Analyse von Kraft-Druck-Messgeräten für eine einheitliche Kontrolle von Kraft- und Leistungsbegrenzten Robotern

Projekt-Nr. IFA 5151

Status:

laufend

Zielsetzung:

Für die Beurteilung von kollaborierenden Robotern, die mit einer Leistungs- und Kraftbegrenzung (EN ISO 10218) abgesichert werden, gibt es in der ISO TS 15066 biomechanische Belastungsgrenzwerte. Zur Kontrolle dieser kollaborierenden Roboter-Arbeitsplätze ist eine Messung mit einem biofidelen Kraft-Druck-Messgerät (KDMG) erforderlich, das den zeitlichen Kraftverlauf sowie die Druckverteilung messen kann und gleichzeitig die mechanische Nachgiebigkeit des menschlichen Körpers simuliert. Typische Verformungen und Steifigkeiten für verschiedene Körperregionen sind ebenfalls in der Norm angegeben. Allerdings werden keine genauen Angaben zum Messaufbau und zu möglichen Messunsicherheiten gemacht. Dies kann dazu führen, dass verschiedene bereits existierende Kraft-Druck-Messgeräte bei gleicher Belastung zu abweichenden Messergebnissen kommen. Das könnte zu einer Wettbewerbsverzerrung führen und dem Schutzziel entgegenwirken.

Es muss sichergestellt werden, dass mit allen Kraft-Druck-Messgeräten verschiedener Hersteller eine gleiche Messprozedur eingehalten wird und bei gleichen Belastungen vergleichbare Messergebnisse ermittelt werden. In diesem Projekt sollen daher die wichtigsten Mess- und Geräteparameter identifiziert und Details für eine einheitliche Gerätespezifikation entwickelt werden. Die Arbeiten sollen den Aufbau eines EU-weit anerkannten Messprotokolls für die Überprüfung von Kraft- und Leistungsbegrenzten Robotern unterstützen, was im Rahmen des COVR-Toolkits (COVR = being safe around collaborative and versatile robots in share spaces, www.safearoundrobots.com) erfolgen wird.

Aktivitäten/Methoden:

Ein vom IFA entwickelter Prüfstand soll wieder in Betrieb genommen werden. Mit dem Prüfstand werden Kraft-Druck-Messgeräte mit einem elektromagnetisch angetriebenen Aktor, an dem ein Stößel befestigt ist, mechanisch belastet. Anhand eines Kraft-Druck-Messgerätes, das gezielt manipuliert wird, sollen verschiedene Effekte gezeigt und der Einfluss verschiedener Parameter im Sinne einer Sensitivitätsanalyse herausgearbeitet werden. Um den experimentellen Versuchsaufwand zu reduzieren, können in einer Voruntersuchung mit einem vereinfachten Feder-Dämpfer-Massen-System in Matlab-Simulink verschiedene Einflussfaktoren simuliert werden. Im Experiment sollen dann relevante Faktoren stichprobenartig überprüft werden. Aus den Ergebnissen kann eine einheitliche Mess- und Gerätespezifikation abgeleitet werden. Außerdem sollen Arbeitshilfen erstellt werden, mit denen dann auch andere Kraft-Druck-Messgeräte auf einen ordnungsgemäßen Gebrauch hin überprüft werden können. Die Erkenntnisse fließen im Rahmen eines EU-weiten Projektes in die Erstellung von Leitlinien zur Robotersicherheit ein.

Stand:

01.08.2019

Projekt

Gefördert durch:
  • Europäische Union
Projektdurchführung:
  • Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA)
Branche(n):

-branchenübergreifend-

Gefährdungsart(en):

Mechanische Gefährdungen

Schlagworte:

Unfallverhütung, Prüfverfahren, Mechanische Gefährdung

Weitere Schlagworte zum Projekt:

Mensch-Roboter-Kollision, Kollaborierende Roboter, Kraft-Druck-Messgeräte, Kraft-Leistungsbegrenzung, Messverfahren, Kraftmessung, Druckmessung, EN ISO 10218, DIN ISO TS 15066, mechanische Gefährdungen

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