In Produktionsbetrieben fallen viele monotone und kleinteilige Arbeitsschritte an, die menschliche Ressourcen binden. Sie lassen sich nicht immer komplett automatisieren, wenn es etwa darum geht, nur einzelne Werkstücke zu montieren, einen Hänger zu beladen oder Kisten zu stapeln. Idealerweise erledigt dennoch eine Maschine die Aufgabe, die von einem menschlichen Mitarbeiter engmaschig überwacht und von ihm bedarfsweise auch neu programmiert wird. Solche Maschinen sind sogenannte Cobots. Das Kofferwort steht für kollaborierende Roboter.
Höhere Effizienz mit Cobots
Cobots erhöhen deutlich die Effizienz in der Produktion und entlasten gleichzeitig die Mitarbeiter von schweren körperlichen Tätigkeiten. Diese konzentrieren sich stattdessen auf höherwertigere Aufgaben, die nur ein Mensch erledigen kann. Der Einsatz von Cobots des Unternehmens Universal Robots ist relativ unkompliziert, denn sie lassen sich schnell einrichten und umrüsten. Zur raschen Inbetriebnahme kommt die intuitive Bedienweise. Anschließend arbeiten sie quasi „Hand in Hand“ zusammen mit den menschlichen Kollegen im sogenannten Kollaborationsraum. Dieser ist so beschaffen, dass die Arbeitssicherheit mit Cobots stets gewährleistet bleibt.
Was ist ein Kollaborationsraum?
Arbeitsbereiche, in denen ein Unternehmen Cobots einsetzt, müssen so beschaffen sein, dass sich die flexible kollaborative Anwendung auch lohnt. Es hat sich bewährt, den Arbeitsraum in zwei Bereiche aufzuteilen. In einem agiert nur der Roboter, im anderen kooperieren beziehungsweise kollaborieren Mensch und Maschine. Dieser ist der Kollaborationsraum. Universal Robots empfiehlt diese Einteilung, weil in beiden Bereichen verschiedene Sicherheitsstandards herrschen. Im Raum, der allein den Cobots vorbehalten ist, können diese mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, was zu kurzen Taktzeiten führt. Für die Risikobeurteilung entfallen Kraft- und Druckmessungen. Es gelten lediglich gängige Sicherheitsparameter. Der Cobot lässt sich dennoch über einen Not-Aus unmittelbar stoppen. Im Kollaborationsraum agiert der Cobot langsamer und stoppt über Berührungssensoren und/oder Bewegungsmelder automatisch, sobald seine Bewegungen eine Gefahr für einen Menschen darstellen könnten.
Sicherheitsparameter im Kollaborationsraum
Wenn Mensch und Roboter nebeneinander im gemeinsamen Arbeitsraum tätig sind und miteinander interagieren, ist die gefahrlose Kollaboration nachzuweisen. Es gibt hierfür drei entscheidende Sicherheitsparameter:
- Geschwindigkeit
- Kraft
- Leistung
Der Cobot arbeitet stets nur mit einer Kraft, Geschwindigkeit und Leistung, die jederzeit die Gefahrvermeidung gewährleisten. Sobald er eine mögliche Kollision erkennt, erfolgt seine hochsensible Abschaltung. Der Kollaborationsraum kann vom reinen Roboterraum durch externe Sensoren getrennt werden. Eine Möglichkeit wäre ein Lichtvorhang. Manche Betriebe definieren auch Sicherheitsebenen. Wenn ein Cobot vom Roboter- in den Kollaborationsraum wechselt, erkennt er dies selbst. Intern erfolgt dann die automatische Umschaltung vom Modus „Arbeit im Roboterraum“ auf den Modus „Arbeit im Kollaborationsraum“. In Letzterem werden seine Geschwindigkeit, Leistung und Kraft reduziert.
Anschauliches Beispiel für die Trennung der Bereiche
Es gibt ein sehr anschauliches Beispiel, das die Trennung der beiden Bereiche am besten demonstriert. Es wird gern auf Messen für Cobots präsentiert: Drei UR3e-Cobots arbeiten im Verbund. Sie gravieren eine Taschenlampe und überreichen sie dann einem Messebesucher. Zunächst bauen sie zu dritt im Roboterraum ohne menschliche Hilfe die Taschenlampe zusammen und gravieren diese. Dann verlässt einer der Cobots den Roboterraum und bewegt sich in den Kollaborationsraum, in welchem die Besucher und der verantwortliche Bediener auf ihn warten. Dabei durchfährt er ein Lichtgitter, auf das seine Sensoren reagieren: Nun schaltet er intern auf die langsame, für Menschen sichere Geschwindigkeit um und kann die gravierte Taschenlampe gefahrlos überreichen.
