Kollaborierende Roboter (Cobots)

Was sind kollaborierende Roboter und wie sind diese Anlagen aufgebaut?

Zunehmend werden in der Druckverarbeitung kollaborierende Robotersysteme eingesetzt, z. B. zum Abstapeln von Erzeugnissen auf Paletten. Kollaborierende Roboter werden oft auch als assistierende Roboter oder Cobots bezeichnet.

Kollaborierender Betrieb bedeutet, dass Roboter direkt mit dem Menschen zusammenarbeiten, d. h. sich einen Arbeitsraum teilen. Viele Anwendungen mit dem Cobot sind eher kooperierend als kollaborierend. Das bedeutet, Bedienende arbeiten nicht Hand in Hand mit dem Cobot, Berührungen mit diesem sind nicht vorgesehen. So ist beispielsweise der Abtransport voller Paletten und das Beschicken mit leeren Paletten an einem Cobot-Abstapler eine kooperierende Tätigkeit.

Durch die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) darf keine größere Gefährdung entstehen als bei Arbeiten in getrennten Arbeitsräumen. Bei der MRK muss also durch geeignete technische Schutzmaßnahmen mindestens das gleiche Sicherheitsniveau erreicht werden wie im konventionellen Betrieb. Darüber hinaus muss die MRK Fehlhandlungen oder Fehlverhalten der bedienenden Person tolerieren, ohne diese zu gefährden.

Wichtig für den Beschaffungsprozess

Beim Kauf sollte aus nachfolgenden Gründen auf das Vorhandensein einer Konformitätserklärung und der entsprechenden CE-Kennzeichnung geachtet werden. Ein Roboter ist für sich gesehen eine unvollständige Maschine. Erst mit der Integration in eine Gesamtanlage oder Maschine wird hieraus eine vollständige Maschine. Dies führt im Regelfall dazu, dass der Betreiber, der diesen Roboter an eine Maschine stellt und für eine Aufgabe mit einem Greifer ausrüstet, zum Maschinenhersteller wird. Liegt keine Konformitätserklärung und keine CE-Kennzeichnung vor, muss der Betreiber das Konformitätsbewertungsverfahren als Hersteller durchführen und die CE-Kennzeichnung anbringen sowie die Konformitätserklärung ausstellen.

Hierbei ist nicht nur die bestimmungsgemäße Verwendung zu betrachten, sondern auch vorhersehbare Fehlanwendungen. Dazu sind u. a. auch Wartungsarbeiten, Störungsbeseitigung und reflexartiges Handeln des Bedienpersonals zu berücksichtigen.

Wesentlich bei der Betrachtung sind die einwirkenden Kräfte und Drücke, die bei Kontakt mit dem Menschen auftreten. Der Hersteller von verwendungsfähigen kollaborierenden Systemen kann entsprechende Auskünfte über die möglichen biomechanischen Belastungen im Falle eines Kontaktes zwischen Mensch und Maschine geben.

Schutzmaßnahmen

Vor der Verwendung von Cobots ist von der Unternehmensführung eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen. Dazu sind auch die Herstellervorgaben aus der Betriebsanleitung hinsichtlich der bestimmungsgemäßen Verwendung zu beachten.

Die Unternehmensleitung darf nur Arbeitsmittel zur Verfügung stellen, die sicher zu betreiben sind. Dabei müssen sich die Schutzmaßnahmen aus der Produktsicherheit und aus der Gefährdungsbeurteilung ergänzen.

In der Gefährdungsbeurteilung sind beispielsweise die folgenden Punkte zu berücksichtigen:

• Es darf keine Überschneidung des kollaborierenden Bereichs (KB) mit Verkehrs- und Fluchtwegen geben.
• Der KB muss frei bleiben, beispielsweise dürfen sich keine Bedieneinrichtungen, Feuerlöscher usw. im KB befinden.
• Am Aufstellungsort dürfen in den Arbeitsbereichen keine Scher- und Quetschstellen entstehen. Hierzu sind die vorgesehenen Mindestabstände zu feststehenden Elementen einzuhalten.
• Da keine Schutzeinrichtungen verwendet werden, sollte der maximale Bewegungsbereichs des Cobots inklusive „Last“ deutlich markiert sein.
• Die Unternehmensführung hat festzulegen, wer den KB betreten darf.
• Der mögliche Zugriff einer Person bei herabgefallenen Lasten ist immer zu erwarten. Daraus können Gefährdungen für den Kopf und Hals resultieren.
• Ermittelte Restgefährdungen sind durch geeignete Maßnahmen nach der Rangfolge Technisch–Organisatorisch–Persönlich zu reduzieren.

Qualifikation des Personals und Unterweisungen

Beim Betrieb kann es zu Störungen des Ablaufs kommen. Durch eine klare Regelung (z. B. mittels Kompetenzmatrix) wird unterschieden, durch wen Störungen beseitigt und Instandhaltungen durchgeführt werden. Das jeweilige Personal muss dazu entsprechend geschult und unterwiesen werden. Bei den Unterweisungen und Betriebsanweisungen muss unterschieden werden:

• Die Unterweisungen für Bedienende beziehen sich auf den Betrieb und auf vorher definierte Störungen, für die sie qualifiziert sind.
• Die Unterweisungen für das Instandhaltungspersonal beziehen sich darüber hinaus auf die Gefährdungen und Maßnahmen für den Arbeitsauftrag. Daher müssen sie wesentlich ausführlicher sein.

Weitere Informationen:

• ISO/TS 15066:2016-02: Roboter und Robotikgeräte – Kollaborierende Roboter
• DGUV Information 209-074: Industrieroboter
• DGUV Fachbereich aktuell FB HM – 080: Kollaborierende Robotersysteme
• BG ETEM-Broschüre MB050: Sicherheitsgerechtes Konstruieren von Druck- und Papierverarbeitungsmaschinen
• BG ETEM-Broschüre MB046: Bereitstellen von Maschinen
• BG ETEM-Faltblatt S044: Sicherheitsabstände