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Die Sicherheit einer Maschine ist das A und O in der Industrie. So wie das für jede Maschine oder Anlage gilt, ist dies auch bei der Einbindung von Cobots in den Produktionsablauf unerlässlich. Sie fragen sich, wie diese gewährleistet werden kann? Wir geben Ihnen einen Einblick in die Checkliste der Sicherheitstechnik.

In den beiden Artikeln auf unserem Wissensblog „Nur eine sichere Maschine ist eine gute Maschine” sowie „Nur eine sichere Maschine ist eine gute Maschine Teil 2” sind wir bereits detailliert auf die Umsetzung eines gelungenen Sicherheitskonzeptes eingegangen. Dabei wird unter anderem geklärt, wann eine Maschine wirklich sicher ist und welche Phasen der Maschinensicherheit es gibt. Da es sich bei kollaborierenden Robotern eben auch um Maschinen handelt, muss auch bei deren Einsatz sichergestellt werden, dass sie keine Gefahr für Mitarbeitende darstellen. In diesem Artikel wollen wir die sicherheitstechnische Vorgehensweise am Beispiel eines Cobots Schritt für Schritt mit Ihnen durchwandern.

Häkchen für Häkchen zur sicheren Cobot Applikation

1. Die Pflichten- und Lastenhefterstellung
Zuerst muss ein Pflichten- und Lastenheft erstellt werden. Dabei wird Ihr Wunsch genau definiert, was die Basis für Ihre Zufriedenheit und alle nachfolgenden Schritte darstellt.

2. Die Recherche von Richtlinien und Normen
Bevor es mit Arbeitsschritten wie die Erstellung des Safety-Konzeptes oder die Risikobeurteilung losgehen kann, müssen wichtige Eckdaten über die Maschine, beziehungsweise den Cobot, gesammelt werden. Während sich der kollaborierende Roboter im Ruhestand befindet, beginnt man dessen technische Grenzen auszuloten. Daten wie das Gewicht, die Maße, die Spannungsversorgung sowie die Betriebsstoffe der Maschine werden festgehalten. Nachdem alles Notwendige über den Cobot im Ruhestand ermittelt wurde, wird dieselbe Prozedur noch einmal durchgeführt, während er in Betrieb ist. Grundsätzlich achtet man hierbei auf Punkte wie die allfälligen Schall-, Abgas- und Strahlenemissionen, Schwingungen, die Arbeitsgeschwindigkeit, die wirkenden Kräfte sowie die Bewegungsrichtungen.

3. Das Festhalten möglicher Gefährdungen
Mögliche Gefährdungen müssen in allen Lebensphasen des Cobots berücksichtigt werden. Zu diesen Phasen gehören: Die Lieferung, die Montage, die Inbetriebnahme, die Produktion, die Wartung, die Reparatur und die Entsorgung. In den meisten Fällen verrät die Maschine bereits im Ruhestand potentielle Gefahren. Die Begutachtung im Betrieb ist allerdings unabdingbar, da sich das Gefahrenrisiko der Maschine durch das Bewegen maßgeblich erhöht.

4. Die Risikobeurteilung
Schließlich sind wir auf der Checkliste bei dem Punkt der Risikobeurteilung angelangt. Hier werden die Risiken eingeschätzt und daraufhin bewertet. An dieser Stelle muss beurteilt werden, ob das durch den Betrieb der Maschine entstehende Risiko angemessen ist oder nicht. Eine gewisse Verletzungsgefahr kann nämlich nie gänzlich ausgeschlossen werden – auch nicht bei Cobots, die für ein schonendes Zusammenarbeiten mit dem Menschen konzipiert wurden. Folglich werden Konzepte erarbeitet, um dieses Risiko zu reduzieren. Ist dies gelungen, kann die Risikobeurteilung erfolgreich beendet werden. Wenn nicht, startet der Prozess der Risikominderung, bei dem versucht wird, die Gefahren anderweitig einzudämmen.

5. Die Definition der Sicherheitskette und die Erarbeitung des Sicherheitskonzeptes
Vereinfacht gesagt geht es bei der Definition der Sicherheitskette und des daraus resultierenden Sicherheitskonzeptes um folgendes: Es wird eine Sicherheitsfunktion modelliert, um das Risiko zu vermindern. Dabei werden konstruktive, technische sowie organisatorische Maßnahmen ergriffen.

6. Die Auswahl der Komponenten und der Schutzeinrichtungen
Die Gefahren wurden ermittelt und die Risikoeinschätzung ist offiziell beendet? Dann geht es weiter mit der Auswahl der  erforderlichen Komponenten, welche die ermittelte Gefahr auf ein Minimum reduzieren. Dabei können sich die ausgewählten Schutzeinrichtungen stark voneinander unterscheiden. Während Schutzzäune ein häufig gewähltes Mittel darstellen, sind sie bei dem Einsatz von Cobots eher hinderlich. Mitarbeitende müssen schließlich in die unmittelbare Nähe des Roboters gelangen. In diesem Fall ist die Sicherheitstechnik direkt in die Sensorik des Roboters eingebaut. Kommt man diesem in die Quere, stoppt er automatisch.

7. Das Optimieren der Bahnplanung sowie der Bewegungsabläufe
Die Faktoren der Bahnplanung und der Bewegungsabläufe haben zudem einen erheblichen Einfluss auf die Sicherheit einer Maschine. Wenn diese optimiert werden, das heißt genauer begutachtet und gefährliche Routen ausgeschlossen, können weitere Gefahren ausgeschlossen werden.

8. Die Projektabwicklung
Bei der Projektabwicklung werden mehrere Schritte von der Projektplanung über die Installation, die Inbetriebnahme bis schließlich zur Schulung des Personals durchwandert. Nach diesen Zwischenschritten ist die Maschine optimal in den Produktionsprozess eingebunden und kann mit sicherem Gefühl eingesetzt werden.

9. Die Verifikation und Validierung
Der Schritt der Verifikation und der Validierung überprüft die hinterlegten Sicherheitseinstellungen der Robotersteuerung. Ebenso prüft er, ob die Sicherheitsanforderungen gemäß der Risikobeurteilung erfüllt werden. Dafür wird die Kraft und der Druck der Maschine gemessen, um sicherzugehen, dass die zulässigen Schmerzgrenzen gemäß der dafür zuständigen Richtlinie eingehalten werden.

10. Die Dokumentation 
Beim letzten Punkt der Checkliste schließlich angelangt, werden die für die CE- Kennzeichnung notwendigen Dokumente überprüft. Das Kennzeichen dient in erster Linie dem Schutz der Endverbraucher und der Betreibenden der Maschine. Erst wenn sich der Cobot dieses verdient hat, ist er auf dem Markt zugelassen.

Safe Robot Checkliste

 

 

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Ing. Günther Probst
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