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6. Workshop für OTS-Systeme in der Robotik 2011
No full textOb in der Massenproduktion, in der Fertigung von Kleinserien oder in der Lohnfertigung - Robotersysteme sind in allen Branchen allgegenwärtig. Ihr Einsatz variiert dabei vom autonom arbeitenden Handlingsystem bis hin zum vom Bediener geführten Werkzeug innerhalb eines Bearbeitungsschrittes. Durch eine direkte Interaktion mit dem Menschen ohne trennende Schutzeinrichtung eröffnet sich ein Potenzial, wie es so bisher nicht nutzbar war. Der Mensch mit all seinen kognitiven Fähigkeiten bleibt dabei als wichtiges Glied in der Automatisierungskette, ohne dass auf den technischen Fortschritt zur Qualitätssteigerung verzichtet werden muss. Dort, wo das Expertenwissen und die Entscheidungsfähigkeit des Menschen gefragt sind, wird der Mitarbeiter eingesetzt und gefordert. Gleichzeitig werden durch seine Präsenz Nebenzeiten und der Aufwand für Verkettungseinrichtungen gesenkt, sowie Hallenplatz eingespart. Wie Mensch und Roboter ohne trennende Schutzsysteme (OTS) Hand in Hand arbeiten können, welche Systeme, Technologien und Lösungsansätze zur Disposition stehen, welche Rahmenbedingungen berücksichtigt werden müssen, welche Erfahrungen bereits in der Praxis gemacht wurden und welche Hemmnisse es auszuräumen gilt, sind die Themen des Workshops
Crashworthiness analysis of robots for the safety assessment in human-robot-cooperation
No full textDie vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung einer generischen, systematischen Methode zur Abschätzung der Kollisionsfolgen eines Roboters, mit der eine Bewertungsmetrik basierend auf dem Kollisionspotential des eingesetzten Roboters in der direkten physischen Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) aufgestellt wird.
Dem Bedarf an immer flexibleren Automatisierungssystemen, die auch Anforderungen an ergonomische Arbeitsmittel gerecht werden, stehen vermehrt Industrierobotersysteme zur Verfügung, die in direkter Nähe zum Menschen eingesetzt werden können. Dabei lässt sich für diese Robotersysteme ein neues Sicherheitsparadigma ableiten, das vorgibt, dass die Bewertung der Sicherheit der Robotersysteme nur durch ein quantifizierbares Kollisionspotential möglich ist, um ein Robotersystem damit in der MRK auf mögliche physische Kontakte mit einem Bediener auszulegen.
Dazu wird in dieser Arbeit die Methode der Kollisionsfolgenabschätzung von Robotersystemen eingeführt und mit simulationsgestützten und experimentellen Werkzeugen zur Crash-Analyse durchgeführt. Das Belastungsspektrum von Kollisionen mit Robotern wird aufgezeigt und die dabei vorliegenden Kollisionsmechanismen werden charakterisiert. Dies erfolgt mit Hilfe experimenteller Kollisionsfolgenabschätzungen mit einem eigens dazu entwickelten Kollisionsprüfstand sowie durch Modellierung der Dynamik des Roboters und einem Stoßmodell zur Abschätzung der Kollisionsfolgen. Die entsprechenden Effekte der Robotercharakteristika in der Kollision werden identifiziert und auf ihren Beitrag zum Kollisionspotential hin analysiert.
Daraus werden Belastungsgrößen definiert, die zur Bewertung des Kollisionspotentials eines Robotersystems herangezogen werden müssen und entsprechende Gestaltungsmaßnahmen werden abgeleitet. Eine Bewertungsmethode für die sichere MRK wird entwickelt, die basierend auf einem Verletzungsmodell mit Beziehungen von Kollisionskonfigurationen zu relevanten Toleranzgrenzen eine Sicherheitsmodellierung vornimmt, um Robotersysteme dynamisch und sicher auf potentielle Kollisionen in der MRK einzustellen.Within this thesis a generic systematic approach for the crashworthiness analysis of robots is presented which establishes a safety assessment metrics based on the collision potential of a robot within direct physical human-robot-cooperation (HRC).
A growing number of industrial robot systems which can be operated in close vicinity to the user is becoming available, meeting the demand for flexible automation systems in manufacturing and providing enhanced ergonomics. For these systems a new safety paradigm must be derived. Safety assessments for robot systems in HRC have to be based on a quantified collision potential to account for possible physical contact between the user and the robot.
Therefore the thesis establishes the method of crashworthiness analysis for robotsystems using both simulation and experiments for crash-test analysis. The load spectrum of robot collisions is identified and the underlying collision mechanisms are characterised. Experiments for crashworthiness studies are carried out with a specifically designed collision testbed. Additionally a contact model for the assessment of collision potential for robots is developed to estimate the effects of the robot dynamics in the collision. The relevant robot system characteristics in the collision are identified and evaluated based on their contribution to the collision potential.
Load criteria for the assessment of the collision potential of robot systems are defined together with the respective design measures. An assessment method for safe HRC is developed based on an injury model that relates collision configurations with relevant tolerance levels. This leads to safety modelling to adjust robot systems dy- namically and safely on potential collisions in HRC
Mensch-Roboter-Kooperation auf dem Weg in die Fabrikhallen
No full text9 FolienDie Industrierobotik weist jährlich steigende Umsatzzahlen auf und Robotersysteme sind in immer mehr Bereichen der Produktion anzutreffen, Dabei spielen Konzepte mit Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) eine immer größere Rolle, wenn es um die Erschließung neuer Anwendungen geht. Der Artikel beleuchtet welche Rahmenbedingungen die MRK begünstigen und hemmen. Er zeigt auf, welche Konzepte die Robotersicherheit in der direkten physischen Kollaboration ermöglichen und wo die Grenzen des MRK-Einsatzes liegen
Industrial Robot Safety Standardization
No full text1 S.Safety standardization for machinery focuses on the definition of recommendations to assure that no human is harmed at any time during a machine's life cycle. When it comes to human-robot-cooperation, standardization bodies face the need for recommendations, at a time where the technology is just on its way to emerge to applications. Until now robot standards only dealt with recommendations on the safeguarding of the robot's workspace, separating humans from the machinery, whenever parts of the robot system were in motion. New paradigms in robotics, fostered by new technological achievements in the area of robot control, are to be answered by new robot safety standards. Joint international activities are ongoing to come up with adequate safety standards, answering the need for comprehensive and safe, but still applicable recommendations
Neue Teams
No full textS.38-39Mehr Möglichkeiten der Automatisierung in produzierenden Unternehmen eröffnet die neue Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) - mit Vorteilen in Flexibilität, Ergonomie und Qualität.6Nr.
New safety paradigm in human-robot-cooperation
No full textThe presentation yields a new paradigm based on the safety challenges in human-robot-cooperation. Recent developments considering an injury model derived from post-collision analysis is presented
Passendes MRK-System wählen
No full textS.32-34Jede Anwendung mit Mensch-Roboter-Kooperation hat spezifische Sicherheitsanforderungen, die wiederum die Leistungsfähigkeit des Robotersystems beeinflussen. Damit Anwender von Beginn an die Wirtschaftlichkeit ihrer Anwendung einschätzen können, ist eine systematische Planung entscheidend.Nr.1
Sichere Mensch-Roboter-Kooperation: Aktiv und passiv
No full textS.70-81Für eine sichere Mensch-Roboter-Kooperation sind Aspekte von sowohl passiver als auch aktiver Sicherheit zu berücksichtigen. Passive Sicherheit umfasst hierbei das Wissen um das Gefährdungspotenzial des Roboters, welches sich z.B. aus der geometrischen Gestaltung der Kinematik, der Art der Bewegungen und der Analyse der möglichen Verletzungen ableiten lässt, sowie der Einsatz dieses Wissens zur Risikominimierung z.B. durch eine risikomindernde Gestaltung der Kinematik. Aktive Sicherheit umfasst die Risikominderung zur Laufzeit aufgrund der aktuell vorliegenden Situation. Dies umfasst die Wahrnehmung der Umgebung sowie eine risikominderne Reaktion des Roboters auf wahrgenommene Gefährdungen. In der vorliegenden Veröffentlichung wurde für beide Teilaspekte ein komprimierter Stand der Technik. sowie aktuelle Arbeiten präsentiert
Potenziale der Mensch-Roboter-Kollaboration
No full textS.36-38Industriereife Robotersysteme bieten für die Mensch-Roboter-Kollaboration viele Potenziale. Entscheidend für Anwender ist das Wissen darüber, wie sich dieses Potenzial optimal ausnutzen lässt. Denn ein gemeinsamer Arbeitsraum und die direkte physische Interaktion sowie die dafür nötigen Schutzmaßnahmen haben Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit einer Anwendung, die bereits bei Planung und Konzeption berücksichtigt werden müssen.123Nr.1
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