MRK-Planung

Methodische Lücke schließen

Planung gemeinsamer Arbeitsplätze von Mensch und Roboter. Planung und Integration von Robotersystemen, mit denen der Mensch in laufenden Produktionsprozessen sicher zusammenarbeiten kann, sind noch kompliziert. Das bremst ihren flächendeckenden Einsatz. Das Fraunhofer IFF und Systemintegrator Symacon entwickeln gemeinsam Werkzeuge und Methoden für die Vorabplanung industrieller Roboterzellen mit speziellen Funktionen für die sichere Mensch-Roboter-Kooperation.

MRK von der Theorie in die Praxis: In Kooperation mit Symacon entwickelt das Fraunhofer IFF methodische Werkzeuge und integriert sie in reale Abläufe. (Bild: Fraunhofer IFF)

Kollaborative Roboter sind auf dem Vormarsch. Sie können dank moderner Sensortechnik ihre Umgebungen erfassen und viel flexibler auf Ereignisse reagieren als die erste Generation von Industrierobotern. Sie ermöglichen somit eine enge bis unmittelbare Zusammenarbeit mit der Maschine – ohne die Gefahr, dass der Mensch vom mitarbeitenden Roboter verletzt wird. In dieser Rolle unterstützen sie den Menschen in seiner Arbeit und sorgen für wachsende Qualität und Effizienz in der Produktion. Der flächendeckende Einsatz in der Industrie bleibt ihnen jedoch noch verwehrt.

Tatsächlich stellen die hohen Sicherheitsanforderungen an kollaborative Robotersysteme Systemintegratoren und Anlagenplaner auch heute noch vor große Herausforderungen. In jedem Einzelfall muss detailliert geklärt werden, welche Auswirkung die verschiedenen eingesetzten Sicherheitssensoren auf den konkreten Prozess, in den der Roboter integriert ist, auf die unmittelbare Umgebung und an die Art der Kollaboration zwischen Menschen und Roboter haben. Er darf weder den Menschen, der in seiner Nähe arbeitet, verletzen, noch den Produktionsprozess durch seine reaktiven Änderungen der Bewegungsabläufe signifikant stören. Sind diese essenziellen Fragen nicht eindeutig geklärt, ist der Einsatz eines kollaborativen Roboters nicht möglich.

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„Mit den heute üblichen Planungs- und Entwurfsmethoden lassen sich solche Fragen, wenn überhaupt, nur bedingt beantworten“, beschreibt Roland Behrens vom Fraunhofer IFF die Situation. Er ist am Magdeburger Forschungsinstitut für die Entwicklung neuer Robotiksysteme mit MRK-Funktion und ihre Integration in industrielle Abläufe verantwortlich. „Das Problem ist, dass die vorhandenen Werkzeuge nicht an die relevanten Sicherheitsvorgaben der MRK angepasst sind“, so der Robotikexperte. Heute sei es beispielsweise nicht möglich, kritische Sicherheitsaspekte für modernste Robotik- und Assistenzsysteme bereits in der Planungsphase zu berücksichtigen, da die hierfür erforderlichen Planungsmittel, etwa Softwaretools oder Ablaufstrukturen, fehlen. Folglich können die Auswirkungen der Integration solcher Systeme erst später getestet werden. Das macht es für die Unternehmen schwerer, ihren Einsatz flexibel zu planen.

In Kooperation mit dem Systemintegrator Symacon schließt das Fraunhofer IFF nun diese methodische Lücke, indem es hierfür neue Werkzeuge entwickelt, testet und in reale Planungsabläufe von Symacon integriert. Ziel ist es, Unternehmen ein Basiswerkzeug zur Planung von Roboterzellen mit speziellen MRK-Funktionen zur Verfügung zu stellen. Sie soll eine frühzeitige Bewertung der Sicherheitsvorgaben für Anlagen ermöglichen, welche die Sicherheitsbetriebsarten „Sicherheitsbewerteter überwachter Halt“ und „Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung“ nach ISO/TS 15066 umsetzen.

Detlef Mlynek, Geschäftsführer von Symacon, betont die Bedeutung der Kooperation mit dem Fraunhofer IFF: „Mensch-Roboter-Arbeitsplätze werden künftig in vielen Branchen und in wachsender Zahl zu finden sein. Sie gehören zur Zukunft der Arbeit wie der demografische Wandel oder die Digitalisierung der Produktion.“

Das Projekt „MR_KOOP“ mit einer Laufzeit von 24 Monaten wird durch die Investitionsbank Sachsen-Anhalt und den Europäischen Regionalen Entwicklungsfonds (EFRE) gefördert.  pb

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