Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration bei KUKA Systems

KUKA flexFELLOW-Applikation mit dem LBR iiwa erhält DGUV-Sicherheitszertifizierung

22. April 2015

Die berufsgenossenschaftliche Prüf- und Zertifizierungsstelle der Deutschen Gesetzlichen Unfallsicherung (DGUV Test) für Maschinen und Fertigungsautomation zertifizierte eine KUKA flexFELLOW-Anlage für die Montage von Getrieben. Die Roboterapplikation mit einem LBR iiwa, die Getriebeeinheiten an den Schwingen für die KUKA-Roboterserie KR Quantec montiert, erfüllt alle Kriterien für biomechanische Grenzwerte laut ISO/TS 15066 und ist zudem konform mit der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG.

„Die DGUV-Sicherheitszertifizierung freut nicht nur uns, sondern auch unsere Kunden profitieren von dem Testsiegel. Denn nun wird die Sicherheit einer unserer Applikationen zur Mensch-Roboter-Kollaboration mit dem KUKA flexFELLOW auch von unabhängiger Seite bestätigt“, sagt Henning Borkeloh, Bereichsleiter Advanced Technology Solutions bei KUKA Systems.

Heutzutage werden für immer mehr automatisierte Prozesse in der Produktion Roboter eingesetzt. Damit der Mensch nicht verletzt wird, der die Roboter bedient und mit diesen zusammenarbeitet, war es üblich, den Arbeiter durch einen Schutzzaun vom Roboter zu trennen. Im Zeitalter der Industrie 4.0, in der Fabriken zunehmend vernetzt, flexibel und wandelbar sein sollen, werden Applikationen, die zur Mensch-Roboter-Kollaboration fähig sind, immer bedeutender. KUKA Systems beschäftigt sich schon lange mit diesem Thema und hat mit dem KUKA flexFELLOW bereits eine Reihe verschiedenster Applikationen im Bereich der Produktion realisieren können. Oberste Priorität bei der Entwicklung ist dabei immer die Sicherheit des Menschen. „Unsere Anlagen für die Mensch-Roboter-Kollaboration erfüllen seit jeher die höchsten Sicherheitsanforderungen. Das haben wir uns nun bei der Roboterapplikation zur Getriebemontage für den KUKA Quantec zusätzlich noch unabhängig verifizieren lassen“, sagt Borkeloh.

In der ISO/TS 15066 werden Werte für den zulässigen Druck auf die verschiedenen Körperregionen definiert. Diese dürfen von dem Roboter nicht überschritten werden. Die DGUV Test betrachtet bei der Vergabe des Zertifikats zunächst den Roboter, aber auch immer die Applikation, in der der Roboter schließlich eingesetzt wird. Die Messvorgaben, die die zulässige Kollisionsstärke zwischen Roboter und Mensch bei der Zusammenarbeit definieren, sind noch neu. Sie wurden im Zeitraum von Januar 2013 bis Dezember 2014 beschlossen und werden zur Norm übergehen.

Produktion der Zukunft – Roboter bauen Roboter

Der KUKA flexFELLOW montiert in der zertifizierten Applikation Getriebe für den KR Quantec. Indem der Mitarbeiter den KUKA LBR iiwa berührt, signalisiert er dem Roboter, den automatisierten Schraubprozess zu starten. Anschließend beginnt der Leichtbauroboter, sich durch seine sensitiven und feinfühligen Eigenschaften in der Arbeitsstation ein-zumessen. Währenddessen bestückt der Mitarbeiter den zweiten Ablagetisch mit einer neuen Schwinge.

Die Schwingen enthalten jeweils vorgesteckte Schrauben, die der KUKA LBR iiwa in der Reihenfolge gemäß der Konstruktionsvorgaben mit einem Drehmoment von exakt 104Nm festzieht. Nachdem die erste Schwinge verschraubt wurde, geht der Roboter in Ruheposition. Erst bei einer weiteren Berührung des Werkers beginnt der KUKA LBR iiwa, die Schrauben an der zweiten Schwinge zu montieren. Der Werker kann zu jeder Zeit in den Arbeitsprozess eingreifen. Trennende Schutzzäune sind dabei nicht not-wendig. Zudem bietet die ortsflexible Applikation des KUKA flexFELLOW den Vorteil der ständigen Dokumentation, was die Qualität und die Prozesssicherheit steigert. „Hello Industrie 4.0“, ist nicht nur das KUKA-Messemotto zur Hannover Industrie Messe 2015, sondern wir leben dieses auch in unserer eigenen Produktion. Hier bauen Roboter Roboter und das in Kollaboration mit dem Menschen. Und wie sicher diese Zusammenarbeit ist, hat uns die DGUV jetzt auch bestätigt. Der Kundennutzen liegt zudem in dem geringem Flächenbedarf der Anlage, der Erhöhung der Produktion und der verbesserten Ergonomie-Situation für den Mitarbeiter“, sagt Borkeloh.