„Im Zuge der Digitalisierung besteht ein hoher Bedarf an flexiblen Automatisierungslösungen. Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter wird deshalb in vielen Bereichen der europäischen Wirtschaft immer wichtiger. Diese wachsende Bedeutung wirft jedoch unweigerlich Fragen der Sicherheit auf, also des Schutzes des Menschen in einem gemeinsamen Arbeitsraum“, sagt Dr. José Saenz. Der Wissenschaftler leitet die Gruppe Assistenz-, Service- und Industrieroboter am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg.  Das IFF ist Mitinitiator des europäischen Projekts ‚Sicherheit bei kollaborativen und vielseitigen Robotern in gemeinsam genutzten Räumen (COVR)‘, das die Mensch-Roboter-Kollaboration unter dem Aspekt der Sicherheit erforscht und die Anwendung in der Praxis fördert. Klassische Schutzvorrichtungen reichen in kollaborativen Arbeitssituationen nicht aus: Kräfte, Geschwindigkeiten und Bewegungen der kollaborativen Roboter müssen überwacht, beschränkt und die Cobots bei Bedarf gestoppt werden.

Fördermittel für Dritte

Ziel von COVR ist die Unterstützung eines breiteren Einsatzes von kollaborativen Robotern in einer Vielzahl von Branchen und Bereichen. „Im Rahmen des Projekts werden mehr als fünf Millionen Euro an Fördermitteln für Dritte aus der Robotikbranche bereitgestellt, die unsere erarbeiteten standardisierten Protokolle zur Sicherheits-Überprüfung mit ihren spezifischen Anwendungsfällen testen. So werden Hintergrundforschung und experimentelle Daten für die Ermittlung von Best Practices bereitgestellt. Insgesamt werden 60 ,Experimente’ mit über 100 Partnerorganisationen aus 14 europäischen Ländern finanziert“, sagt Dr. Saenz.

In einem der geförderten und begleiteten COVR-Projekte wurde beispielsweise durch die Firma MRK Systeme ein Sicherheitssensorsystem entwickelt, das Personen in unmittelbarer Nähe des Roboters im gemeinsamen Arbeitsraum erkennt und den Roboter rechtzeitig stoppen kann, bevor es zu einem körperlichen Kontakt mit ihnen kommt. Im Test wurde der Roboter dafür mit bestimmten verschiedenen Zielgeschwindigkeiten bewegt. In Abstimmung mit dem Fraunhofer IFF entwickelte MRK Systeme unter anderem für den Test eine spezielle Elektrode, die ein Sensorverhalten ähnlich dem einer menschlichen Hand hervorruft. Das Unternehmen kann nun neue Sensorprototypen und Kombinationen aus Sensor und Roboter selbstständig testen, ohne dass ein Mensch mit seinem eigenen Körper als Testobjekt dienen muss.

Dies ist ein Beispiel dafür, wie das von der EU geförderte COVR-Projekt des Fraunhofer-IFF die kollaborative Robotik-Technologie vorantreibt. „Denn für Endanwender, Hersteller von Robotik-Komponenten und Systemintegratoren stellt das Thema Sicherheit bisher oft ein Hindernis dar“, sagt Dr. Saenz. Die europäische Gesetzgebung stelle den Schutz von Arbeitnehmern allem voran. Deshalb bestehe aus Sicht der Unternehmer dringender Bedarf an einer ‚Zertifizierung‘, das heißt an Richtlinien zur Einhaltung verbindlicher und grundlegender Anforderungen an Sicherheit und Gesundheit. Doch „gerade der Nachweis der Einhaltung stellt besonders für kleinere Unternehmen eine große Hürde dar“, erklärt Dr. Saenz.
Diese Hürden will COVR systematisch abbauen. Das Projekt bietet verschiedene Möglichkeiten zur Unterstützung der Unternehmen: Neben der direkten Förderung wurde eine frei verfügbare Website mit Fallbeispielen für Cobot-Anwendungen, relevanten Normen und Richtlinien und Risikoanalysen entwickelt. Zudem wurden 20 Protokolle in Form einfach zu befolgender Schritt-für-Schritt-Anleitungen geschrieben, um auf der Grundlage des jeweiligen Gerätetyps und der konkreten Sicherheitsanforderungen den Unternehmen eine eigene Validierungsmessung von Anwendungen zu ermöglichen.

Fünf Forschungs- und Technologieorganisationen treiben COVR voran: das Dänische Technologische Institut, der Italienische Nationale Forschungsrat, die französische Kommission für alternative Energien und Atomenergie, Roessingh Research and Development aus den Niederlanden und das deutsche Fraunhofer IFF.