Kollaborierende Roboter

Projekt COVR unterstützt bei der CE-Zertifizierung

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Betreiber von kollaborativen Robotern sind nach europäischem Recht verpflichtet, für diese eine CE-Zertifizierung durchzuführen. Mit dem CE erklären sie, dass ihre Systeme die grundsätzlichen und spezifischen Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen einhalten. Jüngste Erfahrungen zeigen aber, dass sowohl für Anwender als auch Hersteller oder Integratoren von Robotern die Sicherheit eine erhebliche Barriere darstellt. Hier unterstützt das Projekt COVR.

José Saenz, Business Unit Robotic Systems, Fraunhofer IFF, Magdeburg

Inhaltsverzeichnis

1. Unterstützung auf dem Weg zur CE-Kennzeichnung
2. Anleitungen zur Validierung der Sicherheit
3. Gesucht: Ideen zur Vereinfachung der Prozesse

Die Herausforderungen an die CE-Zertifizierung der kollaborativen Roboter sind einerseits technischer Natur – zum Beispiel, weil Roboter komplexe, konfigurierbare Systeme sind, die ihre Nutzer je nach Bedarf und teils in regelmäßigen Abständen umprogrammieren. Andererseits – auf einer weniger technischen Ebene – stellt zum Beispiel die Interpretation und korrekte Anwendung von Normen und Richtlinien insbesondere solche Betreiber vor große Herausforderungen, die bisher keine bis wenige Erfahrungen mit kollaborativen Robotern haben. An dem von der EU geförderten Projekt COVR (“Being safe around collaborative and versatile robots in shared spaces”) beteiligen sich Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen aus Dänemark (DTI), Frankreich (CEA-LIST), Italien (CNR-STIIMA), Niederlande (Roessingh Research) und Deutschland (Fraunhofer IFF). Das Projekt hat das Ziel, durch vier konkrete Maßnahmen alle Anwender von kollaborativen Robotern beim Thema Sicherheit zu unterstützen:

  • Erstens wird ein Toolkit entwickelt, das Anwendern hilft, die für sie relevanten Sicherheits-Normen und -Richtlinien zu ermitteln.
  • Zweitens definiert das Projekt mehrere Protokolle. Dabei handelt es sich um praxisnahe Anleitungen für die Durchführung von Validierungsprüfungen, die nachweisen, dass ein kollaborativer Roboter die geltenden Sicherheitsanforderungen erfüllt.
  • Drittens bieten die COVR-Partner in ihren jeweiligen Einrichtungen, den sogenannten Shared Safety Facilities, Dienstleistungen für die Sicherheits-Validierung von Robotersystemen an.
  • Die vierte unterstützende Maßnahme sind die COVR Awards. In drei zeitlich versetzten Ausschreibungen stehen mit den Awards insgesamt mehr als fünf Millionen Euro für Anwender von kollaborativen Robotern zur Verfügung, die das Toolkit und die zugehörigen Protokolle testen, ergänzen und zu besonderen Fragestellungen untersuchen.

Unterstützung auf dem Weg zur CE-Kennzeichnung

Im Fokus stehen Anwendungen aus den Bereichen Produktion, Logistik, Agrarproduktion, Gesundheit und Rehabilitation. Als Ausgangslage betrachtet COVR den konventionellen Weg zum CE-Zeichen. Für Roboteranwender, die über kein Expertenwissen zu den aktuellen Robotersicherheitsstandards und -richtlinien verfügen, ist jeder Schritt zur CE-Kennzeichnung mit Unsicherheiten behaftet:

  • Habe ich die richtigen Richtlinien und Normen identifiziert, die für meine Anwendung relevant sind?
  • Welche Anforderungen bestehen nach derzeitigem Stand der Technik an meinem System?
  • Wie belege ich, dass die von mir ausgewählte Sicherheitslösung richtig ist und für meinen Anwendungsfall einen wirksamen Schutz bietet?
  • Welche Sensoren, Messsysteme und Infrastruktur benötige ich, um den Nachweis durchzuführen?

Das Projekt unterstützt Anwender und Integratoren bei der CE-Zertifizierung mit dem bereits erwähnten Toolkit. Das COVR Toolkit ist ein Online-Assistent, der dabei hilft, die relevanten Richtlinien, Normen und Methoden zur Validierung für einen kollaborativen Roboter im Kontext einer spezifischen Anwendung zu finden. Der Nutzer des Toolkits beantwortet hierfür mehrere Fragen zu einem Robotersystem und gelangt so zu den relevanten Normen und Richtlinien. Damit unterstützt das Toolkit den Nutzer bei den ersten drei Schritten des Ablaufschemas.

Anleitungen zur Validierung der Sicherheit

Über das Toolkit erhält der Anwender auch die für ihn passenden Protokolle, die in Form einer schrittweisen Anleitung aufzeigen, wie die Validierung von Sicherheitseigenschaften seines Roboters durchzuführen ist. Die Protokolle sind so konzipiert, dass jeder Nutzer sie eigenständig und ohne Hilfe von Experten befolgen kann. Die Struktur der Protokolle und die Auswahl der notwendigen Messtechnik sind so einfach wie möglich gehalten. Hat der Nutzer des Protokolls dennoch Fragen oder verfügt nicht über die im Protokoll aufgeführte Messtechnik, bieten die fünf Forschungseinrichtungen und weitere europaweit verteilte COVR-Partner Dienstleistungen rund um die Durchführung der Validierungsmessungen in eigens dafür geschaffenen Bereichen an (engl. “Shared Safety Facilities – SSFs).

Gesucht: Ideen zur Vereinfachung der Prozesse

Die Protokolle werden im Rahmen des Projekts auch durch externe Anwender weiterentwickelt. Dafür stehen als sogenannte COVR-Awards mehr als 5 Millionen Euro zur Verfügung, die die fünf Partner an Bewerber im Rahmen von drei Ausschreibungen verteilt. Neben der Weiterentwicklung der Protokolle stehen auch die Erweiterung des Toolkits und die Bearbeitung von allgemeineren Themen zur Sicherheits-Validierung von kollaborativen Robotern, zum Beispiel durch Experimente, im Fokus. Gefragt sind vor allem Ideen, um Validierungsprozesse zu vereinfachen. Die nächsten beiden Ausschreibungen starten im Juli 2019 und März 2020. Bei der letzten Ausschreibung im Februar 2019 gingen 75 Anträge ein. Davon erhalten 21 einen Award. Diese zur Förderung empfohlenen Projekte befassen sich mit Applikationen aus den Bereichen Flugzeugproduktion, Rehabilitation, mobile Manipulation und Agrartechnik.

Mit allen Maßnahmen verfolgt das Projekt das übergeordnete Ziel, einen breiten Konsens innerhalb von Europa zu erreichen, der alle Akteure miteinbezieht. Hierzu zählen unter anderem nationale akkreditierte Stellen, Gesetzgeber oder Standardisierungsgruppen aber auch Endanwender und Hersteller von Robotern oder Roboterkomponenten. Dabei gilt es, brennende Fragen, wie: „Akzeptieren lokale benannte Stellen die Messergebnisse eines Systemintegrators, der seine Validierung nach einem COVR Protokoll durchgeführt hat?“ oder: „Sind Protokolle wirklich leicht zu verstehen und anzuwenden?“ zu beantworten. Insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit im Umgang mit Robotern im Kontext künstlicher Intelligenz ist es wichtig, alle Akteure frühzeitig zusammenzubringen und über mögliche Lösungen zu sprechen. eve

www.iff.fraunhofer.de

Interessierte können das Toolkit hier testen:

hier.pro/HprLw

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