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Individuelle Sicherheit

Jahrelang gingen Mensch und Roboter aus Gründen der Sicherheit räumlich getrennte Wege. Heute sind Produktivitätssteigerungen sowie der demografische Wandel mit zunehmend älteren Erwerbstätigen Antrieb, um das Potenzial der Mensch/Roboter-Kollaboration zu heben. Wenn sich jedoch Mensch und Roboter einen Arbeitsraum teilen, dann spielt das Thema Sicherheit eine zentrale Rolle. In der Praxis erfordert jede Applikation eine eigene sicherheitstechnische Betrachtung.
In den 50er Jahren läutete der Amerikaner George Devol mit seinem Patententwurf für „eine programmierte Übergabe von Artikeln“ die Ära der Industrieroboter ein. 1961 kam mit dem Unimate erstmals ein Roboter in der Fertigung bei General Motors zum Einsatz. Der Roboter sollte die menschliche Arbeitskraft ersetzen und blieb für die Erledigung seiner Aufgaben eingehaust in einer Zelle. Getrennte Arbeitsräume und keine unmittelbare Interaktion zwischen Mensch und Maschine: Diese Prinzipien blieben für über 50 Jahren unverändert. Den Wunsch, dass Mensch und Roboter sich wie in der Science Fiction den Arbeits- oder Lebensraum teilen, erfüllten diese Roboterapplikationen nicht.

Eine neue Ära der Robotik

Mit einer neuen Art von Robotern soll sich das nun ändern. Im Unterschied zur Kooperation teilen sich bei der Mensch/Roboter-Kollaboration (MRK) Mensch und Roboter einen Arbeitsraum. So werden die Stärken bzw. Vorteile der Maschine wie Zuverlässigkeit, Ausdauer und Wiederholgenauigkeit mit den Stärken des Menschen, also Geschicklichkeit, Flexibilität und Entscheidungsvermögen kombiniert. Bei solchen Mensch/Roboter-Kollaborationen überschneiden sich die Arbeitsräume von Mensch und Roboter räumlich und zeitlich.

Kollision nicht (mehr) ausgeschlossen

MRK-Applikationen stellen an die Sicherheit neue Anforderungen. Wesentliches Unterscheidungsmerkmal zwischen klassischen, umhausten Roboterapplikationen und MRK ist, dass Kollisionen zwischen Maschine und Mensch ein reales Szenario sein können. Sie dürfen jedoch zu keinen Verletzungen führen. Voraussetzungen für ein verletzungsfreies Miteinander sind zum einen zuverlässigere Steuerungen und intelligente, dynamische Sensoren am Roboter selbst. Zum anderen müssen durch normative Grundlagen verlässliche Sicherheitsstandards gesetzt sein. Eine zentrale Bedeutung spielt dabei die in diesem Frühjahr veröffentlichte Technische Spezifikation ISO/TS15066 ‚Robots and Robotic Devices – Collaborative Industrial Robots‘. Mit dieser Technischen Spezifikation können nach entsprechender Validierung sichere Mensch/Roboter-Kollaborationen umgesetzt werden. Die technische Spezifikation ist die erste Norm die in ihrem Anhang detaillierte Angaben zu Schmerzschwellen für verschiedene Körperregionen macht. Diese Werte bilden die Basis, um die Applikation mit einer Leistungs- und Kraftbegrenzung umsetzen zu können. Als Mitglied in diesem Internationalen Normengremium hat Pilz mit Roboterherstellern, Integratoren, Prüfstellen (notified bodies, wie BG) und anderen Automatisierungsunternehmen aktiv an der Ausgestaltung dieser wegweisenden Norm für die Mensch/Maschine-Kollaboration im industriellen Umfeld mitgearbeitet.

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