Fragekatalog

• Manuell (T1, T2) und Automatik

  • T1: manuell, reduzierte Geschwindigkeit (max. 250 mm/s)

  • T2: manuell, hohe Geschwindigkeit (bis zu vollenArbeitsgeschw.); + zusätzlicher Tasterdruck, + geschützterStandort für den Bediener (min. 0,5 m Platz zw. Roboter undSchutzzaun, z. B. durch eingeschränkten Bewegungsraum)

• Automatik: alle Schutzeinrichtungen geschlossen bzw.wirksam

• EN ISO 10218-1/-2 gilt für Industrieroboter

  • d. h. automatisch gesteuerte, frei programmierbare Mehrzweck-Manipulatoren, die in drei oder mehr Achsen programmierbar sind (an einem festen Ort oder beweglich angeordnet)

  • Teil 1 f. Roboter; Teil 2 f. Robotersysteme und Integration

Nein. Solange aber keine entsprechenden Normen für den nichtindustriellen Bereich zur Verfügung stehen, DÜRFEN die Anforderungen der EN ISO 10218 auf nichtindustrielle Applikationen angewendet werden bzw. es wird ALS SINNVOLL ERACHTET

• A-Normen (Grundnormen): grundlegend zu Gefährdungen und Risiken, aktuell nur eine A-Norm: EN ISO 12100

• B-Normen (Gruppennormen)

  • B1: Sicherheitsaspekte "Mensch" (Körpergrößen, Bewegungsgeschwindigkeiten, Empfindsamkeit)

  • B2: allg. zu verwendbaren Schutzeinrichtungen)

• C-Normen (Europ. Produktnormen): EN ISO 10218-1/-2 für Industrieroboter

Festlegungen der Typ C-Norm haben Vorrang gegenüber Festlegungen in einer Typ A- oder Typ B-Norm

Bei Anwendung der harmonisierten Normen kann davon ausgegangen werden, dass die grundlegenden Anforderungen der betreffenden Richtlinie (Maschinen-, Niederspannungsoder EMV-Richtlinie) erfüllt werden.

• Kennzeichnet das Produkt hinsichtlich der Erfüllung der Anforderungen der Maschinenrichtlinie.

• EG-Konformitätserklärung bekundet dies in schriftliche Form und gibt neben den relevanten EG-Richtlinien die zugrunde gelegten Normen an

• Nein, die Roboterhersteller haben für den Roboter (unvollständige Maschine) die sog. Einbauerklärung mitzuliefern

• CE-Kennzeichnung erst für die fertige Roboterzelle bzw. Roboteranlage (durch den Roboterintegrator)

• Roboter ist "unvollständige Maschine" -> Einbauerklärung und Montageanleitung

• EN ISO 10218-1 fordert für Roboter zusätzlich sog. Benutzerinformationen (u. a. Anweisungen für IBN & Programmierung)

• Anhaltezeite und -wege nach ISO 10218-1

bei Panik/Gefahr weiteres Durchdrückens/verkrampfen des Tasters, Maschine/Roboter läuft weiter

• Not-Aus

  • Schutz vor elektrischer Gefahr

• Not-Halt

  • Stopp von Bewegungen (vergl. Stoppkategorien)

• im Englischen nicht unterschieden, einheitlich „E-Stop“ oder „Emergency-Stop“

Stoppkategorien 0, 1, 2 (Details s. Kap. 4.1.9)

Unterscheidung zw. Not-Halt und anderen Schutzeinrichtungen, wie Lichtvorhänge, Schutztürschaltern, etc. -> unterschiedliche Eingänge für Not-Halt und sog. Sicherheits-Halt.

Maximaler Arbeitsraum sowie der sog. Eingeschränkte Raum

(ACHTUNG: inkl. Endeffektor und ggf. Werkstück);

Bremswege (Nachlaufwege) müssen ebenfalls eingeschlossen werden (und dokumentiert werden)

1. Mehrfachquittierungen an verschiedenen Standorten innerhalb sicher überwachter vorgegebener Zeit

2. Verhinderung des Aufenthalts in nicht einsehbaren Teilen des Gefahrenbereichs durch konstruktive Maßnahmen (z. B. nicht begehbare Schräge)

3. Einsatz von Spiegeln (Kameras bei entsprechender Zertifizierung)

4. Einsatz von räumlich partiell erkennenden Schutzeinrichtungen

   1. berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (z. B. Lichtschranken, Laserscanner)

   2. taktile Schutzeinrichtungen (z. B. Schaltmatten)

1. bedienerfreundliche Konstruktion suchen, um Manipulations- Motivation zu senken

   1. (Beispiel: Werkzeugmaschine, die durch Menschen und Industrieroboter beschickt wird -> Mensch soll nicht übermäßig behindert werden)

   2. bei Umsetzung der "Stufe 2 - mittelbare Sicherheitstechnik": sinnvolle Anzahl und Positionierung der Schutzeinrichtung (z. B. Positionierung von Sicherheitstüren)

2. Schutzzaun nur mit Spezialwerkzeug demontierbar

3. "Schau' in die Normen!": bzgl. Sicherheit Robotik: Norm EN ISO 10218 / allg. Konstruktion & Entwicklung: VDI/VDERichtlinie VDI/VDE 2206, Entwicklung mechtronischer Systeme und cyber-physischer Systeme

4. Bedienerfreundiche Gestaltung der Bedienelemente (Bedienpulte, Human Machine Interface - HMI, NOT-HALT-Taster [vergl. EN 60204-1]), Teilbereiche der Elektrokonstruktion

5. noch zu Elektrokonstruktion: Manipulationsmöglichkeiten bei der Auswahl der Betriebsmittel und Geräte bedenken

für den Einsatz eines Schutzzaunes (trennende Schutzeinrichtung) können folgende Punkte sprechen:

1. Gefahr herausfliegender Teile aufgrund

   • Versagen des Greifers

   • Kollision innerhalb der Zelle

   • Bruch am Werkstück durch Bearbeitung

1. Gefahr durch Fertigungsprozess

   • Laser

   • Schweißprozess

   • Zerspanungsprozess

   • Anwendung von Fluiden (Lackierung, Hochdruckreinigung, Kühlschmierstoff, etc.)

1. Grenzen des Gefahrenbereichs eindeutig erkennbar, kein versehentliches Betätigen wie bei BWS

Einfehlersicherheit mit partieller Fehlerkennung, erfüllt nach EN ISO 13849-1 mit PLd (Performance Level d) in Verbindung mit Struktur Kategorie 3 oder EN 62061 mit SIL2 mit Hardwarefehlertoleranz 1

1. Sicher reduzierte Geschwindigkeit

2. Sicher überwachter Stillstand

3. Sichere kartesische/achsspezifische Begrenzung des Bewegungsraums

EN ISO 13857

• Schutz vor Überklettern ist mit einer Mindesthöhe 1400 mm gewährleistet

• Schutz vor Unterkriechen mit maximalem Bodenabstand von 180 mm

Spannungslos öffnend und spannungslos zuhaltend, ausgewählt nach der Risikobeurteilung des Maschinenherstellers

• Bei normenkonformer Gestaltung: keine gefährliche Situation, sondern Maschinenstillstand.

• Vorsorge, wenn der Ausfall wirtschaftlich nicht verkraftet werden kann.

  • Beispiele: Vorsorglicher Einbau von Redundanz, Ersatzteilhaltung, zeitweiser Austausch durch einfachere Schutzeinrichtungen.

Bei kleinen Arbeitsräumen (max. 600mm hoch und 1000mm breit, Abstand zwischen Gefahrenraum und BWS maximal 75 mm ) kann auf eine Quittiereinrichtung verzichtet werden, da angenommen wird, dass sich dort keine Person aufhalten kann.

Nach aufsteigender Sicherheit sortiert:

1. Kat B: Basiskategorie

2. Kat 1: Verwendung bewährter Bauteile

3. Kat 2: Bauteilfehler im Funktionskanal werden durch den Testkanal erkannt, wodurch ein sicherer Zustand eingeleitet wird

4. Kat 3: Redundanz mit Einfehlersicherheit

5. Kat 4: Redundanz, robust gegen Anhäufung von Fehlern

Hinweis: Der Unterschied zw. Kategorie 3 und Kategorie 4 besteht in der Qualität der Fehlererkennung und der Beherrschung von Fehleranhäufungen.

Beim kollaborierenden Betrieb arbeitetet der Mensch direkt in einem festgelegten Arbeitsraum mit einem hierfür konstruierten Roboter zusammen.

Hinweis: vergl. auch Definitionen wie in V_MRD_04 wiedergegeben

Nein, der Systemintegrator muss die am kollaborierenden Roboter verbauten Werkzeuge mit betrachten und eine EG-Konformitätserklärung, wie für andere Roboter auch, ausstellen.

Bei Kontakt zwischen Roboter/Werkzeug und Mensch dürfen bestimmte Belastungskenngrößen nicht überschritten werden.

Sichere Überwachung:

• des Drehmoments/ der Kraft

• der Geschwindigkeit

• der Position

Im Kontext zur Funktion: Leistungs- & Kraftbegrenzung

• Handling schwerer oder scharfkantiger Bauteile

• Arbeiten im Kopf oder Halsbereich eines Menschen

• Anwendungen mit Scherbeanspruchung z.B. Scherkanten zum Zentrieren (hohe Kräfte)

Die Sicherheitsfunktionen müssen Kategorie 3/PLd entsprechen, damit diese unter Fehlerfallbedingungen eingehalten werden können.

• Prozessbeobachtung mit und ohne Zustimmtaster. Diese können zur Störungssuche verwendet werden und sind an einige Bedingungen geknüpft:

  • Eine Störungssuche in den anderen Betriebsarten ist nicht möglich, Auswahl nur mit Schlüsselschalter, Einschränkung sonstiger gefahrbringender Bewegungen, sicherer Standort des Bedieners in der Anlage, nur eine Person in der Anlage.

• Die Prozessbeobachtung ohne Zustimmtaster sollte nur dann verwendet werden, wenn andere Betriebsarten keine aureichende visuelle Überprüfung ermöglichen oder wenn der wirtschaftliche Schaden durch versehentliches Loslassen des Zustimmtasters unverhältnismäßig hoch ist.

Es ist nur festgelegt, dass Angaben zu Wartung und Instandhaltung gemacht werden müssen, die Tiefe dieser Angaben ist nicht definiert. Es empfiehlt sich daher, diese im Lastenheft festzulegen.

• die Roboteralage muss wenn irgend möglich abgeschaltet sein

• gegen Widereinschalten sichern

• Energiespeicher entleeren (z.B. Federn oder Druckspeicher)

• Schwerkraftbelastete Achsen sind zusätzlich zu sichern z.B. durch Unterbauen (zykl. Bremsentest nur bei gelegentlichem Aufenthalt von Bedienpersonal hinreichend!)

• Einsatz von qualifiziertem Fachpersonal (insbesondere bei unwirksamen Schutzeinrichtungen)

• regelmäßige Sicherheitsunterweisungen

• Kontrolleinrichtungen von außen zugänglich bzw. außerhalb des Schutzeinrichtungen positionieren bzw. konstruieren

• fester Zugang zu allen Einrichtungen, die für Betrieb, Wartung oder Reinigung benötigt werden (z. B. keine mobilen Leitern!)

• Not-Halt (jährlich)

• Schutzeinrichtungen: Schutztüren (einschließlich Türzuhaltung und Türschalter), Schaltmatten, Zustimmtaster, Lichtvorhänge (jährlich)

• Elektrische Ausrüstung (alle 4 Jahre)

• Druckspeicher (wenn vorhanden) (alle 2, 5 und 10 Jahre)

Nein, Risikobeurteilung verbleibt beim Hersteller (interne Dokumentation des Herstellers [S. 71], 10 Jahre Aufbewahrungsfrist gemäß Maschinenrichtlinie 2006/42/EG [S. 27])

1. Zaun

2. Rolltor

3. Lichtvorhänge

4. Schutzüren

5. Lichtschranken

6. Kamerasysteme

7. Laserscanner

8. etc.

Ein produktionstechnischer und sicherheitstechnischer Zusammenhang

• Stoppkategorie 0: maximale Last, Geschwindigkeit und Auslenkung

• Stoppkategorie 1: 100%, 66% und 33% Auslenkung, immer max Geschw und Last

[1, S. 26]

Eine wesentliche Veränderung beeinhaltet einen Umbau der Maschine, welcher neue Risiken in einem erheblichen Umfang herbeiführt. Dies erfordert eine erneute EG-Konformitätsbewertung.

Die Anhaltzeit ist die Gesamtzeit vom Beginn der des Einleitens des Bremsprozesses bis zum Stillstand des Roboters.

Diese besteht aus der Reaktionszeit und der Bremszeit.

Unabhängig, Übergeordnet, Zweikanalig

• integrierte Trace-Funktion oder seperates Tool, externe Messeinrichtung, Lichtschranke Maßband.

• Die Anhaltezeit besteht aus Reaktion und Bremszeit.

  • Die Reaktionszeit ist abhängig von Übertragungsraten, Verarbeitungszeit und Schaltzeiten

1. In der Konstruktionsphase angewendete Maßnahmen haben Vorrang vor vom Verwender zu treffenden Maßnahmen.

2. Es muss zunächst versucht werden die Gefährdung konstruktiv zu beseitigen und bei nicht vollständiger Beseitigung sind Schutzeinrichtungen zu verwenden.

3. Sollte beides nicht zur vollständigen Eliminierung der Gefährdung führen dürfen hinweisende Maßnahmen verwendet werden.

Eine erneute EG-Konformitätsbewertung ist im Falle einer "wesentlichen Veränderung“ erforderlich. Eine feste Definition dieses Begriffes besteht nicht. Als Orientierung dient die Leitfrage: "Kommen durch den Umbau neue Risiken in erheblichem Umfang hinzu, welche mit dem vorhandenen Schutzkonzept nicht vereinbar sind? "

Das Interpretationspapier zum Thema "Wesentliche Veränderung von Maschinen“ des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales bietet einen Decision Tree zur Klärung dieser Fragestellung.

Der „Performance Level“ ist ein diskreter Level, der dieFähigkeit von sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung spezifiziert, eine Sicherheitsfunktion unter vorhersehbaren Bedingungen auszuführen.

Ja jedes Programmierhandgerät muss mit einer Not-Halt-Einrichtung versehen sein.

integrierte Funktion im Roboter externe Messeinrichtungen wie z.B. Lasereinrichtungen Lichtschranke und Maßband

Kein Verschleißen von Endschaltern, Diagnosemöglichkeit, Kürzere Reaktionszeiten

• S: Schwere der Verletzung

• F: Häufigkeit und/ oder Dauer der Gefährdungsexposition

• P: Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung oder Begrenzung des Schadens

1. unmittelbare Sicherheitstechnik: Gefährdungen beseitigen oder Risiko einschränken (Konstruktive Anpassung);

1. mittelbare Sicherheitstechnik: Schutzeinrichtungen gegen verbleibende Risiken einbauen(z.B. Lichtvorhänge/ Schutztüren);

2. hinweisende Sicherheitstechnik: Benutzer über Restrisiken informieren und warnen (z.B. Betriebsanleitung, Hinweisschilder, optische/akustische Warneinrichtungen)

• Sicher reduzierte Geschwindigkeit;

• Sichere kartesische Begrenzung des Bewegungsraums;

• Sichere achsspezifische Begrenzung des Bewegungsraums;

• Sicher überwachter Stillstand;

• Sichere Bremsrampen

Maschinen die als fertige Einheit geliefert, aufgestellt und in Betrieb genommen werden und Maschinen die aus fertigen und unfertigen Maschinen zusammengebaut werden.

• Robotersysteme sind meist komplexe, verkettete Systeme.

• Diese sind in der Lage, sehr komplexe und damit oft unvorhersehbare Bewegungen auszuführen. Zudem können durch das eigentliche Bearbeitungswerkzeug wie z.B. einen Laser Gefahren entstehen.

• Eine Betriebsanleitung muss in der Amtssprache des Landes verfasst sein, in das die Maschine erstmalig ausgeliefert wird.

• Die Anleitung muss möglichst kurz gehalten und spezifische Begriffe erklärt werden. Zudem müssen mindestens sicherheitsbezogene Informationen in Papierform ausgeliefert werden, wobei die eigentliche Betriebsanleitung auch auf einem Datenträger ausgegeben werden kann.

nach Fertigstellung der Maschine noch 10 Jahre

Lichtschranke und Maßband, externe Messeinrichtungen wie z.B. ein Fadentacho oder Lasermesseinrichtung

Da kein Druckpunkt gehalten werden muss, bietet der Schalter ergonomische Vorteile bei längerer Betätigung.

• Maschinenrichtlinie

• Niederspannungsrichtlinie

• EMV-Richtlinie

1. umittelbare Sicherheitstechnik

2. mittelbare Sicherheitstechnik

3. hinweisende Sicherheitstechnik

Wenn es sich um eine "Wesentliche Veränderung" der Anlage handel, bspw. der Werkzeugwechsel von einem Greifer zu einer Schweißpistole

Diese beinhalten alle Dokumente, mithilfe deren eine Beurteilung der Übereinstimigekeit der Maschnine mit den Sicherheitsrechtlinen durchgeführt werden kann.

Beim Einklemmen von Armen und Händen zwischen Schließkanten und Gegenschließkanten dürfen die statischen Kräfte nicht größer als 150 N sein. Treten Kräfte bis 400 N auf, dürfen diese nicht länger als 0,75 s anliegen.

1. Ausreichender Abstand zwischen Roboter und Umzäunung

2. Mechanische Anschläge

3. Ausreichende Festigkeit der Umzäunung

4. Sicher überwachte Robotersteuerung

5. Sichere kontaktbehaftete/elektronische Achsnocken

6. Innen angeordnete Lichtschranken/-vorhänge

Feststehende trennende Schutzeinrichtungen sind unlösbar mit der Maschine oder mit der Umgebung zu verbinden (Verschweißen, Vernieten etc.) oder sie dürfen nur durch die Benutzung von Werkzeug zu entfernen oder zu öffnen sein.

Dazu gehören Lichtschranken und -vorhänge, Laserscanner, Kamerasysteme, Passiv-Infrarotsysteme, Ultraschallsysteme.

Bei der Auslegung ist aufgrund des Nachlaufes vom Roboters einen Sicherheitsabstand zu berücksichtigen.

• Ein Quittiertaster muss an einem Ort außerhalb der Schutzeinrichtungen angebracht sein.

• Er darf von innen nicht erreichbar sein.

• Vom Ort des Quittiertasters muss ein guter Blick auf die gefährlichen Bewegungen gegeben sein.

• Die Signalauswertung muss sicherstellen, dass Tastenklemmer oder bewusstes Festsetzen der Taster erkannt werden.

• Die Betriebsanleitung der Anlage muss darüber informieren, dass die Person, die den Quittiertaster betätigt, sich davon überzeugen muss, dass sich keine Personen mehr im Gefahrenraum aufhalten.

1. Gerfahraum einsehbar:

   • Quittiertaster - außerhalb, nicht von innen erreichbar, guter Blick in gefahrenraum, Signalauswertung

2. Gefahrraum nicht einsehbar

   • Quittiertaster nicht ausreichend, Verhindern der Möglichkeit sich dort aufzuhalten, Spiegel, Personenerkennung, Zusammenschaltung mehrere Taster, Lock Out

• Konstruktive Elemente, welche den Aufenthalt von Personen verhindern

• Spiegel, welche die Einsehbarkeit des Bereichs verbessern

• Personenerkennende Schutzeinrichtungen : z.B. liegende Lichtvorhänge, Scanner, Schaltmatten, Schaltplatten

• Bei weiträumigen Anlagen : Anlaufwarnungen, Lock-Out

Mindestens dort, wo sich häufig Personen aufhalten. Personen sind auch außerhalb der Umzäunung durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen zu schützen.

• Spannungslos öffnend -> Verwendung, wenn nicht mit regelmäßigen Stromausfällen zu rechnen ist und keine Maschinen mit langen Nachlauf betrieben werden

• Spannungslos schließend -> Zelle bleibt auch bei Stromausfall geschlossen (also sicher), in diesem Fall kann die Zelle aber nur mittels Notentsperrung geöffnet werden

Auf Quittiereinrichtungen darf verzichtet werden, wenn der Arbeitsraum hinreichend klein ist: Arbeitsraumhöhe max. 600mm; Arbeitsraumtiefe max. 1000mm (aufgrund der Abmessungen kann ein unbemerkter Aufenthalt von Personen ausgeschlossen werden)

• Schutz vor Unterkriechen: max. 180 mm vom Boden

• Schutz vor Überklettern: min. 1400 mm (wenn Gefahrstellen bei Übergreifen nicht erreicht werden können, andernfalls nach EN ISO 13857 auszulegen)

• für Einlegeplätze kann aus ergonomischen Gründen geringere Höhe gewählt werden

  • > 1400 mm → keine weiteren Schutzeinrichtungen notwendig

  • 1400 mm – 1000 mm → ausreichend je nach Schutzwirkung durch Form der Barriere und Ergebnisse der Risikobeurteilung (siehe Anmerkung EN ISO 10218-2)

  • < 1000 mm → weitere Schutzmaßnahmen notwendig; Aussparungen aufgrund von Werkzeug- o. Bauteilgeometrie welche 1000 mm Höhe unterschreiten sind in Risikobeurteilung zu bewerten (könnten als Aufstieg genutzt werden)

• Festsehende trennende Schutzeinrichtung sind fest mit der Umgebung oder Maschine verbunden. Diese Verbindung darf nicht ohne weiteres gelöst werden.

• Optimale wären diese Sicherheitsmaßnahme untrennbar befestigt. Sie dürfen jedoch auch Zwecks Reinigung oder Wartung durch Werkzeug temporär entfernt werden.

• Beweglich trennende Schutzeinrichtung sind Maßnahmen, die mit dem Anlauf der gefährdenden Vorgängen verriegelt werden müssen. Diese dürfen erst entriegelt werden, wenn die gefährlichen Prozesse zum stehen gekommen sind. Sollten diese Einrichtungen trotzdem geöffnet werden, müssen die Prozesse in einer Zeit angehalten werden, so das der Mensch diese nicht erreichen kann.

Der Nachlauf des Roboters