MRK: Mensch-Roboter-Kollaboration
Unterschieden werden muss dann noch ob Industrieroboter und Mensch gleichzeitig an einem Werkstück arbeiten, oder nacheinander sich ergänzende Tätigkeiten ausführen. Der/die eigentliche(n) Roboterprozess(e) wird/werden dabei vom Roboter erledigt, der/die eigentliche(n) manuelle(n) Prozess(e) vom Menschen. Eine Kollaboration zwischen Mensch und Roboter ohne Schutzzaun ist mit sogenannten Leichtbaurobotern oder Cobots möglich.
Relevante Normen und Gesetze
Um die Vorteile der MRK nutzen zu können, müssten Arbeitsschutzmaßnahmen erfüllt werden. Die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen für Roboter(anlagen) sind in der Maschinenrichtlinie geregelt. Außerdem gibt es seit Anfang 2016 die ISO/TS 15066, die erforderliche Richtlinien zur Realisierung von MRK-Systemen vorgibt.
In der Betriebsart speed and seperation monitoring entfallen Grenzwerte für Geschwindigkeit und Abstand. Daher steigen die Anforderungen an die durchzuführende Risikobeurteilung. Der erlaubte Mindestabstand und die zugehörige Geschwindigkeit kann mit Hilfe des Sicherheitsabstandes (DIN EN ISO 13855: 2010) berechnet werden. Allerdings werden bei diesem Mindestabstand nur mechanische Gefährdungen berücksichtigt, nicht Gefährdungen durch psychische Belastungen.
Bisherige Sicherheitsmaßnahmen für Roboteranlagen
Am einfachsten bewahrt man den Menschen vor Schaden an Leib und Leben durch trennende Schutzeinrichtungen. Arbeitet der Industrieroboter ist der Mensch draußen, ist der Mensch drinnen, kann der Roboter nicht arbeiten. Dann kann der Roboter –egal wie groß und schnell- mit maximaler Geschwindigkeit verfahren, solange sichergestellt ist, dass er den Raum, der durch die trennende Schutzeinrichtung abgeschrankt ist, nicht verlässt. Ebenso können in diesem Betrieb alle weiteren Aggregate, die ebenso eine Gefahr für den Menschen darstellen können, ohne Einschränkung betrieben werden. Das sind z.B. die Werkzeuge, die am Roboter angebaut sind (z.B. pneumatische Robotergreifer, Stanz-/Niet-/Schweißeinrichtungen) sowie sonstige Aggregate einer Automatisierungsanlage (z.B. Dreh- und Schwenkaggregate zur Positionierung von Bauteilen u.v.m.).
Sicherheitstechnische Herausforderungen für MRK-Anlagen
Wenn sich nun Roboter und Mensch in einem gemeinsamen Arbeitsraum bewegen sollen, müssen alle diese Gefahren vermieden werden. Das bedeutet konkret, dass entweder dynamische Schutzeinrichtungen, die einen Zugang erlauben und die Position eines Menschen detektieren verwendet werden, und/oder der Roboter eine bestimmte Geschwindigkeit und Kraft nicht überschreiten darf. Nur so kann sichergestellt werden, dass dem Mensch kein Schaden zugefügt wird. Die gleiche Anforderung gilt natürlich auch für alle weiteren Aggregate einer Automation, das ist logisch, denn was nützt der "best-harmloseste" Roboter, wenn ein pneumatischer Robotergreifer dem kollaborierenden Werker den Finger quetscht. Es sind also langsame, leichte und sensitive Roboter erforderlich. Im Umfeld bedarf es spezieller Greifwerkzeuge mit geringer Kraft oder zusätzlicher Sensorik, bestimmte Prozesse (wie z.B. Schweißen) sind gänzlich ausgeschlossen.
Komponenten und Software
Während kollaborierenden Roboter (Cobots) schon einige Zeit auf dem Markt sind, gibt es deren Peripherie (z.B. Robotergreifer und Zubehör) noch nicht so lange. Denn erst erweitert um die Peripherie wird ein kollaborierender Roboterarm zur auf individuelle Produktionsaufgaben oder Kundenbedürfnisse zugeschnittenen Komplettlösung. Die Roboterperipherie, die zu einem Robotersystem gehört, muss dabei passgenau sein und gesetzliche Vorgaben einhalten. Nachdem lange Zeit eine entsprechend sichere Peripherie, sprich Robotergreifer, Software und sonstiges Zubehör, Mangelware war und Anwender sich zum Beispiel mit individuell konstruierten Greifern behalfen, hatte ein Unternehmen aus Rheinau bereits im Jahr 2016 als einer der ersten Hersteller MRK-fähige Robotergreifer auf den Markt gebracht.
Wie schnell darf ein MRK-Roboter maximal im MRK-Betrieb fahren ?
Lässt sich mit einem entschiedenen "kommt darauf an" beantworten. "Koexistenz""seq. Kooperation""par.Kooperation" oder "Kollaboration" und welche Maßnahmen sonst noch in der Anwendung ergriffen wurden. Um einen Blick in die ISO15066 kommt man nicht drumrum. MRK ist nicht schwarz oder weiß.