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.
Bild: GTE Industrieelektronik GmbH
Bild: GTE Industrieelektronik GmbHRisikobeurteilung 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.
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.
Bild: GTE Industrieelektronik GmbHBasis für Automatiktüren
Diese Erkenntnis, welche die Berufsgenossenschaft in der DGUV-Information FB HM-080 zusammengetragen hat, wirft ein völlig neues Licht auf die wirtschaftliche Realisierbarkeit von MRK-Arbeitsplätzen und hat die GTE dazu bewogen, ein auf diese MRK-Messung abgestimmtes Messgerät zu entwickeln. Das KMG-500 Kolrobot basiert auf einem bewährten Kraftmessgerät für Automatiktüren und -tore. Das handliche Prüfmittel erfasst präzise mit der beschriebenen Federkonstante den dynamischen Kraftverlauf im Moment der Kollision mit Roboter, Greifer, oder Werkstück, speichert diesen und zeigt ihn auf dem integrierten Display an. Auch die Ermittlung der Kennwerte zum Abgleich mit den biomechanischen Grenzwerten geschieht automatisch. Für die Dokumentation der Messergebnisse können sämtliche Werte per USB-Schnittstelle an die Auswertesoftware FPMVision übertragen werden, die im Handumdrehen ein umfangreiches Messprotokoll generiert. Die PC-Software übernimmt ebenfalls die Digitalisierung und Auswertung der Druckverteilung, welche im Moment der Kollision von einer drucksensitiven Folie in Form eines Farbausschlags analog erfasst und anschließend mithilfe eines Scanners einfach übertragen wird. Als ergänzendes Messmittel bietet GTE das KMG-300 Kolrobot an, das durch seine fingerförmigen Kraftmessspitzen dazu geeignet ist, sowohl Greiferkräfte als auch mögliche Klemmkräfte im Finger- und Handbereich biofidel zu messen. Mit diesem vereinfachten und kostengünstigen System werden Integratoren und Betreiber nun in die Lage versetzt, MRK-Arbeitsplätze mit dem Schutzprinzip Leistungs- und Kraftbegrenzung zu implementieren und die Konformität mit ISO/TS15066 mit überschaubarem Aufwand und unabhängig von Dienstleistern nachzuweisen.
Schulungsprogramm zur MRK-Messung
Ergänzend zum Angebot der Messgeräte startet GTE im Herbst ein intensives Schulungsprogramm rund um die MRK-Messung. In der Schulungsreihe werden die normativen Anforderungen an die Leistungs- und Kraftbegrenzung detailliert erörtert. Darüber hinaus werden auf Basis der Zusammenarbeit mit der Berufsgenossenschaft auch die speziellen Erfordernisse des Arbeitsschutzes diskutiert und konkrete Handlungsansätze zur CE-Konformitätserklärung mit der Kraft/Druck-Messung gegeben.
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.
Bild: GTE Industrieelektronik GmbHBild: GTE Industrieelektronik GmbHRisikobeurteilung 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.
GTE Industrieelektronik GmbH
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 3 2017 - 07.09.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
