Kraft/Druck-Messsystem
MRK-Systeme einfach realisieren
Bei der Umsetzung von Applikationen der Mensch/Roboter-Kollaboration müssen sich Anwender und Integratoren nach wie vor der Herausforderung von Risikobeurteilung und Validierung stellen. Speziell entwickelte Kraft/Druck-Messgeräte bieten dabei eine Unterstützung und können die Umsetzung entsprechender Arbeitsplätze erleichtern.
Das Kraft/Druck-Messsystem KMG-500 Kolrobot von GTE ermöglicht eine einfache und wirtschaftliche Prüfung von MRK-Arbeitsplätzen. (Bild: GTE Industrieelektronik GmbH)
Die Entwicklung der Automatisierungstechnik hin zur Mensch/Roboter-Kollaboration (MRK) hat den Roboter neben traditionellen Einsatzbereichen z.B. in der Automobilindustrie besonders für den Mittelstand attraktiv gemacht. Die Stärken von Mensch und Roboter kombinieren zu können, eröffnet vielfältige Möglichkeiten hinsichtlich der flexiblen Teilautomatisierung von Prozessen bereits bei überschaubaren Stückzahlen. Die neue Vielfalt von am Markt verfügbaren Leichtbaurobotern mit MRK-Fähigkeit katalysiert diese Attraktivität zusätzlich und macht MRK-Arbeitsplätze zu einer ernsthaften Option für produzierende Mittelständler quer durch die Branchen.
Risikobeurteilung und Validierung
Allerdings herrscht auch nach Veröffentlichung der ISO/TS15066 noch immer Verunsicherung darüber, wie die arbeitsschutztechnischen Anforderungen an den Roboter ohne Schutzzaun (in der Kollaborationsart Leistungs- und Kraftbegrenzung) umsetzbar sind. Zwar haben sich mittlerweile Dienstleister im Markt platziert, die die gesamte Risikobeurteilung und Validierung eines MRK-Prozesses übernehmen können. Damit die Mensch/Roboter-Kollaboration aber ihr volles Potential entfalten kann, bedarf es einer Lösung, mit der Integratoren und sogar Betreiber selbst in die Lage versetzt werden, MRK-Prozesse eigenständig und ohne unverhältnismäßigen Aufwand zu realisieren – inklusive der arbeitsschutztechnischen Validierung. Eine geeignete Risikobeurteilung vorausgesetzt, erfordert dies vor allem ein wirtschaftliches und einfach zu bedienendes Kraft/Druck-Messsystem, mit dem die Einhaltung der biomechanischen Grenzwerte aus ISO/TS15066 überprüft und dokumentiert werden kann. Die Firma GTE Industrieelektronik – europäischer Anbieter für Kraftmessgeräte im Bereich des Arbeitsschutzes – hat in den vergangenen zwei Jahren in Kooperationsprojekten mit dem Institut für Arbeitsschutz (IFA) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) sowie der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) zwei Messsysteme speziell für die Überprüfung der Leistungs- und Kraftbegrenzungsfähigkeiten von kollaborierenden Robotern entwickelt.
Das KMG-500 Kolrobot-Set bestehtaus dem Messgerät, der Software FPMVision, einem Montagefuß, verschiedenen Dämpfungselementen sowie einem Scanner für die druckempfindlichen Folien. (Bild: GTE Industrieelektronik GmbH)
Hochpräzise oder einfach
Die Kooperation mit dem IFA brachte ein hochpräzises und umfassendes Messsystem hervor, mit dem alle in ISO/TS15066 beschriebenen Kollisionssituationen zwischen einer Person und einem Roboter passend nachgebildet und biofidel gemessen werden können. Da bei diesem System zur Nachbildung sämtlicher Körperregionen eine Vielzahl von Federn und Dämpfungselementen zum Einsatz kommt, eignet es sich zwar gut zur Geschwindigkeitsoptimierung in Hochleistungsapplikationen, durch den vergleichsweise hohen Messaufwand allerdings weniger für einfachere MRK-Anwendungen, bei denen die Robotergeschwindigkeit eher nebensächlich ist. Um einfachen Applikationen ebenfalls eine einfache, arbeitsschutztechnische Zulassung zu ermöglichen, setzte sich das Kooperationsprojekt der GTE mit der Berufsgenossenschaft Holz und Metall eine Vereinfachung des bestehenden Kraft/Druck-Messsystems des IFA zum Ziel. Es konnte gezeigt werden, dass unter Ausschluss der Körperregionen Kopf und Hals eine pessimistische Betrachtung aller Messpunkte mit der härtesten Federkonstante von 75N/mm für eine einfache Validierung der Anforderungen aus der ISO/TS15066 genügt. Ist es für die geplante MRK-Anwendung also möglich, im Rahmen der Risikobeurteilung Kopf und Hals bei bestimmungsgemäßer Verwendung sowie vorhersehbarer Fehlanwendung vom Arbeitsbereich des Roboters auszuschließen, genügt die Messung mit einem einfachen Kraft/Druck-Messgerät mit einer festen Federkonstanten von 75N/mm.
