Kräfte von Industrie-Robotern messen

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Wie oft sind Menschen im Gefahrenbereich eines Cobots? Wo können diese getroffen werden? Und mit welcher Kraft? Wie groß ist die Aufschlagfläche? Hier kommt das Messsystem von TÜV Süd zum Einsatz. Mit einem Datenlogger und einer Druckmessfolie bestimmen die Experten mögliche Auftreffpunkte und -flächen am Körper. In den Kraftaufnehmer des Messsystems werden Federn mit verschiedenen Federraten eingebaut, mit denen sich die Stoßkraft messen lässt. Eine Gummiauflage simuliert die Hautoberfläche, eine so genannte Fuji-Prescale-Folie dient zum Ausmessen der Aufschlagfläche.

Wo rohe Kräfte sinnvoll walten

Bei einer Applikation bei einem Automobilzulieferer aus dem Saarland besteht das Risiko von einem Roboter am Kopf, am Oberkörper sowie an den oberen Extremitäten getroffen zu werden. Das höchste Risiko ist ein Treffer am Kopf. Für mögliche Treffer am Kopf muss das Messsystem mit einer Feder mit einer Federkonstante von 75 N/mm² bestückt werden. Die für den Kopfbereich maximal zulässige Stoßkraft liegt bei 90N. Als weiterer Grenzwert für einen Treffer im Kopfbereich gilt eine Flächenpressung von 20N/cm². Beide Werte stellen die medizinisch-biomechanischen Anforderungen dar. Sie stammen aus den BG/BGIA-Empfehlungen für die „Gefährdungsbeurteilung nach Maschinenrichtlinie – Gestaltung von Arbeitsplätzen mit kollaborierenden Robotern“. Der Messwert für die Stoßkraft betrug bei diesem Beispiel 231 N, die Kraft verteilte sich auf eine Fläche von 7 cm², was einer Flächenpressung von 33N/cm² entspricht. Weil dieser Roboter so nicht die Anforderungen aus der BG/BGIA-Empfehlung erfüllt hat, waren Zusatzmaßnahmen erforderlich wie:

• die Kraftbegrenzung des Roboters

• eine Teilumhausung (nur Unterarm/Hand kann getroffen werden)

• das Reduzieren der Geschwindigkeit

• ein Vergrößern der Aufschlagfläche

Durch diese lässt sich der Roboter nun sicher zusammen mit den Facharbeitern einsetzen. Mit den Kräftemessungen und den zugehörigen Sicherheitsmaßnahmen kommen Betreiber von Cobots ihrer Verantwortung für den Arbeitsschutz nach, wie ihn unter anderem die Juni 2015 novellierte Betriebssicherheitsverordnung fordert.

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