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Mensch-Roboter-Kooperation: Zustimmtaster - ja oder nein?

Viele Anwender und Integratoren sind oft noch unsicher, was bei der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ohne trennende Schutzeinrichtungen in puncto Safety zu beachten ist – zum Beispiel wenn es um die Frage geht, ob der Zustimmtaster zwingend erforderlich ist.

Zumstimmungsschalter Bildquelle: © Universal Robots

Die EN ISO 10218 ‚Sicherheitsanforderungen von Industrierobotern‘ aus dem Jahr 2011 ist hinsichtlich Sicherheit für alle Industrieroboter gültig. Sie besagt im Abschnitt ‚4.2 – Layout Design‘, dass eine manuelle Steuerung des Roboters von außerhalb des geschützten Bereiches erfolgen sollte. Dieser wird als der „durch die äußeren technischen Schutzeinrichtungen begrenzte Raum“ definiert. Eine solche Trennung von Mensch und Roboter sowie gleichzeitig von geschütztem und ungeschütztem Bereich durch einen Schutzzaun findet sich bei allen traditionellen Roboteranwendungen. Wird nun beispielsweise die Tür zum eingezäunten Arbeitsbereich des Roboters geöffnet und damit der geschützte Bereich verletzt, aktiviert dies den Sicherheitshalt des Roboters. Soll er in diesem Moment trotzdem bewegt werden, beispielsweise für die Programmierung, bedarf dies einer zusätzlichen Schutzmaßnahme. Hierfür kommt der dreistufige Zustimm-taster ins Spiel: Eine Roboterbewegung ist nur dann möglich, wenn der Taster in seiner Mittelstellung gehalten wird. Ein Loslassen oder Durchdrücken führt wiederum sofort zum Stopp des Roboters. 

Roboterarm mit Sicherheitsebene und Lichtgitter.jpg Bildquelle: © Universal Robots

Roboterarm mit Sicherheitsebene (in Blau) und Lichtgitter.

Doch wie sieht die Situation bei kollaborierenden Anwendungen aus, in denen sich Mensch und Roboter einen Arbeitsbereich teilen? Hier ist der Zustimmtaster in einer Anwendung, für die er nicht als Sicherheitsfunktion erforderlich ist, eher hinderlich und verursacht zusätzliche Kosten. Ergo stellt sich die Frage, unter welchen Voraussetzungen darauf verzichtet werden kann?

In der Praxis kommen bei den meisten MRK-Anwendungsfällen die Kraft- und Leistungsbegrenzung oder der sicherheitsgerichtete, überwachte Halt zum Einsatz. Im Gegensatz zu traditionellen Roboter-Anwendungen sind hier keine Zäune vorhanden, die den geschützten vom ungeschützten Bereich trennen. Um zu entscheiden, ob ein Zustimmtaster erforderlich ist, müssen daher zunächst diese beiden Bereiche für die jeweilige MRK-Anwendung definiert werden. Bei der Kraft- und Leistungsbegrenzung stellt zudem die für die Risikobeurteilung erforderliche Messung von Klemmung und freier Kollision eine besondere Herausforderung dar. Integratoren bieten sich hierbei jedoch zwei praktische Wege an, die Risikobeurteilung durch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zu vereinfachen.