurteilung des Roboterherstellers muss daher den vorgesehenen betrieblichen Arbeitsplatz einschließen. Grundlage dieser Risikobewertung ist neben der Maschinenrichtlinie die EN ISO 10218, Teile 1 und 2.

Da es beim Einsatz kollaborierender Roboter für bestimmte Arbeits- bzw. Kollaborationsräume keine trennenden Schutzeinrichtungen mehr gibt, sind hier andere technische Schutzmaßnahmen einzusetzen. Sie müssen das Kollisionsrisiko laufend ermitteln und im Rahmen der Robotersteuerung ständig minimieren – wobei ein Restrisiko jedoch bestehen bleibt. Diese Verletzungsrisiken durch Kollisionen zwischen Roboter und Personen sind abzuwägen und zu bewerten. Auf Initiative des Fachbereichs Holz und Metall, Sachgebiet Maschinen, Anlagen und Fertigungsautomation (SG MAF) erarbeitet das IFA in mehreren Entwicklungs- und Forschungsprojekten technologische, medizinisch/biomechanische, prüftechnische, ergonomische und arbeitsorganisatorische Anforderungen an derartige Arbeitsplätze. Sie ergänzen und präzisieren die Normanforderungen.