Augen auf beim Roboterkauf

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Thema von heute ist: Kleinunternehmer kauft sich zum ersten Mal einen solchen Roboter, was muss er beachten? Gibt es irgendwelche Spielregeln an denen er sich orientieren kann?

Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): Kauft sich der Unternehmer einfach einen Roboter, dann kauft er eine unvollständige Maschine. Erst wenn er sie bei sich installiert hat er ein Robotersystem geschaffen und ist automatisch zum Hersteller geworden. Damit unterliegt er natürlich so wie jeder andere Hersteller der Maschinenrichtlinie und muss alle Regeln dieser Maschine erfüllen. Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Und was sind das für Regeln, speziell technische Voraussetzungen die er erfüllen muss? Was muss er beachten?

Michael Lehner (Applikationsexperte, ml-robotik): Grundsätzlich gibt es drei Möglichkeiten eine solche Roboteranwendung sicher zu bekommen. Die einfachste Lösung ist den Roboter mit einem Zaun einzuhausen. Der Roboter kann dann ungestört darin arbeiten, er kommt dort nicht raus und von außen können auch keine Personen zum Roboter rein. Man hat durch den Zaun eine Trennung geschaffen. Die zweite Variante ist, dass ganze ohne Zaun zu machen und mit zusätzlichen Sicherheitsvorkehrungen zu sichern. Zum Beispiel mit einem Bodenscanner, mit einer Lichtschranke oder einer sicheren Trittmatte. Dies sind Möglichkeiten wie man untern anderem ohne Zaun arbeiten kann. Eine weitere Variante ist der Einsatz von mordernsten Cobots die erst seit ein paar Jahren auf dem Markt sind, bei welchen man mit einer Kraft- und Leistungsbegrenzung arbeitet. Das bedeutet, man kann bis an den Roboter rankommen welcher sie noch bewegt, dieser einen Mitarbeiter aber nicht verletzen kann. Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Und kann man diese drei Techniken miteinander mischen?

Michael Lehner (Applikationsexperte, ml-robotik): Das ist grundsätzlich möglich das sind dann sogenannte hybride Systeme, dass man zum Beispiel die Kraft- und Leistungsbegrenzung und einen Bodenscanner miteinander kombiniert. Das heißt, solange ich weit genug von der Anlage entfernt bin kann der Roboter mit Vollgas fahren oder mit hohen Geschwindigkeiten. Sobald ich in den Wirkungsbereich von dem Flächenscanner reinsteige, wird der Roboter in seiner Geschwindigkeit und in seiner Kraft reduziert. Somit kann ich mich nicht verletzen, wenn ich an den Roboter herankomme.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Das ist ja das Bestreben der Anwender den Robotern möglichst schnell fahren zu können damit er auch wirtschaftlich arbeiten kann. Was muss er aus deiner Sicht beachten?

Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): Also grundsätzlich sind Schnelligkeit und MRK sind zwei verschiedene paar Schuhe. Das funktioniert nicht, sondern geht nur mit den hybriden Systemen. Wenn ich einen Scanner verwende kann ich sauber detektieren das der Mensch weit genug entfernt ist und der Roboter kann schnell fahren. Die Hauptsache ist, dass der Mensch nicht von außen nach innen reingeht und den sich bewegenden Roboter nicht mehr berühren kann. Das bedeutet ich habe einen großen Sicherheitsabstand, weil der Roboter sehr schnell fährt. Wenn eine Person in den Wirkungsbereich des Roboters eintritt, dann stoppt der Roboter sofort. Der Roboter muss in der Reingehbewegung des Menschen zum Stillstand kommen. Das bedeutet, ein schneller Roboter benötigt einen hohen Sicherheitsabstand und ein langsamer Roboter einen geringeren Sicherheitsabstand. Gerade das hybride System ist eine Maßnahme damit die Anlage effizient läuft und nicht zum Stillstand kommen muss. Dies wollen natürlich viele nicht, weil sie weiterproduzieren wollen und daher schaltet man einfach um in die Kraft- und Leistungsbegrenzung. Das heißt, wenn der Mensch reingeht würde der klassische Roboter stehenbleiben. Bei einem Leichtbauroboter oder MRK Roboter ist es so, dass wir dann umschalten in die Kraft- und Leistungsbegrenzung. Der Roboter wird aktiv und ist dann sensitiv für den Menschen. Das bedeutet aber auch, dass der Roboter nur noch so schnell fahren kann das eine mögliche Kollision mit dem Menschen bzw. mit dem Körper verhindert werden kann. Davon ist die maximale Geschwindigkeit abhängig, welche man zuvor einstellen muss.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Herzlichen Dank für die Einschätzung. Es zeigt also, dass man in der Lage ist für die kundenspezifische Anwendung eine Lösung zu erzeugen. Dafür ist coboworx am Start mit den starken Netzwerkpartnern um für Sie als Anwender die Lösung zu finden mit der Sie Ihre Abläufe wirtschaftlich automatisieren können.

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Robotereinsatz – so klappt das!

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Hallo, Olaf Gehrels von coboworx. Heute wieder mit zwei starken Netzwerkpartnern, Michael Lehner und Christoph Ryll. Wir haben diese Videoreihe gestartet, weil wir mit den Mythen aufräumen wollen die rund um die Leichtbauroboter oder Coboter bestehen. Viele Anwender kontaktieren uns mit Fragen, welche wir heute im Dialog mit einem Systemintegrator und einem Sicherheitsexperten beantworten wollen. Eine Frage die uns immer wieder erreicht: Warum laufen die Cobots eigentlich immer so langsam?

Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): Die Geschwindigkeiten bei Cobots sind eigentlich definiert dadurch, dass je schneller der Roboter ist desto mehr wird es bei einer Kollision wehtun. Wir reden hier nicht gleich von einer Verletzung, sondern einfach von Schmerzen. Der Roboter überträgt durch seine Geschwindigkeit einfach zu viel Energie. Aus diesem Grund fahren die Roboter eigentlich relativ langsam. Dies kann man optimieren indem man auf mehrere Ebenen setzt oder mehrere Bereiche definiert. Wo ich potenzielle Quetschgefahren habe da fahre ich lange, aber in Bereichen wo diese nicht existieren muss ich das auch nicht.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Das heißt der Roboter kann auch schnell fahren?

Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): Natürlich kann er das. Ich vergleiche das gerne immer mit einem Auto. Ich kann mein Auto im Standgas fahren, aber macht dies Sinn auf einer menschenleeren Landstraße?

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Was kann der Anwender dann tun damit der Roboter in gewissen Situationen auch schnell fahren kann und in anderen Situationen langsam?

Michael Lehner (Applikationsexperte, ml-robotik): Im Endeffekt kommt es stark auf die Anwendung bzw. auf das Bauteil an das der Roboter bewegt. Das muss man betrachten, dafür hole ich mir als Maschinenbauer oder Integrator Hilfe bei einem Experten der sich einfach sehr gut auskennt. Es gibt einfach zu viele verschiedene Möglichkeiten. Man kann im kollaborativen Bereich Kraft- und Druckmessungen durchführen und dadurch eventuell zu einer sicheren Anlage kommen. Man kann aber auch mit anderen Schutzeinrichtungen arbeiten wie Lichtgitter, Flächensensoren oder sicheren Trittmatten. Damit bewirken wir, dass wenn ein Mensch in den Einwirkungsbereich des Roboters geht dieser dann einfach die Geschwindigkeit reduziert. Sobald alle Bereiche sind kann der Roboter mit einer höheren Geschwindigkeit fahren. Es gibt viele verschiedene Optionen und da muss man immer im Gespräch mit dem Endkunden bzw. Dem Betreiber der Anlage herausfinden was die perfekte Lösung ist.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Gibt es da eine Faustregel? Wann ist dann so ein Cobot günstiger als ein herkömmlicher Industrieroboter, ausgestattet mit dieser zusätzlichen Sicherheitsvorrichtung?

Michael Lehner (Applikationsexperte, ml-robotik): Die Frage ist, was betrachtet man als günstiger? Ist es der Einkaufspreis oder sind es auch die Folgekosten. Vom Einkaufspreis einmal abgesehen, diesen Cobot oder diesen Roboter kann nahezu jeder der sich dafür interessiert lernen zu programmieren oder parametrisieren. Weil wir keine Hochsprachen benötigen, sondern letztlich einfach nur Befehle zusammenschieben was sehr einfach ist und nahezu jeder verstehen kann. Möchte man vielleicht einen günstigen Roboterarm irgendwo erwerben, kann oft sehr schnell kompliziert werden, weil wir Hochsprachen benötigen. Hierzu müssen wir wieder auf einen Programmierer oder Techniker zurückgreifen, welcher für jedes neue Bauteil und jede kleine Änderung am Programm Anpassungen vornehmen muss. Das macht es dann sehr viel teurer als sich einen Roboter zu kaufen, der vielleicht zu Beginn etwas teurer ist aber den ich selber händeln kann.
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Den vollständigen Gesprächstext findet ihr unter www.coboworx.com

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Tut Robotik weh? Sicher nicht!

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Herzlich willkommen, zu einer neuen Folge im coboworx Channel. Heute ist das Stichwort Kollaboration zwischen Roboter und Werker. Die folgende Situation ist, der Kunde hat sich einen Roboter gekauft und in Betrieb genommen. Was muss der Anwender tun um sicherzustellen, dass der Werker geschützt wird sollte es doch zu einer Berührung zwischen Roboter und Werker kommen?

Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): Also generell muss man eine Aussage treffen können, welche Restgefahren noch bestehen mit dem aktuellen Prozess. Das macht er mit der sogenannten Kraft- und Druckmessung gemäß ISO/TS 15066. Das heißt, er gibt eine Aussage darüber, welche Energie vom Roboter auf den Menschen übertragen werden.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Und wieder jetzt aus der Position des Anwenders heraus, wann muss der Anwender das testen? Michael Lehner (Applikationsexperte, ml-robotik): Eigentlich muss er das immer testen, wenn er eine kollaborative Anlage in Betrieb nehmen will. Als Hersteller letztendlich, wenn er eine kollaborative Anlage herstellt bei der der Werker an den Roboter ran treten kann.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Und das muss er vor der Inbetriebnahme?

Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): Ja, er muss vor dem in Verkehr bringen seiner Applikation diese Aussage treffen können. Er muss ja sagen können, dass seine Anlage sicher gewesen ist nach der Maschinenrichtlinie.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Und was wird da genau gemessen?

Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): Gemessen wird einmal die Kraft, die der Roboter übertragen kann auf den Menschen. Und zum zweiten kann mit Folien der Druck gemessen werden. Das heißt also die Kraft auf welcher Fläche die sich verteilen wird. Dies ist ein sogenanntes Kraftmessgerät, damit kann man jetzt die Hand simulieren (gezeigt im Video). Und mit diesen Folien kann ich dann auch nachher sehen, wie sich diese Kollisionsfläche auf den Messträger verteilt.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Und in der Vorbereitung auf die Messung, gibt es irgendetwas was der Anwender roboterseitig einstellen muss?

Michael Lehner (Applikationsexperte, ml-robotik): An den kollaborativen Robotern kann man in der Regel sehr viel einstellen, dass ist in der Regel roboterabhängig. Bei Universal Robots können wir zum Beispiel verschiedene Ebenen einstellen. Da man sagt, bis zu einer gewissen Höhe über der Tischplatte können wir mit höherer Geschwindigkeit fahren, weil freier Raum ist. Wenn er unter eine bestimmte Höhe kommt, lassen wir ihn langsamer bzw. mit geringerer Kraft fahren um keine schädlichen Kollisionen zu erzeugen, sondern nur Kollisionen bei denen keine Verletzungen entstehen können.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Christoph, zeigst du uns mal wie man eine solche Kraft- und Druckmessung durchführt? Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): Ja klar. Also ich bereite jetzt das Kraft- und Druckmessgerät vor. Das ist die Kraftmessdose und mit diesen Folien kann man den Druck auch simulieren. Und dann wird wie im realen Leben auch folgendes passieren. Der Roboter bewegt sich und der Werker hält einfach die Hand dazwischen. Und genauso werde ich auch mein Messgerät in der Bewegung dazwischen halten. Da sieht man es, der Roboter ist kollidiert und korrekt gestoppt, weil der Roboter so eingestellt war das er bei einer Kollision stoppen muss. Man sieht auch wunderbar, ich kann mein Messgerät schon rausziehen und somit ist dort keine Klemmung. Der Mensch würde seine Hand einfach so rausziehen können. Und wir haben einen Wert von 120 Newton.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Was sagt dir der Wert 120 Newton? Was kann der Anwender jetzt damit anfangen?

Christoph Ryll (Sicherheitsexperte, Christoph Ryll Robotics Consulting): 120 Newton bedeutet, dass die Kraftübertragung von dem Roboter auf die Hand ungefähr 12 Kilogramm entspricht. In der ISO/TS sind Werte definiert, ab wann der Schmerz eintreten wird und da liegen wir weit drunter.

Olaf Gehrels (Roboterexperte, coboworx): Das sah jetzt schmerzhaft aus, wenn ich mir vorstelle das da jetzt meine Hand drunter war. Du würdest sagen, bei den 120 Newton wird der Werker nicht verletzt?
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