Mensch und Roboter arbeiten Hand in Hand - aus dieser Vision kann dank neuer Sicherheitskonzepte

Mensch und Roboter arbeiten Hand in Hand - aus dieser Vision kann dank neuer Sicherheitskonzepte bald schon Realität werden. Doch wie sicher sind diese Konzepte? Kann es trotzdem zur Kollision von Mensch und Maschine kommen? (Bild: ABB)

von Annika Mentgen

LANDSBERG. Mensch und Roboter arbeiten Hand in Hand – ohne Schutzvorrichtungen wie Lichtschranken oder Zäune. Eine Vision, die den verarbeitenden Industrieunternehmen Geld und Platz sparen, die Arbeitsplatzgestaltung flexibler machen kann.

Doch was bedeutet es für die Gesetzgebung und Sicherheit der Werker, wenn Roboter aus ihren Zellen befreit werden? Die aktuellen Normen für Industrieroboter ISO 10218 Teil 1 und 2 regeln bisher nicht ausreichend, wie hoch die Belastung bei einer möglichen Kollision von Roboter und Mensch sein darf. Medizinische, biomechanische Grenzwerte fehlen.

Diese Lücke schließen will Hans Jürgen Ottersbach vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA). Er, Mitarbeiter des IFA und des Fachausschusses Maschinenbau, Fertigungssysteme, Stahlbau (FA MFS) haben die Handlungshilfe „Gestaltung von Arbeitsplätzen mit kollaborierenden Robotern“ entwickelt, die Firmen bei der Gestaltung eines kollaborativen Arbeitsplatzes hinsichtlich Verletzungsrisiken und deren Bewertung helfen soll.

Roboterarm trifft Mensch im Gesicht – Was bedeutet das konkret?

„Die Arbeitsschutzproblematik in diesem Punkt ist für den kollaborierenden Betrieb von Robotern eine ganz neue“, sagt Ottersbach. „Hier haben wir es ganz wesentlich mit biomechanischen Problemen zu tun, die im Rahmen der Sicherheit bisher noch nicht ausreichend Beachtung gefunden haben.“ Bislang konnten Unternehmen nur Erfahrungswerte aus anderen Bereichen wie dem Busverkehr für ihre Gefährdungsanalyse verwenden.

Doch kann ein allgemeiner Grenzwert von 150 Newton (N) bei einer Quetschung durch eine Bustür herangezogen werden, um einen komplizierten dynamischen Zusammenstoß von Mensch und Roboter zu regeln? Was bedeutet es konkret, wenn ein Roboter mit seinem Arm einen Menschen trifft?

Für das Gesicht wird in der Handlungshilfe eine maximale Quetschkraft von 65 N und ein maximaler Druck von 20 N/cm2 zugelassen. Wird ein Mensch mit einer Kraft von 65 N belastet, bedeutet das, dass auf ihn eine Gewichtskraft eines Eimers mit 6,5 l Wasser lastet. Die Erträglichkeit der Belastung hängt dabei auch von der Flächengröße ab: Je kleiner, desto gefährlicher.

Extrembeispiel: Werden 65 N über eine Nadelspitze eingebracht, kann es zum Eindringen in den Körper und zu schweren Verletzungen kommen. Der Druckgrenzwert von 20 N/cm2 sorgt dafür, dass die örtliche Belastung z.B. auf einem Wangenknochen eines Menschen, erträglich bleibt.

Die Handlungshilfe gibt Unternehmen Grenzwerte an die Hand, die sie bei kollaborierenden Robotern einhalten sollten, wollen sie keine schwereren Verletzungen ihrer Arbeiter riskieren. Wie Ottersbach und das Projektteam die Grenzwerte entwickelt haben und wie sie sich im Rahmen einer Gefährdungsanalyse messen lassen, lesen Sie in einer der kommenden Ausgaben der Produktion und natürlich auch online unter www.produktion.de.