Die EKF Automation GmbH überzeugte bei einer bundesweiten Ausschreibung der DGUV mit ihrem Konzept für die inzwischen fertiggestellte Demonstrationsanlage. Das 1991 gegründete Unternehmen bietet Automations- und Roboterlösungen für Automobilzulieferer, Maschinenbauer, Elektronikhersteller und andere Branchen. Neben zumeist fest eingehausten Robotik-Integrationen für die Industrie nutzt EKF die Potenziale von Leichtbaurobotern, um daraus kundenspezifische MRK-Applikationen zu entwickeln. „Die Demonstrationsanlage für das IAG stellt insofern eine Besonderheit dar, weil wir in ihr eine Vielzahl an sicherheitstechnischen Maßnahmen und unterschiedlichen Kollaborationsarten kompakt umsetzen konnten. Das war eine spannende Aufgabe für unser gesamtes Projektteam“, berichtet EKF-Projektleiter Janko Würz.
Vier Szenarien: Mensch und Maschine rücken immer enger zusammen
Die Automatisierungs-Experten haben nach der Vornorm DIN ISO/TS 15066 vier Szenarien für die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter realisiert. In der ersten Stufe, der Koexistenz, führen Mensch und Roboter an getrennten Arbeitsplätzen nebeneinander verschiedene Tätigkeiten aus. Bei der sequenziellen Kooperation arbeiten Mensch und Roboter nacheinander an einem Objekt. Nähert sich der Mensch, steht der Roboter still. Bei der parallelen Kooperation bewegen sich Mensch und Roboter im gleichen Arbeitsraum, jedoch mit unterschiedlichen Aufgaben. Die Distanz zwischen Mensch und Roboter wird überwacht und die Geschwindigkeit der Bewegungen angepasst. Bevor eine Kollision entstehen kann, schaltet sich der Roboter ab. In der vierten Stufe, der Kollaboration, ist schließlich eine Kollision unter Einhaltung der biomechanischen Grenzwerte möglich. Leistung und Kraft des Roboters werden so dosiert, dass keine Gefährdung für den Menschen besteht.
Schutzkonzepte und ‑vorrichtungen
Neben den einzelnen Arbeitssituationen wurden zudem verschiedene sichtbare und unsichtbare Schutzvorrichtungen wie Zäune, Sicherheitstrittmatten oder Lichtvorhänge um die Roboterzelle installiert. Die Auswahl des jeweiligen Schutzkonzeptes und der Betriebsart erfolgt über einen PC an den beiden Arbeitsplätzen der Anlage. Die speicherprogrammierbare Steuerung überwacht den Roboter sowie alle Schutzeinrichtungen.
Realitätsnahe Qualifizierung
„Wir zeigen keine Zukunftsmusik, sondern MRK-Anwendungen, die heute verfügbar sind und bereits eingesetzt werden. Der direkte Praxisbezug, der aktuelle Stand der Technik, war ein wichtiges Kriterium für den Aufbau der Anlage. Wir wollen so realitätsnah wie möglich zur Anlagensicherheit von Mensch-Roboter-Kollaborationen qualifizieren“, erklärt Dr. Hanna Zieschang, Bereichsleiterin Arbeitsgestaltung – Demografie am IAG. Dabei spielen auch ergonomische Aspekte eine Rolle wie die Höhe der Arbeitsplätze oder die Anordnung von Ablagen für Werkstücke. „Das wurde bei der Gestaltung ebenfalls berücksichtigt.“
Szenarien sorgen für Aha-Erlebnisse
Eine Hauptzielgruppe für die Qualifizierungsmaßnahmen sind die Aufsichtspersonen, die als Bindeglied zwischen den Trägern der gesetzlichen Unfallversicherung und Unternehmen tätig sind. Sie beraten zu allen Fragen der betrieblichen Prävention und erhalten die dafür notwendige Qualifizierung über ihren Träger und die DGUV. Auch für die Sicherheitsfachkräfte der Firmen, für Ingenieure und Konstrukteure sind die Fortbildungen gedacht. „Gerade sicheres Konstruieren ist ein Thema, das an Bedeutung gewinnt“, sagt IAG-Mitarbeiter Frank Breuer und verweist auf das Aha-Erlebnis, das mit den realen MRK-Szenarien erreicht wird: „Der Lerneffekt am konkreten Beispiel ist um vieles höher als bei reinen theoretischen Erklärungen.“
Greifer-Design optimiert
Auch die Partner im Projekt MRK-Anlage haben voneinander gelernt und in der gemeinsamen Arbeit weitere sicherheitsrelevante Punkte identifiziert. Unter anderem konnten sie vor diesem Hintergrund das Greifer-Design des Roboters optimieren. „Wir freuen uns, dass wir einen Beitrag leisten können, mit dem das Wissen in der Industrie über die unterschiedlichen sicherheitstechnischen Maßnahmen beim Einsatz von Leichtbaurobotern vertieft und gefestigt wird“, betont Franziska Würz. Die Geschäftsführerin der EKF Automation GmbH unterstreicht auch den Lerneffekt für das eigene Unternehmen: „Wir nehmen aus dem Projekt Erkenntnisse mit, die nicht nur in die Entwicklung von Leichtbaurobotik- und MRK-Lösungen einfließen, sondern ebenso für die Robotik-Integration in Industrieanlagen von Bedeutung sind. Auch für diese Bereiche gibt es immer wieder Verbesserungspotenzial für noch mehr Sicherheit, Zuverlässigkeit und Schutz der Beschäftigten.“
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Autor:
Dr. Joerg Hensiek
Fachautor und freier Journalist
