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DGUV Information 209-074 &bdquo;Industrieroboter“

1. u p jne 2 2 41201 OSI NI PUISIIMIIMYIS N 11g 8 l sne OM uon INISSUBENZ ue 193752J491JJIND JAHW DH S MM MM S LUNBISJ19G1Y W ssnluosulq u u sl no seq 8ISS 1EQ l 1S10A JulauF u y s 10A s zu sw g UIPUDUIM ShEnsql s UII UIDUISUEM HEDH MUOS l 2 81201 OSI NI 428U13A sigeun niyiy UIGLU UISUIY v q L SuP liy PHW F geu nliy UJINP y lsqel H go3s Ua4ISJAND SUNJIIJULSGILIJIG ul UISUNIIPIOJUBSUIUIIUIIS UHUB PUBJISIIPIM U9I59J S S JUIIU 1370g0y aya s 1SE7 sJewixeyy NEGUB1IJ1310 U319MUIS NZ YJINP g Z 3 3SEH QT 1214 20 211419 25 uajjeJqeiaH 4EQ11 1S10A 1 H luolsu u lp Pu S lMM MU S Sl oqoM s p u zimsuin u zimsun Pu S lMM MU S puayolaisne u pog w SsIaJogoy s p SUN1JUBIIA SUINLISJIIGIY s p 1EQ 193S410A 34134143 neq sSup s SUNJUDU UIHUIDUISIUEM uul UOA SaYISIJUAIG s p Du S lMM MU S l sSunululnsnz JIPUAPUIGSJUO yw ANU SIYISIJ SIP UALL U OH pu S lAH MU S USPIEHSNSM l q SUNYISJAND 4035 42UISJAND s ulul OSZ LI HIBIPUIMYIS 30 2 JaNEeYIS yemuayesganag 1 25 Pild E 91103948 dsyua UISUNJUIUUIIZINUIS Z 8LZOL OSI NI 12G 21510A Juuayug
2. 21 2 YIeN 9WyeUgEWZINUIS yJeu Sunl lz ey ll qbi ey ll qbi So0 515 SSunp Hesq lu q 1 1 19PO UL OSI 2 127 41 0591 9 94514yEJ99 1y8J39 sne seud ONISIM 2 YUILU SUNZJBUISUIIOJISIN AUYLUJJEUZINYJIS u pu SUNZJBYUISUIIOJISIN 5 Sunp suEl n Su q 7 LOZ yelneg LO IN 19S gejue1 470q01 1 SNPU VI dA pinpol sa al dAl binpold 0 Z1d UOA agens 8 0 Z LZLYL AL OSI peqsyaqiy Suml sin qoyisiy a wnJeq Hqw9 ajduueS uuew1a sny l qip q 75 epuay 1 5 Sunl lz np OyISIM UOA x l s C 8LCOL OSI N4 C 8LCOL OSI N4 C 8LCOL OSI N4 C 8LCOL OSI N4 C 8LCOL OSI N4 AUMYIIY s po ZU319J91WION 1eq 81558 18q S10A 34194743 yeulaA UII JUIDUIS1UEMU Sigeun nliy 1eq 61SSE U2IJUIIUISJIUEMU UIPLUIIA 818 8 yalulayudsiyemun Sigpun nliy 1eq 81558 18q S10A Ju1ayJu3 Siggu RW 1eq 61SSE 18q S10A Ju1ayJu3 YUIPLUIIA 313n48u1199 yalulayds iyemun s geun nliy SULO AZAL OJISIJ yewsnesu pey2s 21 2 u2EN ev Z LZLYL 41 051 yJeu Sunz pu sul oyIs N WNJEG UUBUL Sn V 1 l qib q PUBJSIIPIMSUOLEJOS Sul 1S4S 1S SIP PUBISIIPIM BUNJNIAJUJIS u sun n d JIP UNIUNJUJING
3. 64 Anhang 4 Beispiel Einbauerkl rung 65 Anhang5 Beispiel einer Montageanleitung nach Anhang VI RE 2006 42 EG Auszug nun 69 Anhang 6 Beispiel einer EG Konformit tserkl rung f r eine Robolerzelle nenn 70 Anhang 7 Beispiel einer Risikobeurteilung f r eine Roboteranlage 71 Literaturverzeichnis nn 77 Vorbemerkung Diese DGUV Information wurde im Sachgebiet Maschinen An lagen Fertigungsautomation und gestaltung des Fachbereichs Holz und Metall der DGUV erstellt Sie wendet sich insbesondere an die Praktiker im Betrieb In der DGUV Information werden die wichtigsten sicherheitstechnischen Merkmale von Industriero botern aufgezeigt Ebenso spricht sie die wichtigsten Anforde rungen aus den aktuell geltenden Rechtsguellen an und bereitet sie praxisnah auf Sie soll einen schnellen Zugriff auf alle zu be r cksichtigenden Aspekte bei Planung Abnahme berwachung und Betrieb von Industrierobotern und Industrieroboteranlagen erm glichen Hinsichtlich der Kommentierung von Anforderungen aus Geset zestexten und Normen vird auf die Verbindlichkeit der Original quellen verwiesen Insbesondere kann es vorkommen dass sich Anforderungen aus Rechtsvorschriften und Normen nach Druck legung ndern Vor Anvvendung der jeweiligen Schrift sollte da her der aktuelle Stand beim Herausgeber gepr ft werden Besonderer Dank gilt den Herren
4. HA AAA 27555 7U U7 5 0 VVartungst r EE 7 7 27575 j jr A 5 T rschalter 47 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Schritt 1 Sicherheitsfunktionen festlegen Sicherheitsfunktion 1 Not Halt Stillsetzen des Roboters bei Bet tigen des Not Halt Tasters Sicherheitsfunktion 2 Wartungst r Stillsetzen des Roboters bei ffnen der Wartungst r im Automatikbetrieb Sicherheitsfunktion 3 Trittmatte Stillsetzen des Roboters bei Betreten der Trittmatte wenn Roboter im Einlegebereich Abb 48 Festlegen der Sicherheitsfunktionen G 48 Schritt 2 Feststellen des normativ geforderten Perfor mance Levels f r die jeweilige Sicherheitsfunktion Die EN ISO 10218 1 stellt als C Norm f r Industrierobo ter Anforderungen an die Leistungsf higkeit sicher heitsgerichteter Steuerungssysteme und legt deren Niveau fest e Ein einzelner Fehler darf nicht zum Verlust der Sicher heit f hren e VVenn es vern nftigerweise durchf hrbar ist muss der einzelne Fehler bei oder vor der n chsten Anforde rung der Sicherheitsfunktion ermittelt werden Bei Auftreten des einzelnen Fehlers muss die Sicher heitsfunktion immer ausgef hrt und ein sicherer Zu stand aufrechterhalten werden bis der Fehler beho ben ist Alle vern nftigerweise vorhersehbaren Fehler m ssen erkannt werden Diese Anforderung wird als gleichbedeutend mit Perfor mance Level d mit Kategorie 3
5. Abb 4 Vertikal Knickarmroboter A Durch Montage zweier Knickarmroboter auf einer ge meinsamen S ule erweitert sich die Universalit t noch mals Abbildung 5 Abb 5 DualArm Roboter B Der Begriff Scara Roboter steht f r Selective Com pliance Assembly Robot Arm Diese Roboter haben meist vier Achsen die erste zvveite und vierte Achse sind rotatorisch die dritte Achse ist translatorisch Die ser Robotertyp ist aufgrund seiner Kinematik zu sehr schnellen Bewegungen f hig und wird vor allem f r Pick and Place Anvvendungen eingesetzt Abbildung 6 q O Abb 6 Scara Roboter A Einf hrung Portalroboter werden u a zur Automatisierung von VVerkzeug oder Spritzgussmaschinen vervvendet Durch die Be und Entladung von oben wird die frele Zug ng lichkeit zur Maschine f r Wartungs und R starbeiten gevvahrleistet Portalroboter gibt es in vielen Varianten Die gebr uch lichste Ausf hrung ist das Linienportal das aus einer horizontalen und einer vertikalen Linearachse besteht an die entvveder direkt ein Greifer oder dazwischen noch zus tzliche rotatorische Handachsen angebaut sind Fl chenportale haben noch eine zweite Horizontalachse Dadurch erh lt man groBe Arbeitsr ume Abbildung 7 Portal und Knickarmroboter werden auch kombiniert An einer horizontalen Portalachse wird seitlich oder h ngend ein 6 Achs Roboter montiert Damit erh lt man auch unter r umlich be
6. 2006 42 EG 1 VO zum ProdSG 2006 95 EG v EMV Richtlinie EMV Gesetz EMVG 2004 108 EG 9 VO zum ProdSG Europ ische Konkretisierung durch harmonisierte EN Normen Abb 15 Europ ischer Rechtsrahmen f r Maschinen H 14 richtlinie 2001 95 EG v Niederspannungsrichtlinie Art 153 vorm 137 Mindest vorschriften f r Sicherheit und Gesundheit im Betrieb Arbeitsschutz Rahmen richtlinie 89 391 EWG Benutzung von Arbeits x mitteln 2009 104 EG Vibrations Richtlinie 2002 44 EG L rm Richtlinie 2003 10 EG v Benutzung von PSA 89 656 EG Keine Europ ische Konkretisierung Arbeitsschutzgesetz ArbSchG Betriebssicherheits verordung BetrSichV L rmVibrationsArbSchV PSA Benutzungs verordnung PSA BV Konkretisierung durch nationale staatliche Technische Regeln und Unfallverh tungsvorschriften Richtlinien unter Artikel 153 sind Rechtsgrundlage f r den betrieblichen Arbeits und Gesundheitsschutz und legen die Grundpflichten von Arbeitgebem und Arbeit nehmern fest Sie enthalten nur Mindestanforderungen so dass auf nationaler Ebene auch h here Schutzanforderungen ge stellt sein k nnen Die nationalen Regelungen k nnen von Mitgliedsstaat zu Mitgliedsstaat unterschiedlich sein Abbildung 15 Richtlinien unter Artikel 114 des EG Vertrags schaffen die Grundlagen f r den freien Warenverkehr innerhalb der Mitgliedsstaaten indem s
7. Abb 54 Geschwindigkeits und Abstands berwachung Ann herung Roboter Person D 55 6 1 6 2 56 Sonderbetriebsarten zur Prozessbeobachtung St rungssuche Prozessbeobachtung mit Zustimmungsschalter F r die St rungssuche kann es erforderlich sein er ganzend zu den normativen Betriebsarten T1 T2 siehe Abschnitt 4 1 1 eine oder mehrere vveitere Betriebsarten vorzusehen Diese sollten bereits bei der Anlagenpla nung in die Risikobeurteilung und in die Konstruktion einflieBen um den Instandhaltern ein sicheres Arbeiten zu erm glich Auch dem Umgehen von Schutzeinrich tungen ist so vorzubeugen Die St rungssuche muss zun chst von auBerhalb der Gefahrbereiche durchgef hrt werden Weiterhin muss gepr ft werden ob die vom Roboterhersteller bzw Ma schinenhersteller vorgesehenen Roboterbetriebsarten T1 T2 angewendet werden k nnen Wenn dies nicht m glich ist kann eine Sonderbetriebsart wie folgt vor gesehen werden Anwahl nur mit Schl sselschalter Zustimmungsschalter und Tippbetrieb m glichst mit reduzierter Geschwindigkeit Der Zustimmungsschal ter gibt den zu beobachtenden Prozess frei und setzt diesen bei Loslassen sofort still Alle sonstigen gefahrbringenden Bevvegungen blei ben sicher stillgesetzt Sicheren Standort zum Beobachten im Anlagenlayout festlegen Besondere Arbeitsanweisungen z B Zugang nur durch eine Person Beobachtung von auBerhalb der Schutzeinrichtungen durch eine weiter
8. Az 2 x m e A6 i 13x v 8 2 Z 2 221 0372 Xx x 12 Y BKS Basiskoordinatensystem FKS Flanschkoordinatensystem A1 A6 Roboterachsen 1 6 Gelenkwinkel Abb 2 Vertikal Knickarmroboter RRRRRR Kinematik Einf hrung Achs Koordinaten Arbeitsr ume kombinationen bezeichnung 3 Drehachsen Vertikal Knickarm RRR Roboter Gelenkkoordinaten vertikal torus hnlich Schwenkarmroboter SCARA 1 Linear 3 Drehachsen RRRT Gelenkkoordinaten horizontal zylindrisch Linearroboter Portalroboter 3 Linearachsen TIT Kartesische Koordinaten quaderf rmig 2 Linear 1Drehachsen RTT Zylinderkoordinaten zylindrisch 1 Linear 2 Drehachsen RRT w Ea 52 5 A O un o lt D A bo 5 N Abb 3 Die gebr uchlichsten Anordnungen von Hauptachsen bei seriel len Kinematiken und die hieraus resultierenden Koordinaten A In der Roboterhand sind weitere Bewegungsachsen zur Positionierung und Orientierung des Werkzeuges Grei fers angeordnet Vertikal Knickarmroboter Der gebr uchlichste Vertreter der seriellen Kinematiken ist der Knickarmroboter Ein klassischer Knickarmroboter hat drei rotatorische Grundachsen und mindestens eine meistens aber drei rotatorische Handachsen Die Vortei le dieser Kinematik liegen im geringen Platzbedarf und in den universellen Einsatzm glichkeiten Abbildung 4
9. UOMJUNISSUNUUUNSNZ pun Jyemusyesgauag in Sumeu s Haury ISA EAN Jap qyeylauu asejuela DILULUBISOIG 181201 OSI NJ Sunuunisny s ses3unuluinsnz JISUNISIALG 420 OQON 80 4 01 251 Juanu pq 81558 19 14194343 162 1 21 pun 5 19 g g Jap WajjNJag UNZ 2 81201 OSI NI U2EUL A s snisun n 2184 88 2 s unezznnu s s p gjeyiagine uoa uazynisjinjag PHW ETA NN SUBBN7Z JIUISIUIOUOSIJU lul0u0514 eq Jeg is 8ISSB JeqjjaIs on 14134343 UIESYAVM Sunydemisqnuswwe 4 ul PIIM uonisoq yps 79 1492U 5 Sunwweyag Japuayne 818 8 JAP 199 Sunyleynz PIIM 2u nz N 313n43u139 1 q wnei syogiy wnz punz UaBUNUUAIGIJA de puayoraisne 124815 8ISSB UDIJUIIUISIUEMU 151 a jeysuoIpInPpoAd s p Sunynjag n 8 8 z wea 2EIHIEU yuray siyemun Sunwwe jag uoa punl jne q Hl q 818 8 1 pdss zold 84 1 2 4 l q 151 84 1 21 5 84 lq 818 8 u sesqy uoa sunjwwesuy H U3UIDUISIUEM 19491 HDIYDNUIOYISIYEM 19497 yew oyIs y yewsnesuapey gt s OJISIY Snesuapey S lt puay 00LZL OSI N3 DEI
10. 1 2 Beschreibung SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Eignung f r Sicherheitsfunktionen Stillsetzen durch sofortiges Abschalten der Energie zu den Gesteuertes Stillsetzen wobei die Energie zu den Maschinen An triebselementen beibehalten wird um das Stillsetzen zu erzielen Die Energie wird erst dann unterbrochen wenn der Stillstand erreich wird erst dann unterbrochen wenn der Stillstand erreicht ist Tab 3 Er nach EN 60204 1 4 1 10 Da die Antriebsregelelektronik auch w hrend des nor malen Betriebes zum Einsatz kommt geht man davon aus dass sich derartige Fehler schon w hrend der Pro duktion durch St rungen bemerkbar machen Derzeit sind sichere Zeit berwachungen der Bremsrampen noch ausreichend Neuere Steuerungen verf gen jedoch schon ber sogenannte Bremsrampen berwachungen welche auch den Verlauf der Bremsrampe berwachen k nnen Welche zeitliche Funktion f r das elektronisch geregelte Stillsetzen gew hlt wird ist nach den geltenden Nor men nicht vorgegeben Ein Stillsetzen auf einer geome trischen Bahn ist ebenso zul ssig wie ein Stillsetzen an der Stromgrenze Die Entscheidung bleibt der Risikobe trachtung des Herstellers berlassen Die Energietren nung nach der vorgesehenen Zeit muss sichergestellt sein Dies verlangt sichere Zeitglieder Beim Zustimmungsschalter sollte Stoppkategorie 0 oder Stoppkategorie 1 mit bervvachter Bre
11. 1 3 8 1 Bewegliche Teile der Kraft bertragung 1 3 8 2 Bewegliche Teile die am Arbeitsprozess beteiligt sind 1 3 9 Risiko unkontrollierter Bewegungen 1 4 Anforderungen an Schutzeinrichtungen 1 4 1 Allgemeine Anforderungen 4 2 Besondere Anforderungen an trennende Schutzeinrichtungen 1 4 2 1 Feststehende trennende Schutzeinrichtungen 1 4 2 2 Bewegliche trennende Schutzeinrichtungen mit Verriegelung 1 4 2 3 Zugangsbeschr nkende verstellbare Schutzeinrichtungen Besondere Anforderungen an nichttrennende Schutzeinrichtungen Uu Risiken durch sonstige Gefahrdungen 00000 EAA 0 o z en s 1 000 o R ON N Liste der eingehaltenen grundlegenden Anforderungen nach Anhang I RL 2006 42 EG nicht relevant Durch den Systemintegrator f r die Gesamtmaschine zu leisten F r den Umfang der Teilmaschine Roboter erf llt Kapitel Anforderungen 1 6 Instandhaltung 1 6 1 Wartung der Maschine Zugang zu den Bedienungsst nden und den Eingriffspunkten f r die Instandhaltung 1 6 3 Trennung von den Energieguellen 1 6 4 Eingriffe des Bedienungspersonals 1 6 5 Reinigung innen liegender Maschinenteile 1 7 Informationen Informationen und Warnhinweise an der Maschine Informationen und Informationseinrichtungen Warneinrichtungen VVarnung vor Restrisiken 1 pa E 2
12. BGHM Berufsgenossenschaft Holz und Metall 209 074 Industrieroboter Januar 2015 Impressum Herausgeber Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e V DGUV GlinkastraBe 40 10117 Berlin Tel 030 288763800 Fax 030 288763808 E Mail info dguv de Internet www dguv de Sachgebiet Maschinen Anlagen Fertigungsautomation und gestaltung Fachbereich Holz und Metall der DGUV Layout 8 Gestaltung Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e V DGUV Medienproduktion Bildquellen A Kuka Roboter GmbH B YASKAWA Europe GmbH C F BRO LAPPLE TECHNOLOGY GMBH D ABB Automation GmbH Robotics E FANUC Europe Corporation H Reis GmbH 8 Co KG Maschinenfabrik G Richard Schwarz H BGHM I Wielend Link J BMW AG K Sick AG L MRK Systeme GmbH M BG Information 5123 Juni 2008 Ausgabe lanuar 2015 Die in dieser DGUV Information aufgef hrten und dargestellten Produkte dienen ausschlie lich der Veranschaulichung Sie dienen nicht der Bevorzugung bestimmter Produkte oder Unternehmen DGUV Information 209 074 bisher BGI GUV I 5123 zu beziehen bei Ihrem zust ndigen Unfallversicherungstr ger oder unter www dguv de publikationen Industrieroboter DGUV Information 209 074 Januar 2015 Inhaltsverzeichnis Seite Vorbemerkung 6 1 Einf hrung 7 1 1 Robotertypen 7 1 2 Roboteranwendungen 11 1 3 Unfallgeschehen und besondere Gefahren an Industrierobotern 12 2 Rechtsgrundlagen
13. KAI Zus tzliche grundlegende Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen an bestimmte Maschinengattungen Nahungsnftemeschnenundtschnenf rkosmeschendephamarusche reise v siis si Zus tzliche grundlegende Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen zur Ausschaltung der Gef hr dungen die von der Bevveglichkeitvon Maschinen ausgehen bevorg nge bedingten Gef hrdungen Zus tzliche grundlegende Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen an Maschinen die zum Einsatz unter Tage bestimmt sind Zus tzliche grundlegende Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen an Maschinen von denen V durch das Heben von Personen bedingte Gef hrdungen ausgehen 5 Zusatzliche grundlegende Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen zur Ausschaltung der durch He 68 Anhang 5 Beispiel einer Montageanleitung nach Anhang VI RL 2006 42 EG Auszug Produktbezeichnung 6 Achs Industrieroboter Modell Herkules 500 Handelsbezeichnung H 500 6 Nachfolgende Anleitung gibt dem der oben genannte unvoll standige Maschine in eine Maschine einbaut oder mit anderen Teilen zu einer vollst ndigen Maschine zusammenbaut die not wendigen Informationen insbesondere ber die sicherheitsre levanten Schnittstellen f r den ordnungsgem en Zusammen bau ohne Beeintr chtigung der Sicherheit und Gesundheit von Personen Zus tzlich zu dieser Montageanleitung sind die relevanten euro p ischen R
14. 1 Gesetze Verordnungen Bezugsquelle Buchhandel und Internet z B www gesetze im internet de Bek d BMAS v 5 5 2011 llb5 39607 3 Interpretati on des in der Maschinenverordnung bzw EG Maschi nenrichtlinie 2006 42 EG benutzten Begriffes Ge samtheit von Maschinen Bd Nr 12 1 Bek des BMA vom 7 September 2000 Illc 3 39607 3 Interpretationspapier des BMA und der L nder zum Thema Wesentliche Ver nderung von Maschinen 2 2 Vorschriften Regeln und Informationen f r Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit Bezugsquelle Bei Ihrem zust ndigen Unfallversicherungstr ger und unter www dguv de publikationen Informationen e Schwerkraftbelastete Achsen Vertikalachsen Fachbereichs Informationsblatt Nr 005 Ausgabe 09 2012 3 3 Normen VDE Bestimmungen Bezugsquelle Beuth Verlag GmbH Burggrafenstra e 6 10787 Berlin bzw VDE Verlag Bismarckstra e 33 10625 Berlin DIN EN 13814 Maschinen und Strukturen f r lahr m rkte und in Vergn gungsparks Sicherheit Deutsche Fassung prEN 13814 2013 4 DIN EN ISO 10218 1 Industrieroboter Sicher heitanforderungen Teil 1 Roboter ISO 10218 1 2011 Deutsche Fassung EN ISO 10218 1 2011 5 e DIN EN ISO 10218 2 Industrieroboter Sicher heitsanforderungen Teil 2 Robotersysteme und Integration ISO 10218 2 2011 Deutsche Fassung EN ISO 10218 2 2011 6 DIN EN ISO 11161 Sicherheit von Maschinen Integ rierte Fertig
15. Auch die Montage elastischer Teile ist f r ihn kein Problem Ziel der kolla borierenden Roboter ist diese F higkeiten zu kombinieren den Menschen mit seinen F higkeiten f r das Unpr zise und den Roboter mit seinen Vorz gen in Kraft Ausdauer und Geschwin digkeit Arbeitspl tze mit kollaborierenden Robotern sollen ganz oder teilweise ohne Schutzz une auskommen Nach Definition aus EN ISO 10218 1 ist der kollaborierende Be trieb ein Zustand in dem hierf r konstruierte Roboter innerhalb eines festgelegten Arbeitsraums direkt mit dem Menschen zu sammen arbeiten d h sich einen Arbeitsraum teilen Kolla borierende Roboter werden oft auch als assistierende Roboter bezeichnet Service Roboter oder Roboter im Rehabilitationsbereich Medizi nische Roboter werden hier nicht behandelt Betrachtet werden hier nur kollaborierende Industrieroboter nach EN ISO 10218 1 und EN ISO 10218 2 Die sicherheitstechni schen Anforderungen sind sehr von der Applikation abh ngig und ber beide Normenteile verteilt Im Folgenden werden die Anforderungen hinsichtlich der in der Praxis bevorzugten An wendungsf lle dargestellt Kollaborierender Betrieb ist nicht zu verwechseln mit Einrich ten Teachen Der kollaborierende Betrieb kommt in der Pro duktion zum Einsatz d h er ist in der Regel ein Sonderfall des Automatikbetriebes 5 2 5 1 Allgemeine Mindestanforderungen In EN ISO 10218 1 werden Anforderungen f r einen kolla borierenden Be
16. Produktbezeichnung Roboterzelle Modell RZ 100 Seriennummer 0100002 den einschl gigen Bestimmungen der Richtlinie 2006 42 EG und folgenden weiteren Richtlinien entspricht Richtlinie 2004 108 EG EMV Richtlinie Richtlinie 2014 29 EU Druckbehalter Richtlinie Es wurden folgende harmonisierte Normen angewandt EN ISO 12100 EN ISO 10218 1 EN ISO 10218 2 EN ISO 13855 EN ISO 13857 EN 60204 1 EN ISO 13849 1 EN ISO 13850 Bevollm chtigter f r die Zusammenstellung dertechnischen Unterlagen Egon Sample Industriestra e 1 D 10101 Musterhausen Ort Datum Musterhausen 04 01 2015 Gesch ftsf hrer in Unterschrift 70 Anhang 7 Beispiel einer Risikobeurteilung f r eine Roboteranlage Hinweis Nach Richtlinie 2006 42 EG Maschinenrichtlinie An hang VII m ssen im Rahmen derinternen Dokumentation des Herstellers schriftliche Unterlagen ber die Risikobeurteilung vorliegen Bei eventuellen Zweifeln an der Sicherheit der Maschi ne k nnen Beh rden z B Marktaufsicht Einsicht in diese Unter lagen verlangen Ein vorgeschriebenes Format zur Abfassung der Dokumentati on der Risikobeurteilung existiert nicht Die nachfolgende Dar stellung entspricht einer derzeit in Fachkreisen bevorzugten Vorgehensweise In vielen F llen wird nur das Arbeitsblatt der Risikobeurteilung Punkt 2 dieses Anhangs dokumentiert Der Punkt 1 stellt je doch eine n tzliche Erweiterung dar da die Definition der Gren zen der Maschin
17. auf benachbarte Anlagenteile wirken wenn z B deren Weiterbetrieb eine Gefahr darstellt z B F rdertechnik Hierzu siehe auch Abschnitt 2 3 Schutzma nahmen f r Industrieroboter und Anlagen Programmierhandger t Jedes Programmierhandger t PHG muss mit einer Not Halt Einrichtung versehen sein Die in der beweglichen Zuleitung des PHG untergebrachten sicherheitsrelevan ten Leitungen z B Not Halt und Zustimmungseinrich tung m ssen gegen Kurz und Querschluss gesch tzt sein z B durch Redundanz und berwachung FREIGABE OTTERS LIEHT Am OLITTIEREM LICHT 4 SCHRANKE 71 Abb 33 Programmierhandger t PHG mit Not Halt Taster H 33 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Zeit bervvachung In der Praxis sieht man gelegentlich Programmierhand gerdte mit grauen Not Halt Stellteilen Diese sind nach EN 150 10218 1 nicht zul ssig Not Halt Einrichtungen m ssen auf gelbem Hintergrund rot gekennzeichnet sein Auch ber Funk betriebene Programmierhandge rate m ssen eine vollwertig wirksame Not Halt Einrich tung haben die ebenfalls rot gelb gekennzeichnet sein MUSS Steckbare PHGs m ssen wenn sie nicht angeschlossen sind so aufbewahrt werden dass eine irrt mliche Be t tigung des darauf befindlichen dann unwirksamen Not Halt Befehlsger tes vermieden wird Der Anlagen lieferant muss darauf in der Betriebsanleitung hinwei sen Entsprechend muss der Betreiber der Anlage die Besch f
18. pr fen ob diese aufgrund der Gr e und Geometrie als Aufstieg benutzt werden k nnen 4 2 2 Schutzma nahmen f r Industrieroboter und Anlagen Neben dem Vorsehen der o g technischen Schutzma nahmen gelten die Anforderungen an die Betriebsan leitung des Herstellers sowie die daraus abzuleitenden Unterweisungen durch den Betreiber der Anlage Bevvegliche trennende Schutzeinrichtungen Bevvegliche trennende Schutzeinrichtungen m ssen mit den gefahrbringenden Bevvegungen verriegelt sein Das hei t die gefahrbringenden Bewegungen m ssen an gehalten werden sobald eine Schutzeinrichtung ge ff net wird Die gefahrbringenden Bewegungen m ssen zum Stillstand kommen bevor sie von Personen erreicht werden k nnen Dabei wird entsprechend EN ISO 13855 eine Schreit Greifgeschwindigkeit von 1 6 m s zugrun de gelegt Die Steuerungen von Verriegelungen m ssen in sicherer Technik ausgef hrt sein Abschnitt 4 1 3 41 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen 4 2 2 1 Schutzt ren Schutzt ren m ssen dort vorgesehen werden wo der Zugang von Personen zur Anlage erforderlich ist Bei gr eren Anlagen sind in der Regel mehrere Schutzt ren vorzusehen um das Risiko des Umgehens von Schutz einrichtungen zu minimieren Wenn das Risiko besteht dass Personen in der Anlage eingeschlossen werden und sich nicht selbst befreien k nnen m ssen Schutzt ren von innen zu ffnen sein Fluchtentriegelung Abbildun
19. wenn keine an deren spezifischen Normen vorliegen Rechtsgrundlagen EN ISO 10218 2 Dieser Teil der ISO 10218 gibt eine Anleitung wie die Sicherheit bei der Integration und dem Einbau von Robotern sichergestellt werden kann 6 Er versteht sich erg nzend und zus tzlich zur ISO 10218 1 Die Norm leitet dazu an die besonderen Gef hrdungen die mit der Integration dem Einbau und den Anforde rungen an die Verwendung von Industrierobotern ein hergehen zu identifizieren und auf diese einzugehen Die Norm beinhaltet die Schutzma nahmen f r die Roboterintegration einschlie lich der Risiken die aus Applikation Werkzeug und Werkst ck resultieren Wesentliche Ver nderungen an Roboteranlagen Im fr heren Ger te und Produktsicherheitsgesetz GPSG war generell verf gt worden dass Maschinen und maschinelle Anlagen wenn sie nach dem erstma ligen Inverkehrbringen sp ter wesentlich ver ndert werden erneut den zum Zeitpunkt der Ver nderung geltenden Vorschriften anzupassen sind Dies hei t im Klartext Vergabe eines neuen CE Zeichens im Falle einer Wesentlichen Ver nderung Diese Regelung istin dem heute g ltigen Produktsicherheitsgesetz ProdSG nicht mehr so enthalten Mit der Anpassung des Produktsicherheitsgesetzes an die Verordnung EG 765 2008 entf llt der Begriff We sentlich ver nderte Produkte Eine nderung des Sach verhaltes ist damit jedoch nicht verbunden Die Ver ffentlichung eines entsp
20. 1 70209 NI ds ua BUMIUNJSNY UIHUIIUISIUEM Selu S LAIS uaseyd s geur niy Hbl l uoinp 181121114913 SU Q 7 I V 1 421 41925 Sbluy JIP SUNJJOIYUISIJA l q 8 S gewjspw sun310S1u4 agewasydesun SIl Upuns s Sun3 40S1U4 ni HO1S u pu p ygj sy mwun pun SJ1IUPUNSIS s p Zume u ql lu s q Sunyajuesqaujag ul Sun310S1u4 9474291984224 l n 1 H SA H 2 S PUOS d A S SIP SUNJNYUIS 5 l ISIIMUIH 2 YJINP uajjejswyeusny l nu S n uupds u l qiy U PH M U S M 19 UN ssnw JEUOSIIASSUNJU BM 4 215 UIIJEUISUII1IPIIM U S S PUN us Jeyassne s bu sidneH WAJIIGIESSUNJU BAA Seluy Jap l l JaPUAL vaijurauosiyem U249IS Sunuupds 1ajunue ynysgsunuueds Jeuosiads unyey sunlyniag 211419 25 4015 S igeu niiy 1neluy 19 a4eMm1auN UIUISJIND UJOH Ul s 184 215 UHJJEUISUIAJIPIIM U S S pun Jequadsgqe uassnw ynpyan q UISIJABIP Y slipy l u ip l3l u4 12 UISYUIY 239ISLJAGULDJUIMYUIS jne PJIUISUIBAA SJ Zunyajuesgainag ul ASIIMUIH u NBGJaJUN u su y Lajlagies ungue pun nyeieday l q u y s10A 159JU3SUI IG UAPUDJUIM ShEnsql s u sw q yLH U9SQ OIJUIBUISIU PM l q YEI
21. 30 Risikograf nach EN ISO 13849 1 mit beispielhafter Auswahl des PLd 8 Legende S Schwere der Verletzung S1 Leichte blicherweise reversible Verletzung S2 Ernste blicherweise irreversible Verletzung F H ufigkeit und oder Dauer der Gef hrdungsexposition F1 Selten bis weniger h ufig und oder die Zeit der Gef hrdungs exposition ist kurz F2 H ufig bis dauernd und oder die Zeit der Gef hrdungsexposition ist lang P M glichkeit zur Vermeidung der Gef hrdung oder Begrenzung des Schadens P1 M glich unter bestimmten Bedingungen P2 Kaum m glich 31 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen PL DCayg none Legende PL Performance Level 1 jedes Kanals niedrig 2 jedes Kanals mittel 3 jedes Kanals hoch Cat 2 Cat 2 DCayg low Cat B Cat 1 DCayg none DCayg medium Cat 3 DCayg low Cat 4 DCayg high Cat 3 DCayg medium Abb 31 Beziehung zw Steuerungskategorie und Performance Level nach EN ISO 13849 1 8 Folgende Sicherheitsfunktionen sind heute bei den meisten Roboterherstellern verf gbar 32 Sicher reduzierte Geschwindigkeit z B bervvachung des Werkzeugaufnahmeflansches beim Einrichten mit 250 mm s oder beim kollaborierenden Betrieb Sichere kartesische Begrenzung des Bevvegungs raums z B zur sicheren Begrenzung des Bewegungs bereiches bzw zur Festlegung eines eingeschr nkten Raums siehe Absc
22. Austausch von Bauteilen oder optionalen Erg nzungen die Sicherheits funktionen einschlie lich zugeh riger Ausg nge beeinflussen k nnen Anweisungen f r sicheren Betrieb Einrichten und Instandhaltung Angaben zu sicheren Arbeitsverfahren Angaben zur Vermeidung von Fehlern beim Zusammenbau w hrend der Instandsetzung der Maschine Verfahren zur Beherrschung Gefahr bringender Energie Anleitungen f r die Schulung des Bedienpersonals Angaben ber den Einbauort und die Funktion aller Steuerungskomponenten Schaltpl ne von den Schnittstellen der elektrischen hydraulischen und pneumatischen Systeme die f r das Einrichten und die Installation erforderlich sind Angaben zur Betriebsart Manuell Hohe Geschwindigkeit einschlie lich der sicheren Arbeitsverfahren Ein Hinweis darauf dass die manuellen Betriebsarten m glichst nur dann ausgef hrt werden sollen wenn sich alle Personen au erhalb des gesch tzten Raumes befinden Informationen ber die Verwendung der Zustimmungseinrichtungen Anweisungen f r die Installation von zus tzlichen Zustimmungseinrichtungen Das Leistungsverm gen der sicherheitsbezogenen Schaltkreise Kategorie und Performance Level oder SIL ggf mit allen Einschr n kungen und zus tzlichen Bedingungen Beschreibung ber den Einbau von Begrenzungseinrichtungen Anzahl Lage Realisierung Einstellbereich und Einstellabstufung der mechanischen und nicht mechanischen Begrenzungseinrichtungen Angaben zu
23. DINEN Abb 16 VVelt der Normen G nen und damit die bereinstimmung berpr ft werden kann werden auf Mandat der Europ ischen Kommis sion Normen erarbeitet deren Gegenstand die Verh tung von Risiken ist die sich aus der Konstruktion und dem Bau von Maschinen ergeben k nnen sogenannte harmonisierte Normen siehe Abschnitt 2 1 2 Europ ische Normenorganisationen CEN CENELEC und ETSI sind die drei gro en europ i schen Normungsorganisationen und alleinig erm ch tigt die unter den EG Richtlinien mandatierten Nor men herauszugeben Sie haben ihren Sitz in Br ssel CENELEC ist verantwortlich f r die Normung im elektro technischen Bereich ETSI f r die Normung im Telekom munikationsbereich und CEN f r die Normung in allen brigen technischen Bereichen CEN Comit Europ en de Normalisation CENELEC Comit Europ en de Normalisation lectrotechnique ETSI European Telecommunications Standards Institute Internationale Normung ISO IEC und ITU sind die internationalen Gegenst cke zu den europ ischen Normungsorganisationen Ihr Sitz istin Genf IEC ist verantwortlich f r die Normung im elektrotechnischen Bereich ITU f r die Normung im Te lekommunikationsbereich und ISO f r die Normung in allen brigen technischen Bereichen 15 Rechtsgrundlagen ISO International Organization for Norm die wesentlichen Anforderungen der EG Richtlinie Standardization erf llen IEC International Elec
24. Hersteller in B104 angegeben B10 steht f r die mittlere Anzahl von Schaltzyklen bis zu welcher Sicherheits l schaltmatte PLd Kategorie 3 PFHp 3 25 x 10 10 der Bauteile gefahrbringend ausfallen k nnen Herstellerangabe Um aus diesem B104 Wert einen und sp ter ei nen PFH Wert zu erhalten wird noch die mittlere Anzahl der Schaltspiele pro Jahr nop ben tigt Diese errechnet sich bei einer 6 Tage Woche und 2 Schicht Betrieb wie Rubuterlunikilon folgt Arbeitsbereichs ber vvachung Herstellerangabe Sicherheits SPS 8 Herstellerangabe alal PFHp 1x10 PLd Kategorie 3 PFHp 1x107 49 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Schritt 4 Berechnung des erreichten Performance Levels Berechnung der Sicherheitsfunktion 1 Not Halt Komponente 2 A Komponente 3 Komponente 1 Sicherheits SPS t Kat 3 Not Halt Taster SIL 3 HFT1 Roboterfunktion Not Halt PFH 1x108 PFHp 1x 107 Fehlerausschluss PFHp Komp 2 PFHp Komp 3 1 1 x 107 Berechnung der Sicherheitsfunktion 2 VVartungst r Komponente 2 Komponente 3 Sicherheits SPS Roboterfunktion Kat 3 SIL 3 HFT1 Sicherheitshalt PL PFHp 1x 10 8 PFHp 1x 107 Komponente 1 T rverriegelungsschalter PFHp 1 01x 107 PFHp Komp 1 PFHp Komp 2 PFHp Komp 3 2 11x107 Berechnung der Sicherheitsfunktion 3 Trittmatte Komponente 1 Komponente 2 Komponente 3 Sicherheitsschaltmatte Sich
25. Industrieroboter geltenden Produktsicherheits normen gelten hier nicht Solange aber keine entspre chenden Normen f r den nichtindustriellen Bereich zur Verf gung stehen d rfen die in der Norm f r In dustrieroboter festgelegten Anforderungen auch auf nichtindustrielle Applikationen angewendet werden Dies ist in EN ISO 10218 1 beschrieben siehe auch Abschnitt 2 1 2 Abb 11 Schreitroboter G 11 Einf hrung Abb 12 Entertainmentroboter A 12 Entertainmentroboter Entertainmentroboter sind als Fahrgesch fte vom An wendungsbereich der Maschinenrichtlinie ausgeschlos sen Sie z hlen zu den Fliegenden Bauten deren Sicherheitsanforderungen in der Europ ischen Norm EN 13814 4 festgelegt sind Besondere Anforderungen sind an den lichten Raum gestellt Das ist ein Raum um die Gondel der im Be triebs und Fehlerfall weder von der eigenen Mechanik noch von der umgebenden Kulisse verletzt werden darf Die Einhaltung dieses lichten Raumes wird meist mit mechanischen Achsbereichsbegrenzungen realisiert Steuerungstechnische L sungen zur Achs oder Raum begrenzung haben hier den Nachteil dass sicher re produzierbare Anhaltewege nur mit hohem Aufwand zu realisieren sind Medizinroboter Medizinroboter sind Medizinger te und fallen in den An wendungsbereich der Europ ischen Medizinger tericht linie 93 42 EG 12 Die zu dieser EG Richtlinie gelisteten Normen erfassen nur unvollst ndig die vo
26. Maschinenrichtlinie legt fest welche Unterlagen f r die Beurteilung der bereinstimmung mit den an gevvandten grundlegenden Sicherheits und Gesund heitsschutzanforderungen notvvendig sind Der Umfang erstreckt sich auf die Konstruktion den Bau und die Funktionsvveise der unvollst ndigen Maschine Eine Auflistung der erforderlichen Dokumen te f r die Nachvveisdokumentation finden Sie im Anhang 3 Checkliste Technische Unterlagen Nachvveisdokumentation 23 Betriebsanleitung und Technische Dokumentation Auszug aus der Richtlinie 2006 42 EG Auszug aus der Richtlinie 2006 42 EG ANHANG VII ANHANG VI B Spezielle technische Unterlagen f r unvollst ndige Montageanleitung f r eine unvollst ndige Maschine Maschinen In der Montageanleitung f r eine unvollst ndige Maschi Die speziellen technischen Unterlagen sind nach dem ne ist anzugeben welche Bedingungen erf llt sein m s Tag der Herstellung der unvollst ndigen Maschine sen damit die unvollst ndige Maschine ordnungsgem bzw bei Serienfertigung nach dem Tag der Fertigstellung und ohne Beeintr chtigung der Sicherheit und Gesund der letzten Einheit mindestens zehn Jahre lang bereit heit von Personen mit den anderen Teilen zur vollst ndi zu halten und den zust ndigen Beh rden der Mitglied gen Maschine zusammengebaut werden kann staaten auf Verlangen vorzulegen Sie m ssen sich nicht unbedingt im Gebiet der Gemeinschaft befinden und auch nicht st ndig
27. Sunz pu sul oyIsIN lulu lM ZU319J91WION 0121 2 5102 yelneg LO N 49 S sa i dAL UUBLLULIISNJ 1 l qib q Hqulo ldules puny UOA x l s T LZLYL AL OSI y22u YeIqsyag y S nil in qoyisiy SBUNIOIS uoa u ll l uoa 5 ya np Sunsipeu siou s SEJUISUY 2592 pueg WE UIUISJIND 25114 YJINP zye dasaju g we SJaUAIPIJ SIP 4 55 Su S lul4 SIP PUIJUBM 19JOGOY JIP JNEJIHIM l q WUaUOSIag Uayasjanbulg UAyISJAND U io s S u gung m g u yps zewozne UOA UIPIIM U UOSI d 8 1 1 uoa Sun nl s q s p l q 13 0g OM pun u snu lq UIYISIMZ 19PO U13 0G04 Z UIUISIMZ WIUOSIId UOA 251 DU 015 u u s3 no q m q ieurony 001ZI OSI N3 ypeu S0 515 SSunp sne Hesq ll q seud 5 15 uoli en isu 1yez p 282 UL19 0G019LISNPUJ DINPO1 Zunge 0 714 gens Hqw9 19ISNW 74 WaAINIZINYIS JIP Anz SuN IaJULSGIL1IIG JIP l 9SI9MUIH pu q Sl l 501584 05 Sunyeynz 4015 H PU UH A SSOJUIS Y JINP 7 s snensql s U SSEM3 48Q11 3S10A 14 21 JUIIU 4 UOA 151
28. beim Kontakt zu gevvahrleistende Kraft einzuhalten auch die Geschwin digkeit sicher berwacht werden Sichere berwachung der Position Um Arbeitsbereiche entsprechend der den K rperregi onen zugeordneten Belastungsgrenzen definieren und abgrenzen zu k nnen muss der Roboter ber eine si cher berwachte Position verf gen Die Sicherheitsfunktionen m ssen Kategorie 3 PLd ent sprechen D h die Sicherheitsfunktionen m ssen auch unter Fehlerfallbedingungen gegeben sein Es reicht z B nicht aus die Kraft nur im Normalzustand zu mes sen und zu dokumentieren Auch bei Ausfall von Bautei len Hard und Softwarefehlern d rfen keine Kraft ber schreitungen eintreten Das Gleiche gilt f r alle anderen Sicherheitsfunktionen siehe Abschnitt 4 1 3 Alternativ kann z B eine sichere Kraftbegrenzung auch durch inh rent sichere Konstruktion realisiert werden 5 4 Geschwindigkeits und Abstands berwachung Bei der Geschwindigkeits und Abstands berwachung werden nichttrennende Schutzeinrichtungen so einge setzt dass sich Personen jederzeit dem Roboter nahem k nnen ohne gef hrdet zu werden Als Schutzeinrichtungen kommen z B optische Laser scanner oder 3D Kameras in Betracht Sie m ssen die Ann herung von Personen sicher detektieren und die Roboterbewegungen entsprechend verlangsamen oder stoppen Bei Vergr Berung des Abstands setzt der Ro boter seine Bewegung ohne Ouittierung fort Die Ge schwindigkeit muss
29. den folgenden Voraussetzun schalter 5 DT fs gen aus EN ISO 13849 1 Tabelle K 1 abgelesen werden 2 kanalige Kontakte e MTTF wird bei Werten ber 100 Jahre generell auf 100 ensure SIL3 HFT1 PFHp 1x 10 8 Jahre gedeckelt 6250 Jahre gt 100 Jahre Herstellerangabe R 5 i e Die Steuerungsstruktur ist Kategorie 3 Roboterfunktion 257 Sicherheitshalt PLd Kategorie 3 PFHp 1x107 Es erfolgt eine berwachung der Kontakte des T rver Herstellerangabe riegelungsschalters durch die nachfolgende Sicher heits SPS Da der Zugang durch die VVartungst r und Zum Einsatz kommt ein T rverriegelungsschalter damit die M glichkeit zur Fehleraufdeckung nicht Bauart 2 mit getrenntem Bet tiger Zunge Da die Zunge h ufig ist wird nur eine niedrige Fehleraufdeckungs nur einmal vorhanden ist muss wieder gepr ft werden rate DCavg angenommen ob ein Fehlerausschluss hinsichtlich Bruchs zul ssig ist Dieser Fehlerausschluss ist bei normaler Industrieum Damit betr gt die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit gebung f r die meisten Schalter der Bauart 2 zul ssig eines gefahrlichen Ausfalls pro Stunde Kein Fehlerausschluss ist zum Beispiel bei extremen Umgebungseinfl ssen m glich z B Eindringen von 1 Klebstoffen wodurch die Zunge im gesteckten Zustand PFHa 1 01x 107 abrei en kann Stunde Beteiligte Sicherheitskomponenten an derSicherheits Der Wert f r die Lebensdauer des T rverriegelungsschal funktion 3 Trittmatte ters wird vom
30. die Ma e wie bei Pressen nicht berschreiten Arbeitsraumh he 600 mm Arbeitsraumtiefe Max 1000 mm Eventuelle L cken zwischen BWS und Gefahrenraum z B Tisch d rfen nicht breiter als 75 mm sein damit sich keine Person in diesem Zwischenraum aufhalten kann Wenn der Gefahrenraum die o g Ma e ber schreitet kann auf eine Ouittiereinrichtung nicht ver zichtet werden au er wenn der Arbeitsraum z B durch Laserscanner vollst ndig berwacht wird Zweihandschaltungen Spannvorg nge m ssen im Allgemeinen bei ge ffneter Schutzeinrichtung ausgel st werden da der einwand freie Sitz des zu spannenden Teils in der Vorrichtung durch den Bediener kontrolliert werden muss Da alle gefahrbringenden Bewegungen durch die elektrische Verriegelung der Schutzeinrichtung sicher abgeschaltet sein m ssen ist eine zus tzliche Schalteinrichtung er forderlich die die Spannbefehle wirksam werden l sst Wenn die Spannh be gr Ber als 4 mm und aufgrund der Spannkr fte Verletzungen zu erwarten sind m s sen MaBnahmen f r den Hand bzw Fingerschutz vor gesehen werden z B Zweihandschaltungen Entspre chend der Risikobeurteilung des Herstellers k nnen Zweihandschaltungen vom Typ II oder Ill nach EN 547 zuk nftig EN ISO 13851 eingesetzt werden Zweihand schaltungen vom Typ III bieten die h chste Sicherheit Zu beachten ist dass die Schaltbefehle der Zweihand schaltung sicher in der Steuerung der Anlage
31. eintretenden Person K Passieren des F rderguts K 43 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen ANFORDERUNG BETRETEN SCHUTZBEREICH Abb 44 Quittiertaster H 4 2 3 Ad Umgehen von Schutzeinrichtungen erkennbar vvird z B durch unzureichende Bedienbarkeit muss nach EN 150 14119 der Schutz gegen Umgehen erh ht werden Die Vervvendung eines separaten Betdtigungsorgans Zunge durch den Benutzer muss dann z B durch ei nen verdeckten Einbau erschwert werden Es ist aber sinnvoller die Bedienbarkeit der Maschine von vornherein so zu gestalten dass ein Anlass zum Umgehen von Schutzeinrichtungen vermieden wird Ber hrungslos wirkende Schutzeinrichtungen BWS Zu den ber hrungslos wirkenden Schutzeinrichtungen z hlen Lichtschranken und vorh nge Laserscanner Kamerasysteme Passiv Infrarotsysteme Ultraschall systeme usw Im Roboterbereich kommen haupts ch lich Lichtgitter und Lichtvorh nge sowie Laserscanner zur Anwendung Nach EN ISO 10218 2 m ssen die Si cherheitsabst nde f r ber hrungslos wirkende Schutz einrichtungen entsprechend EN ISO 13855 ausgelegt werden Aufgrund des nicht zu vermeidenden Nachlaufens der Roboterachsen oder der Vorrichtungen beim Eintreten in den Gefahrenbereich ist entsprechend EN ISO 13855 ein Sicherheitsabstand vorzusehen Bei einem senkrecht angeordneten Lichtvorhang bestimmt das Detektions verm gen Aufl sung bzw Abstand der Lichtstrahlen untereinander d
32. mechanische Einwirkungen ist entsprechend durch Berechnung oder Versuch auszulegen Abb 37 Befestigungsmittel bleiben nach Abnehmen der Schutzeinrichtungen mit den Schutzeinrichtungen oder mit der Maschine verbunden Beispiel H 4 2 1 3 Trennende Schutzeinrichtungen sollten unabh ngig von Zusatzanforderungen eine gewisse Grundstabilit t auf weisen Eine fallende oder sich abst tzende Person soll te von der Schutzeinrichtung sicher gehalten werden Eingeschr nkter Bewegungsraum Ein eingeschr nkter Raum siehe auch Abschnitt 4 1 10 ist mindestens dort einzurichten wo sich h ufig Perso nen aufhalten Dabei sind Personen auch au erhalb der Umz unung durch zus tzliche Schutzma nahmen vor fehlerhaften Verfahrbewegungen des Roboters zu sch t zen Diese Ma nahmen m ssen entsprechend den rt lichen Gegebenheiten und dem zu mindernden Risiko ausgew hlt werden Geeignet sind e Ein ausreichender Abstand des Roboters zur Umz unung e Mechanische Anschl ge Puffer e Eine ausreichende Festigkeit der Umz unung e Eine sicher berwachte Robotersteuerung e Sichere kontaktbehaftete oder sichere elektronische Achsnocken e Innen angeordnete Lichtschranken bzw vorh nge Arbeitsplatz 230900 i A iL U rh Abb 38 Beispiel f r eine Auswahl der zu sch tzenden Bereiche H Lichtvorhang Schutzma nahmen f r Industrieroboter und Anlagen Nach EN IS
33. sind Normen und Richtlinien Diese Risikobeurteilung wurde erstellt nach den Prinzi pien der EG Richtlinie 2006 42 EG Maschinenrichtli nie und den harmonisierten Normen bzw technischen Spezifikationen EN ISO 10218 1 EN ISO 10218 2 EN ISO 12100 und ISO TR 14121 2 Beispiel einer Risikobeurteilung f r eine Roboteranlage 2 Risikobeurteilung Arbeitsblatt Das im Folgenden gezeigte Arbeitsblatt einer Risikobe urteilung beruht auf ISO TR 14121 2 Tabelle A 3 gleich vvertig mit ANSI B11 Schadensausma Eintrittswahrscheinlichkeit Katastrophal Schwerwiegend Mittelm ig Geringf gig Legende Schadensausma Katastrophal Tod oder dauerhaft k rperliche Sch digung oder Krankheit berufsunf hig Schwerwiegend stark beeintr chtigende Verletzung oder Krankheit ab einem gewissen Zeitpunkt wieder arbeitsf hig Mittelm ig erhebliche Verletzung oder Krankheit die mehr als nur Erste Hilfe erfordert es kann an denselben Arbeitsplatz zur ckgekehrt werden Geringf gig keine Verletzung oder leichte Verletzung die nicht mehr als Erste Hilfe erfordert wenig oder keine verlorene Arbeitszeit Eintrittswahrscheinlichkeit Sehr wahrscheinlich ziemlich sicheres Eintreten Wahrscheinlich kann eintreten Unvvahrscheinlich nicht wahrscheinliches Eintreten Entfernt vorstellbar so unwahrscheinlich dass die Wahrscheinlichkeit nahezu null betr gt 73 YIJUIIUISIUEM 8181 8 1eq 61SSE yalulayds y
34. umfasst z B die Erg nzung der Gef hrdungsbeurteilungen Risikobeurteilungen Schalt pl ne Betriebsanleitungen SPS Programme War tungs und Inspektionsanleitungen Instandhaltungs anleitungen und ggf Reinigungshinweise Im Fall einer Wesentlichen Ver nderung ist zus tzlich eine neue EG Konformit tserkl rung auszustellen Abschlie end sei darauf hingewiesen dass auch die Di mension eines Umbaus eine Rolle spielt Wird bei einem Umbau praktisch eine neue Anlage errichtet kommt dies einem erstmaligem Inverkehrbringen gleich mit den entsprechenden Rechtsbestimmungen nach EG Richtlinien siehe auch nachfolgende Beispiele Beispiele f r Nicht Wesentliche Ver nderungen e n einer Roboteranlage mit manueller Zuf hrung von Werkst cken z B Einlegen der Teile in einen Dreh tisch werden dem urspr nglichen Greifer aufgrund einer Erweiterung des Teilespektrums weitere Greifer hinzugef gt feste Anflanschung der verschiedenen Greifen Auch die nderung des Greiferflansches in ein Grei ferwechselsystem w rde noch keine Wesentliche Ver nderung begr nden da in beiden F llen keine Wesentliche Ver nderung der Gef hrdungs und Risi kosituation nach den o g Kriterien f r Bedien oder Programmierpersonal damit einhergeht Bei einer Roboteranlage ein oder mehrere Roboter z B f r Bahnschwei en werden von einem Kunden erh hte Anforderungen an die Schwei nahtg te ge stellt Die Anlage wurde ohne eine M glichk
35. unvollst ndige Maschine auf grund ihrer Konzeption oder Bauart sicher zusammengebaut und benutzt werden kann Betriebsanleitung der Maschine ein Exemplar der Montageanleitung f r die unvollst ndige Maschine gegebenenfalls Einbauerkl rungen und Montageanleitungen der verwendeten unvollst ndigen Maschinen Kopie der EG Konformit tserkl rung f r in die Maschine eingebaute andere Maschinen oder Produkte Kopie der EG Konformit tserkl rung bei Serienfertigung eine Aufstellung der intern getroffenen Ma nahmen zur Gew hrleistung der bereinstimmung aller gefertigten unvollst ndigen Maschinen mit den Bestimmungen dieser Richtlinie bei Serienfertigung eine Aufstellung der intern getroffenen Ma nahmen zur Gew hrleistung der bereinstimmung aller gefertigten unvollst ndigen Maschinen mit den angewandten grundlegenden Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen 64 Anhang 4 Beispiel Einbauerkl rung Einbauerkl rung nach Maschinerichtlinie 2006 42 EG Anhang II B Der Hersteller Inverkehrbringer Industrieroboter GmbH Industriestra e 1 D 10101 Musterhausen erkl rt hiermit dass das Produkt Produktbezeichnung 6 Achs Industrieroboter Modell Herkules 500 Handelsbezeichnung H 500 6 Seriennummer 20100001 den in Anlage 1 aufgelisteten Anforderungen der Richtlinie 2006 42 EG und auBerdem folgenden anzuwendenden Richtlinien entspricht Richtlinie 2004 108 EG EMV Richtlinie Richtlinie 2014 29 EU Druckbehalter Ri
36. verarbei tet werden Die Verarbeitung der Signale allein ber die Funktions SPS oder ber Standardbussysteme ist nicht ausreichend F r den Abstand der Zweihandschaltung vom Gefahrbe reich ist der Nachlauf der gefahrbringenden Bewegung ma gebend Nach EN ISO 13855 ist von einer Greifge schwindigkeit von 2m s auszugehen ErsatzmaBnahmen bei defekten Schutzeinrichtungen Wie Produktionseinrichtungen an Maschinen unterlie gen auch Schutzeinrichtungen normalem Verschlei le nach Umgebungseinfl ssen muss auch mit dem Ausfall von Schutzeinrichtungen gerechnet werden Die An forderungen insbesondere an die sicherheitsrelevan te Steuerungstechnik von Roboteranlagen bedingen in den allermeisten F llen einen Ausfall zur sicheren Seite Bei Ausfall von elektronischen oder elektrome chanischen Komponenten des Schutzsystems f hrt dies nicht zu einer gef hrlichen Situation sondern zum Maschinenstillstand Der zuk nftige Betreiber der Anlage sollte sich recht zeitig mit dem Lieferanten ber m gliche L sungen abstimmen Wenn der Ausfall von Schutzeinrichtungen und somit ein Maschinenstillstand aus wirtschaftli chen Erw gungen nicht zu verkraften ist m ssen bereits bei der Konstruktion Vorsorgema nahmen getroffen werden In der betrieblichen Praxis haben sich je nach Gef hrdung und Dringlichkeit der Instandsetzungsma nahme folgende Vorgehensweisen bew hrt e Vorsorglicher Einbau redundanter Schutzeinrichtun ge
37. verbleibende Risiken einbauen z B mit den gefahrbringenden Bewe gungen verriegelte Lichtvorh nge oder Schutzt ren vorsehen 2 mittelbare Sicherheitstechnik Benutzer ber Restrisiken informieren und warnen z B Betriebsanleitung Hinweisschilder optische akustische Warneinrichtungen 3 hinweisende Sicherheitstechnik Abb 25 Drei Stufen Methode zur Festlegung von Schutzma nahmen Betriebsarten f r Roboter ohne Peripherie Im allgemeinen l sst es sich nicht vermeiden dass mit den Robotern Einrichtarbeiten nicht nurvon au erhalb sondern auch innerhalb des von Schutzeinrichtungen umgebenen Bereiches durchgef hrt werden m ssen Deshalb sind bereits f r jeden nackten Industriero boter Betriebsarten zum Einrichten und Programmieren vorzusehen die dann vom Anlagenbauer eingesetzt werden k nnen Nach EN ISO 10218 1 m ssen Industrieroboter ber die in Tabelle 1 gezeigten Betriebsarten verf gen F r die Betriebsarten T1 und T2 sowie f r Sonderbetriebsarten muss geschultes Personal eingesetzt werden Zur Umschaltung der Betriebsarten muss ein abschlie barer Betriebsartenwahlschalter vorgesehen werden der in jeder Position abziehbar ist Abbildung 26 Al ternative Wahlvorrichtungen z B Zugangscodes sind ebenfalls zul ssig wenn sie die gleiche Sicherheit bieten Dabei ist auf die Steuerungssicherheit Kate gorie und PL und die M glichkeit des Umgehens von Schutzma nahmen Vorhersehbare Fe
38. vollst ndig au erhalb der Schutzeinrich tungen angeordnet werden sollten Dies sind z B elekt rische pneumatische und hydraulische Anzeigeger te Klemmenk sten und Schaltschr nke So kann vorbeu gend verhindert werden dass die Besch ftigten bei der St rungssuche gezwungen sind Schutzeinrichtungen au er Kraft zu setzen Abb 59 Fester Zugang zum Schaltschrank mit Steigleiter und Podest H 59 Wartung Instandhaltung Auch die Planung von Durchg ngen und Aufstiegen ge h rt dazu Hierauf ist besonders dann zu achten wenn wegen der oft beengten Platzverh ltnisse am Aufstel lungsort z B Schaltschr nke in erh hte Position verlegt werden Abbildung 59 Merke Alle Schaltk sten Anzeigen Pulte u dgl die einen regelm igen Zugriff z B bei Betrieb Wartung oder Reinigung erfordern m ssen mit einem festen Zu gang versehen werden z B Podeste Steigleitern Mobi le Leitern sind nicht ausreichend 7 5 Wiederkehrende Pr fungen Die wichtigsten f r Roboteranlagen geltenden wieder kehrenden Pr fungen sind in Tabelle 7 zusammenge fasst Zus tzlich k nnen weitere Pr fungen notwendig sein wenn aufgrund zus tzlicher Gefahren weitere Un fallverh tungsvorschriften oder sonstige Regelwerke zur Anwendung kommen Pr fgegenstand Pr fgrundlage Pr fintervall Schutzeinrichtungen z B DGUV Vorschrift 1 j hrlich e Schutzt ren einschlie lich bisher BGV GUV V A1 deren steuerungstechnischer Ve
39. vvenn z B durch das Betreiberpersonal gelegentliche Pro sramm nderungen erforderlich sind Lieferung einertechnischen Dokumentation soweit erforderlich Lieferung einer Risikobeurteilung Exakte Schnittstellenbeschreibungen d h Elektro pl ne f r Not Halt Schnittstellen Schutzt rkreise etc zeichnerische Darstellung der mechanischen Schnitt stellen textliche Dokumentation Derjenige der die Verkettung bernimmt muss dann folgende Dokumente erstellen EG Konformit tserkl rung f r die Gesamtanlage CE Zeichen Betriebsanleitung f r die Gesamtanlage Risikobeurteilung und SchutzmaBnahmenbeschrei bung mindestens f r schnittstellenbedingte Gefah ren Die Lieferung der Risikobeurteilung an den zu k nftigen Betreiber kann z B im Lastenheft vereinbart werden wichtig f r spatere Umbauten e Dokumentation unter Verwendung der Dokumentati on der verketteten Maschinen Teilmaschinen unvoll st ndige Maschinen und Komponenten Bei sehr gro en Anlagen k nnen sich Verkettungen mitunter ber gesamte Produktionshallen in manchen F llen sogar ber mehrere Geb ude erstrecken In sol chen F llen m ssen sinnvolle Schnittstellen geschaffen werden Als Schnittstellen bieten sich z B Nacharbeits pl tze oder Pufferspeicher an Werkzeugmaschine Roboterzelle Abb 21 Maschinenverkettung Sicherheitstechnischer Zusammen hang H 3 1 Betriebsanleitung und Technische Dokumentation Technisch
40. zwi schen dem berechneten Haltepunkt der Gef hrdung und z B Geb uden Aufbauten u eren Schutzeinrich tungen Versorgungseinrichtungen oder anderen Ma schinen eingehalten werden Wird dieser Sicherheits abstand mittels steuerungstechnischer Ma nahmen realisiert bilden diese Ma nahmen eine Sicherheits funktion nach EN ISO 13849 1 und m ssen PLd Katego rie 3 erf llen Abschnitt 4 3 Der bei der Risikobewer tung ermittelte Standort des Einrichters w hrend der Betriebsart T2 muss in der Betriebsanleitung angegeben werden Stationen zum manuellen Be und Entladen F r Schutzeinrichtungen an Stationen zum manuellen Be oder Entladen gelten zun chst die gleichen Anforde rungen wie auch f r sonstige Schutzeinrichtungen Der Zugang zum Gefahrenbereich muss prim r durch tech nische Ma nahmen gesichert sein Ebenso d rfen die Bedienpersonen keinen Gef hrdungen durch den Pro zess ausgesetzt sein z B durch herausfliegende Teile Schwei funken etc Bei manuellen Be und Entladestationen mit wech selseitigem Zugriff durch Roboter und Bediener z B Spannstationen sind nach EN ISO 10218 2 keine weite ren Schutzeinrichtungen erforderlich wenn die Barriere zwischen Mensch und Roboter mindestens 1400 mm hoch ist Diese Barriere wirkt dabei nur als Schutz gegen Durchstieg in den Gefahrbereich der Anlage Die vom Bediener unmittelbar erreichbaren gefahrbringenden Bewegungen an der Station z B Spanner Roboterarm Werkzeug
41. 0 1100 900 800 600 0 0 0 0 1600 1500 1400 1100 900 800 500 0 0 0 0 1400 1500 1400 1100 900 800 0 0 0 0 0 1200 1500 1400 1100 900 700 0 0 0 0 0 1000 1500 1400 1000 800 0 0 0 0 0 0 800 1500 1300 900 600 0 0 0 0 0 0 600 1400 1300 800 0 0 0 0 0 0 0 400 1400 1200 400 0 0 0 0 0 0 0 200 1200 900 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1100 500 0 0 0 0 0 0 0 0 Tab 4 Sicherheitsabst nde c hinsichtlich bergreifen nach EN ISO 13857 f r hohes Risiko 10 H he des Gef hr H he der sch tzenden Konstruktion b ee 1000 12001 100 1600 1500 2000 22001 24001 2500 2700 0 0 0 0 0 0 0 0 2500 0 0 2400 100 100 100 100 100 100 100 100 0 0 2200 600 600 500 500 400 350 250 0 0 0 2000 1100 900 700 600 500 350 0 0 0 0 1800 1100 1000 900 900 600 0 0 0 0 0 1600 1300 1000 900 900 500 0 0 0 0 0 1400 1300 1000 900 800 100 0 0 0 0 0 1200 1400 1000 900 500 0 0 0 0 0 0 1000 1000 1000 900 300 0 0 0 0 0 0 800 1300 900 0 0 0 0 0 0 0 0 600 1200 500 0 0 0 0 0 0 0 0 400 1200 300 0 0 0 0 0 0 0 0 200 1100 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1100 200 0 0 0 0 0 0 0 0 Tab 5 Sicherheitsabst nde c hinsichtlich bergreifen nach EN ISO 13857 f r niedriges Risiko 10 37 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen 4 2 1 2 Feststehende trennende Schutzeinrichtungen Feststehende trennende Schutzeinrichtungen sind un l sbar mit der Maschine oder mit der Umgebung zu verbinden Verschvveifsen Vernieten etc oder sie d r fen nur durch die Benutzung von Werkzeug zu entfer
42. 1 2 Grunds tze f r die Integration der Sicherheit 1 1 3 Materialien und Produkte 1 1 4 Beleuchtung 1 1 5 Konstruktion der Maschine im Hinblick auf die Handhabung 1 1 6 Ergonomie 1 1 7 Bedienungspl tze 1 1 8 Sitze 1 2 Steuerungen und Befehlseinrichtungen 2 1 Sicherheit und Zuverl ssigkeit von Steuerungen 1 2 2 Stellteile 1 2 3 Ingangsetzen Stillsetzen 2 4 1 2 4 1 Normales Stillsetzen 1 2 4 2 Betriebsbedingtes Stillsetzen 1 2 4 3 Stillsetzen im Notfall 1 2 5 Wahl der Steuerungs oder Betriebsarten 1 2 6 St rung der Energieversorgung KAKA KAKA vi l KAI EEE CZ EEE EEE KAI EEE KAI vi 1 v EEE vi EA NEE BEE BEZ BE vi 1 3 SchutzmaBnahmen gegen mechanische Gef hrdungen 123 1 Risiko des Verlusts der Standsicherheit 1 3 2 Bruchrisiko beim Betrieb 13 3 Risiken durch herabfallende oder herausgeschleuderte Gegenst nde 1 3 4 Risiken durch Oberfl chen Kanten und Ecken 5 Risiken durch mehrfach kombinierte Maschinen 1 3 6 Risiken durch Anderung der Vervvendungsbedingungen 66 Liste der eingehaltenen grundlegenden Anforderungen nach Anhang I RL 2006 42 EG nicht relevant Durch den Systemintegrator f r die Gesamtmaschine zu leisten F r den Umfang der Teilmaschine Roboter erf llt Kapitel Anforderungen 13 7 Risiken durch bewegliche Teile 1 3 8 Wahl der Schutzeinrichtungen gegen Risiken durch bewegliche Teile
43. 14 2 1 Europ ische Rechtsvorschriften f r Industrie roboter 14 2 1 1 Europ ische Rechtsvorschriften 14 2 1 2 Harmonisierte Normen 16 2 2 Wesentliche Ver nderungen an Roboter anlagen 17 23 Roboteranlagen Verkettungen 20 3 Betriebsanleitung und Technische Dokumentation 23 3 1 Technische Dokumentation f r Maschinen 23 3 1 1 Technische Unterlagen f r Maschinen 23 3 1 2 Betriebsanleitung 23 3 1 3 Technische Dokumentation f r unvollst ndige Maschinen 23 3 1 4 Spezielle Technische Unterlagen f r unvoll st ndige Maschinen 23 3 1 5 Montageanleitung 24 3 1 6 Benutzerinformation 24 3 1 7 Anhaltezeit und Anhalteweg 24 4 Schutzma nahmen f r Industrieroboter und Anlagen 27 4 1 Rangfolge der Schutzma nahmen 27 4 1 1 Betriebsarten f r Roboter ohne Peripherie 27 4 1 2 Zustimmungseinrichtung 29 4 1 3 Funktionale Sicherheit der Steuerung 30 4 1 4 Sicher berwachte Robotersteuerung 31 4 1 5 Sicherheitshalt 32 4 1 6 Not Halt 33 4 1 7 Anlagen Not Halt 33 4 1 8 Programmierhandger t 33 4 1 9 Schnellstm gliches Stillsetzen 34 4 1 10 Achsbegrenzungen 35 4 2 4 2 1 4 2 2 4 2 3 4 2 4 4 2 5 4 2 6 4 2 7 4 3 5 1 5 2 5 3 5 3 1 5 3 2 5 3 3 5 4 5 5 6 1 6 2 7 1 2 7 3 1 4 7 5 Schutzeinrichtungen f r Roboterzellen und anlagen Trennende Schutzeinrichtungen Bewegliche trennende Schutzeinrichtungen Ber hrungslos wirkende Schutzeinrichtungen BWS Hintertretbare Schutzeinrichtungen Ouit
44. 2 5 und 10 Jahre u ere innere und Zugelassene Festigkeitspr fung bervvachungsstelle N 2 entspricht der bisherigen Qualifikation von Sachkundigen oder Elektrofachkraft Tab 7 VViederkehrende Pr fungen 60 empfohlen soweit nach Gef hrdungsbeurteilung am Arbeitsplatz nicht abweichend bestimmt Anhang 1 Checkliste Betriebsanleitung f r Maschinen Mindestanforderung nach MRL 2006 42 EG Firmenname und vollst ndige Anschrift des Herstellers und seiner Bevollm chtigten Bezeichnung der Maschine entsprechend der Angabe auf der Maschine selbst ausgenommen die Seriennummer die EG Konformit tserkl rung oder ein Dokument das die EG Konformit tserkl rung inhaltlich wiedergibt und Einzelangaben der Ma schine enth lt das aber nicht zwangsl ufig auch die Seriennummer und die Unterschrift enthalten muss eine allgemeine Beschreibung der Maschine eine Beschreibung des Arbeitsplatzes bzw der Arbeitspl tze die voraussichtlich vom Bedienungspersonal eingenommen werden eine Beschreibung der bestimmungsgem Ben Verwendung der Maschine Warnhinweise in Bezug auf Fehlanwendungen der Maschine zu denen es erfahrungsgem kommen kann Anleitungen zur Montage zum Aufbau und zum Anschluss der Maschine einschlie lich der Zeichnungen Schaltpl ne und der Befes tigungen sowie Angabe des Maschinengestells oder der Anlage auf das bzw in die die Maschine montiert werden soll Installations und Montagevorschriften zur Verminde
45. Anhaltezeit und Anhalteweg oder winkel ab Ausl sen des Stoppsignals f r die drei Achsen mit der gr ten Auslenkung und Bewegung Spezifikationen f r alle im Roboter verwendeten Schmiermittel Fluide und anderen Hilfsstoffe einschlie lich Angaben zur korrekten Auswahl Vorbereitung Anwendung und Bestandsf hrung Eine Beschreibung ber Ma nahmen zum Befrelen von Personen die in den Roboter oder durch den Roboter eingeklemmt sind Warnungen dar ber dass beim L sen der Bremsen durch die Schwerkraft zus tzliche Gef hrdungen entstehen k nnen Anweisungen f r das Verhalten in Notf llen oder anormalen Situationen 62 Angaben zum Bewegungsbereich zur maximalen Traglast und zur Lage des Werkzeugschwerpunktes Alle Informationen die f r den Ein oder Anbau von Zusatzaggregaten notwendig sind Zus tzlich wenn die Achs und Raumbegrenzung mittels sicherheitsgerichteter Software realisiert ist eine ausf hrliche Beschreibung der Funktion mit Angabe zum Leistungsverm gen PL oder SIL die Worst Case Anhaltezeit bei maximaler Geschvvindigkeit einschlieBlich bervvachungszeit und Nachlaufvveg und der tats chlich zu ervvarteten Halteposition Zus tzlich bei kabellosen oder absteckbaren Programmierhandger ten die maximalen Ansprechzeiten f r die Datenkommunikation einschlieBlich Fehlerkorrektur die maximalen Ansprechzeiten f r den Datenverlust Hinweise f r den Betreiber wie das Verwechseln von aktivierten und deaktivier
46. Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen Amtsbl EU L 374 10 14 Richtlinie 2004 108 EG des Europ ischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 zur Anglei chung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten ber die elektromagnetische Vertr glichkeit und zur Aufhebung der Richtlinie 89 336 EWG Amtsbl EU L 390 24 15 77 Literaturverzeichnis 78 e Richtlinie 2014 29 EU des Europ ischen Parlaments und des Rates vom 26 Februar 2014 zur Harmonisie rung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten ber die Bereitstellung einfacher Druckbeh lter auf dem Markt Neufassung Amtsbl EU L 96 45 16 Weitere Ouellen World Robotics Report 2013 Industrial Robots IFR Gene ral Secretary IFR Statistical Department Lyoner Str 18 60528 Frankfurt am Main 17 Umbreit Dr Matthias Re Use und Re Invest Zweites Leben f r Maschinen VMBG Mitteilungen Heft 4 2009 18 ANSI B11 TR 3 Risk Assessment and Risk Reduction 19 Berufsgenossenschaft Holz und Metall Isaac Fulda Allee 18 55124 Mainz Kostenfreie Servicehotline 0800 9990080 0 E Mail servicehotline bghm de Internet www bghm de Servicehotline bei Fragen zum Arbeitsschutz 0800 9990080 2 Medien Online bestellung bshm de
47. Es sind Ma nahmen vorzusehen die eine Wie derinbetriebnahme durch Unbefugte verhindern z B Abschlie en der Energietrenneinrichtungen Beschil derung Abbildung 58 Energiespeicher sind zu ent lasten z B durch mechanische Federn Druckspeicher hierzu siehe auch DGUV Information 209 070 bisher BGI GUV I 5100 Besonders ist bei Robotern auf Teile zu achten z B Achsen die durch Schwerkraft herabsin ken oder fallen k nnen Wenn sich die Bedienperson gelegentlich unter der Achse aufhalten muss m ssen bereits bei der Konstruktion technische Zusatzma nah men vorgesehen werden um ein pl tzliches Versagen der Haltebremsen zu verhindern z B zyklischer Brem sentest redundante Bremsen automatische Absteck vorrichtungen F r Instandhaltungsarbeiten m ssen die Achsen zus tzlich gesichert werden z B durch Unter bauen oder Abstecken Ist es nicht m glich die Wartungs und Instandhal tungsarbeiten bei vollkommen abgeschalteter Anlage durchzuf hren m ssen soweit m glich ersatzweise Schutzma nahmen vorgesehen werden Hierzu z h len Zustimmungsschalter Tippbetrieb reduzierte 7 3 Geschvvindigkeit bzvv mechanische Hilfsmittel vvie Zangen Magnetgreifer und vorrichtungen Instandhal tungs und VVartungsarbeiten insbesondere bei un wirksamen Schutzeinrichtungen d rfen nur von qua lifiziertem Fachpersonal durchgef hrt vverden Dieses Fachpersonal muss ber alle Gefahren informiert sein mit denen es umgeht i
48. IMUIS UIUIDUISIUEM PUISAIMIIMYUIS 15Q1191S40A 14194347 PUISAIMIIMUIS UIIUIDUISIUEM PUISAIMIIMYUIS U PH M 8 UAINIZINUIS u u yo l q 1 Pu ssSunululnsnz pun J19 GIPUIMUISID 19 AHIZNPIU yu u uugy U ISIJUAG 431 UISU IA UISUIY liy 1219598 115 1 1 PIEJUOY q ll y UIPIIM SUNUYOINI 19817197421918 pun Sod 19181 2JIGJUIIU l q Sunl S g l u ql lq q lluy uon ISOd ES Ul UIIUBJ 194090 Pild 91108932 L 678EL OSI NI ds3u UISIJUAIG PUN 1910904 u gung m g u pu s ULIGIYBJIS u p 1141 UIHINJZINYUIS s p SUNjaASIMIIA 3495119 9 7 UAINIZINYUIS AIP YJINP SUNBIJIISIGSSUNIOIS 4nz ISBJUY lp uup SUNIIPIOJUY U JEN UIPUBYIOA NZ pun 8 1141 UHINIZINYUIS PUIYJIIAISNE puls s4 U q suln UISUNJUIUUIIZJINYUIS JUIIU pun UW 151 19J090Y 431I19GSSUNSIMIG n ldulo l q 2 81201 OSI NI L SLZOL OSI N4 93 77 9007 14 18G 3IS10A 14194343 PUISAIMIIMYUIS UIUIDUISIUEM PUISAIMIIMUIS TD UIHUIIUISIUEM 12427 HIJUIHUIIUISJIUEM gew OYISIN Jewsnesuapey g OJISIJ SNESUAPLUIS epu u IaASNe Sunl lz np Al 2112 YIeN 2 12 7 41 051 yJeu UNZJEUISUIIOYISIN 21 2 JOA 2 12 7 41 051 yJeu
49. O 10218 2 d rfen die u eren Schutzeinrich tungen nicht n her an der Gef hrdung installiert werden als der eingeschr nkte Raum es sei denn dass entwe der die u eren Schutzeinrichtungen als Begrenzungs einrichtung nach EN ISO 10218 2 5 4 3 konstruiert sind oder die Risikobeurteilung ergibt dass andere techni sche Schutzma nahmen geeignet sind Die folgende Unterscheidung in geringe und hohe Per sonenexposition gibt Hinweise zur Ausf hrung einer solchen Risikobeurteilung In Betrieben der Automobil bzw Automobilzuliefer industrie werden derzeit f r eine hohe Personenexpo sition im Rahmen der Risikobeurteilung des Anlagen herstellers in Zusammenarbeit mit dem Betreiber als Richtwert mehr als 1 2 Stunden Tag angegeben Wenn diese Zeit unterschritten wird kann von einer geringen Aufenthaltsdauer gesprochen werden Die sichere Einschr nkung des Bewegungsraums wird bei Neuanlagen zunehmend mittels sicher berwach ter Robotersteuerung realisiert 4 1 4 Im Rahmen der Schutzraum Hohe Personenexposition Durch zus tzliche Ma nahmen zu sch tzen Geringe Personenexposition ZZZ Durch das Anvvenderprogramm zu sch tzen Beispiele f r hohe bzvv geringe Personen exposition sind Hohe Personenexposition e Dauerhafte Arbeitspl tze e Teileeinlege und Entnahmebereiche e Pausen und Besprechungsbereiche Getr nkeautomaten e Besichtigungspunkte f r Besuchergruppen Geringe Personenexposition
50. Richard Schwarz Wieland Link und Dr Matthias Umbreit f r die Erstellung der Entwurfsfassung dieser DGUV Information F r weitergehende Informationen wird auf Fachliteratur bzw auf die f r Industrierobotersicherheit zutreffende Normenreihe DIN EN ISO 10218 Industrieroboter Sicherheitsanforderungen verwiesen Diese Schrift ersetzt die Berufsgenossenschaftliche Information Industrieroboter BGI 5123 vom Juni 2008 1 1 Ausleger Portalroboter Einf hrung Robotertypen Roboterkinematik Der mechanische Aufbau eines Industrieroboters be steht aus einer r umlichen Anordnung von Bewegungs achsen Die Achsen 1 3 werden als Haupt die Achsen 4 6 als Neben oder Handachsen bezeichnet In Ab h ngigkeit von der ausf hrbaren Achsbewegung trans latorisch rotatorisch unterscheidet man verschiedene Robotertypen Kinematik der Hauptachsen Linear Hybrid TRT RTT TRR RRT Schwenkarm SCARA Anordnung der Hauptachsen Roboter unterscheiden sich haupts chlich durch die Art der Kinematik der Hauptachsen Unterschieden wird hier zwischen Achsen mit translato rischer Bewegung T und Achsen mit rotatorischer Be wegung R Serielle Kinematiken Serielle Kinematiken bestehen aus einer Anzahl von Armgliedern die mit Gelenken verbunden sind Das letzte Gelenk tr gt das Werkzeug Rotatorisch v Vertikal Knickarmroboter Abb 1 Kinematik der Hauptachsen A 1x box 32
51. Risikobeurteilung des Maschinenher stellers Eine generelle Bevorzugung eines bestimm ten Typs existiert nicht Das elektrische Signal welches die Zuhaltung aktiviert bzw deaktiviert istin der Regel nicht sicherheitsgerichtet da die berwachungskon takte der Schutzt r auch bei fehlerhaftem Zuhaltesignal wirksam sind SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen 4 2 2 2 Rolltore bei Auftreffen auf ein Hindernis die Bevvegung des Roll Rolltore haben gegen ber ber hrungslos wirkenden tores sicher unterbrechen Aber auch bei Verwendung Schutzeinrichtungen den Vorteil dass sie sich in nur von Schaltleisten d rfen die genannten Maximalkr fte geringem Abstand zu den Gefahrstellen befinden m s an den Schlie kanten nicht berschritten werden Au sen da ein Sicherheitsabstand wie bei Lichtschranken erdem wird eine gro fl chige Kontaktierung vorausge aufgrund der Hand Arm Geschwindigkeit nicht beachtet setzt d h keine scharfen Kanten werden muss Dies kann bei Einlegepl tzen und Spann stationen von Vorteil sein da lange Wegstrecken f r die Da als Material f r Rolltore oft Kunststoff verwendet Besch ftigten vermieden werden Rolltore m ssen eine wird ist die Widerstandsf higkeit gegen ber prozess ausreichende Stabilit t haben um Kr fte durch Fallen bedingten Beanspruchungen z B beim Schwei en oder Abst tzen der Bedienperson aufnehmen zu k n sicherzustellen nen Sofern der Bevvegungsbereich des Roboters i
52. YIaMUIS YJINP 2015 niiy S gul nliy u uodwoy UOA UIJUISGBIIH UaUISJAND UIIJUIIUISIUEAA uapjunds unyem 421 SUBSNZ SaUNBZZINYIS s p qjey ag ne BI EUJMN nz 84 817 291 UOA lHM ALH SQEU LP N YJULIYISYLYIS U SEYH H N N 12 SUNJIIJULSGALJIG ul ISIIMUIH UIPIIM UUNJISYJINP S npl pisil qiy 1apuaydalds 1 1111 2405 2 HEp SUNEM U Q SL40A Sun l lubsq l g U Sia LG S P JyemsneuadAL sun uaqaS on d uajjalzads UIIJUIIUISJIUEM me Jzyuds 31938ISSN 4 TEL ya np Sunp Jeypuesuj l l milui lliqzinu s Sunjsnisneziny9S IYJIJUOSIIG JH 3152 JAHU ajelulauulid UOA UO INyUlF 248599 zunyem WD UJHUIDUISIUEM ELE yew ONISIN SnESu pEu 001Z1 OSI N3 JWYEUHEWZINUIS 10A ypeu ey N qEL S0 518 SSunp Hesq l q Z LZLYL UL OSI 112 seud uluPu yulz nu s u pu UNZJLUISUIIOJISIN UOLENJISUAIYE JI UNPIYBJAD 5 LOZ yelneg 10 N 19S 0 1 dAL pinpold Haug ldules puny HO Zid gens 2 1201 M1 OS nelqsil qiy Su nil nin qoyisis 19ISNW 76 Literaturverzeichnis Nachstehend sind die insbesondere zu beachtenden einschl gi gen Vorschriften Regeln und Informationen zusammengestellt
53. Zuf hr und Entnahmeroboter in einem sicheren Zu stand ist Also handelt es sich um eine Verkettung von Presse und Roboter In einer Fertigungslinie im Automobilrohbau ist in der Regel eine Verkettung durch f rdertechnische Einrich tungen zum Weitertransport der Karossen gegeben Beim Betreten eines Zellenbereiches muss sicherge stellt sein dass auch die mit der Nachbarzelle verbun dene F rdertechnik sicher abgeschaltet wird Somit handelt es sich auch hier um eine verkettete Anlage im sicherheitstechnischen Sinn Ein rein funktionelles Zusammenwirken ist nicht aus reichend um eine Verkettung im Sinne der Maschi nenrichtlinie herbeizuf hren Dies wird auch aus dem Ablaufdiagramm des zuvor genannten Interpretations papiers deutlich Abbildung 20 Ebenso ist eine ber geordnete Not Halt Einrichtung allein kein Kriterium f r eine verkette Anlage Wenn es sich jedoch um eine Verkettung handelt wer deni d R die Sicherheitsfunktionen wie z B Not Halt Schutzt rverriegelungskreise und Zustimmungskreise anzupassen sein Eine Erl uterung von sich berschnei denden Wirkbereichen von Sicherheitsfunktionen befin det sich auch in EN ISO 11161 7 Wie im Einzelnen vorzugehen ist d h welcher Schutz t rkreis z B welchen benachbarten Kreis mit erfasst muss das Ergebnis einer Risikobeurteilung der Gesamt anlage sein Diese Risikobeurteilung kann auf vorhan dene Risikobeurteilungen der Einzelmaschinen auf bauen sodass
54. berwachung des Bewegungsbe reiches von Robotern Begrenzung bzw berwachung der Geschwindigkeit Begrenzung bzw berwachung der Kraft bei kollabo rierenden Robotern e Signale von Lichtvorh ngen e Not Halt e Sicherheitshalt e Betriebsartenwahlschalter Beispiele zur Bestimmung des Performance Levels siehe Ab schnitt 4 3 4 1 4 Sicher berwachte Robotersteuerung Ein sicheres elektronisches Schutzsystem auf der Basis von Mikroprozessoren bietet gegen ber kontaktbehaf teter elektromechanischer Technik eine Reihe von Vor teilen z B e Kein Verschlei en von Endschaltern e Bessere Diagnosem glichkeiten e K rzere Reaktionszeiten m glich v R ckf hrsignale Abschalteinrich tung z B Leis tungssch tze Kreuzvveiser Datenvergleich Abb 29 Redundante Steuerungsstruktur mit kreuzvveisem Datenver gleich nach Steuerungskategorie 3 H SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Die f r Produktionsaufgaben konzipierte elektronische Programmsteuerung Anvvenderprogramm erf llt je doch in derRegel nicht die Sicherheitsanforderungen siehe Abschnitt 4 1 3 Dazu ist ein unabh ngiges ber geordnetes zweikanaliges Schutzsystem erforderlich Der technische Aufwand daf r galt lange als nicht ver tretbar Neue leistungsf hige Mikroprozessoren er m glichten aber auch die sichere berwachung von Industrierobotern P1 F1 P2 S1 P1 F2 P2 Q PI F1 P2 S2 P1 F2 P2 Abb
55. chtlinie Ferner erkl ren wir dass die speziellen technischen Unterlagen f r diese unvollst ndige Maschine gem Anhang VII Teil B erstellt wurden Wir verpflichten uns den Marktaufsichtsbeh rden auf begr ndetes Verlangen die speziellen technischen Unterlagen ber unsere Dokumentationsabteilung zu bermitteln Bevollm chtigte f r die Zusammenstellung der technischen Unterlagen Industrieroboter GmbH Egon Sample Abt Techn Dokumentation Industriestra e 1 D 10101 Musterhausen Die Inbetriebnahme der unvollst ndigen Maschine wird solange untersagt bis die unvollst ndige Maschine in eine Maschine eingebaut wurde Vor der Inbetriebnahme ist gegebenenfalls zu pr fen ob die Maschine den Bestimmungen der EG Maschinen richtlinie entspricht Ort Datum Musterhausen 04 01 2015 Gesch ftsf hrer in Unterschrift Anlage 1 Liste der eingehaltenen grundlegenden Anforderungen nach Anhang RL2006 42 EG Anlage 2 Montageanleitung nach Anhang VI RL2006 42 EG 65 Beispiel Liste der eingehaltenen grundlegenden Anforderungen nach Anhang RL2006 42 EG Produktbezeichnung 6 Achs Industrieroboter Modell Herkules 500 Handelsbezeichnung H 500 6 nicht relevant Durch den Systemintegrator f r die Gesamtmaschine zu leisten F r den Umfang der Teilmaschine Roboter erf llt Kapitel Anforderungen Gundlegende Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen 7 2 Allgemeines 1 1 1 Begriffsbestimmungen 1
56. chtung allein d rfen keine Bewegungen eingeleitet werden Zus tzlich ist eine weitere Befehls einrichtung z B Tippschaltung notwendig Die Signale dieser zus tzlichen Tippschaltung m ssen nicht in sicherer Technik verarbeitet werden Das be deutet auch dass bereits beim Dr cken des Zustim mungsschalters in Freigabestellung ein Anlaufen der Roboterbewegungen m glich sein kann auch wenn die eigentliche Verfahrtaste noch nicht bet tigt wurde Dies darf zwar bestimmungsgem nicht so vorgesehen werden kann sich aber aufgrund der geringen Sicher heitsanforderungen f r die Tippschaltung zum Beispiel durch einen mit der Zeit eingetretenen Steuerungsfeh ler ergeben In den Schulungen der Besch ftigten sollte deshalb darauf hingewiesen werden Wenn nicht durch die Risikobeurteilung festgelegt m s sen Zustimmungsschalter und Achsverfahrtaste nicht als Zweihandschaltung ausgelegt werden Es ist davon auszugehen dass sich w hrend des Ein richtens Programmierens nur der Programmierer im Ge fahrbereich aufh lt Dementsprechend sind die in Tabel le 1 angegebenen Schutzma nahmen als Schutz f r den Programmierer zu betrachten M ssen sich aus techno logischen Gr nden weitere Personen im Gefahrbereich aufhalten sind zus tzliche Schutzma nahmen vorzuse hen z B zus tzliche Zustimmungsschalter Eine Schnittstelle zum Anschluss weiterer Zustimmungs schalter sollte vom Maschinenhersteller von vornherein vorgesehen
57. chutzeinrichtungen mit kapazitiven oder induktiven Schutzeinrichtungen ist m glich Abbildung 51 Messung von Kraft und Druck Im Rahmen der Risikobeurteilung der Applikation ist festzulegen welche Stellungen des Roboters ein schlie lich Werkzeug f r Messzwecke auszuw hlen sind F r die korrespondierenden K rperregionen sind typischerweise anzunehmen e Eingreifen der Bedienperson in den Werkzeugbereich e Beobachten des Arbeitsprozesses e Beobachten von St rungen e Ansto en der Roboterarme an den K rper e Ansto en des Werkzeugs und des Werkst cks an den K rper Die Kraft oder Druckeinwirkung h ngt von der Formge bung des Roboters des Werkzeugs des Werkst cks und aller sonstigen am Arbeitsprozess beteiligten Vorrich tungen ab siehe auch EN ISO 10218 2 Gro e kantige Abb 51 Roboter mit taktilen Schutzeinrichtungen L 53 Kollaborierende Robotersysteme p IN cm A 100 50 Abb 52 Druckverteilung an einer kantigen Kontur Beispiel FIN 75 50 25 0 1 0 2 0 3 0 4 t 5 Abb 53 Kraftverlauf w hrend eines Kontakts Beispiel 54 und schwere Werkst cke sind nach heutigem Stand der Technik f r diese Art der Kollaboration nicht geeignet Allein die Tr gheit dieser Werkst cke f hrt in der Regel zur berschreitung der Kraft bzw Druckgrenzen Besonders kritisch ist auch das Ablegen von Teilen in Vorrichtungen Die Industrie verlangt dabei meist h chs te Pr zisi
58. dung mit Zustimmungsschalter und Tippschaltung Manuell hohe Geschwindig Schutzeinrichtungen d rfen ge ffnet bzw un keit T2 wirksam sein z B zum Testen mit e Gesonderte Stellung des Betriebsartenwahl Arbeitsgeschwindigkeit schalters oder zus tzlicher Betriebsarten wahlschalter und Verfahrgeschwindigkeit bis zur vollen Ar beitsgeschwindigkeit und Tippschaltung in Verbindung mit Zustim mungsschalter und Gesch tzter Standort f r den Einrichter d h mind 0 5 m gro er Abstand zw Umz unung p und Roboter z B durch eingeschr nkten F Bewegungsraum siehe auch Abschnitt 4 2 1 3 Automatik Schutzeinrichtungen m ssen geschlossen bzw wirksam sein e Gesonderte Stellung des Betriebsartenwahlschalters Das Vorsehen einer sicher reduzierten Geschwindigkeit in der Betriebsart T1 sollte nach heutigem Stand der Technik wo immer m glich zum Ein satz kommen Abschnitt 4 1 3 Tab 1 Betriebsarten F 28 Abb 26 Betriebsartenwahlschalter auf Maschinenbedienpult H Bei Quetsch oder Schergefahr z B beim Positionieren einer Vorrichtung sollte diese Geschwindigkeit entspre chend der Risikobeurteilung weiter reduziert werden Der Geschwindigkeitswert der reduzierten Geschwin digkeit 250 mm s sollte durch eine sichere Steuerung berwacht werden siehe Abschnitt 4 1 3 Allerdings l sst EN ISO 10218 1 auch noch die M glichkeit zu dass die Geschwindigkeit nicht sicher berwacht wird und dass die Personensicherheit a
59. e Dokumentation f r Maschinen Die technische Dokumentation f r Maschinen setzt sich zusammen aus den technischen Unterlagen und der Betriebsanleitung Technische Unterlagen f r Maschinen Die technischen Unterlagen beinhalten alle Dokumente die zur Beurteilung der bereinstimmung der Maschine mit den Anforderungen der Maschinenrichtlinie notwen dig sind Sie m ssen den zust ndigen Beh rden auf begr ndetes Verlangen vorgelegt werden und sind nach Fertigstellung der Maschine 10 Jahre bereitzuhalten Bei Serienfertigung beginnt dieser Zeitraum nach Fertigstel lung der letzten Maschine der Serie Betriebsanleitung Die Betriebsanleitung muss in der den Amtssprache n des Landes in dem die Maschine zum ersten Malin Ver kehr gebracht wird und in der Ursprungsversion mitge liefert werden Die Informationen m ssen eine eindeuti ge Zuordnung zum Maschinentyp haben Sie sollten so einfach und knapp wie m glich gehalten sein Begriffe sollten durchg ngig verwendet und spezielle Fachbe griffe sollten erkl rt werden Wird die Betriebsanleitung auf Datentr ger weitergege ben sind zumindest die sicherheitsbezogenen Informa tionen zus tzlich in Papierform zur Verf gung zu stellen Schaltpl ne auBer den schon erw hnten Schnittstel lenpl nen die f r das Einrichten und die Installation erforderlich sind m ssen nicht mitgeliefert werden Die vom Roboterhersteller oder von anderen Teilmaschi nenherstellern mitgeliefer
60. e Person Genehmigung durch F hrungskraft Prozessbeobachtung ohne Zustimmungsschalter Die Sonderbetriebsart Prozessbeobachtung ohne Zu stimmungsschalter wird in EN ISO 10218 2 im informati ven Anhang G behandelt Genauere Informationen findet man in der ebenfalls harmonisierten Norm EN ISO 11161 Diese Sonderbetriebsart gestattet in Ausnahmesituati onen daszeitweise Beobachten von Prozessabl ufen innerhalb eines Arbeitsraums ohne dass eine Schalt einrichtung z B Zustimmungsschalter dauerhaft ge dr ckt werden muss Diese Betriebsart sollte nur dann zum Einsatz kommen wenn sich bei der Analyse der geplanten Fertigungsbedingungen zeigt dass eine Pro duktion unter den normativ vorgesehenen Betriebsarten unm glich ist Automatik T1 T2 Dies ist z B der Fall wenn bestimmte Prozessabl ufe eine zeitweise visuel le Beobachtung erfordern die mit den normativ vorge sehenen Betriebsarten und Schutzeinrichtungen z B Zustimmungsschalter aufgrund der Bet tigungsdauer nicht zu realisieren ist Auch der wom glich hohe wirt schaftliche Schaden bei versehentlichem Loslassen des Zustimmungsschalters ist zu ber cksichtigen Die Entscheidungsgrundlage f r eine Sonderbetriebsart Prozessbeobachtung ist die Risikobeurteilung des Ma schinenherstellers Integrator Der Hersteller muss bei der Erstellung der Risikobeurteilung eng mit dem zu k nftigen Betreiber zusammenarbeiten um dessen Er fahrungen in die Risikobeurteilung e
61. e Verkehrswege e Abstellfl chen e Palettenwechselpl tze VVerkst ckpuffer 39 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Risikobeurteilung sollte der Anlagenhersteller gemein sam mit dem zuk nftigen Betreiber ein Sicherheits Anlagenlayout definieren Darin sind die Bereiche zu kennzeichnen welche mit sicher berwachter Roboter steuerung oder gleichwertigen MaBnahmen zu sch tzen sind Abbildung 39 1 Hohe Personenexposition m Geringe Personenexposition K Unabh ngig vom Aufenthalt keine Gef hrdung Abb 39 Beispiel f r ein Sicherheits Anlagenlayout 40 Bei Nachr stung von bestehenden Anlagen kommen i d R kontaktbehaftete oder elektronische Achsnocken zur Anvvendung Mechanische Festanschl ge sind zwar einfach zu montieren schr nken aber den Bewegungs bereich meist soweit ein dass auch die Produktion der Anlage dadurch behindert wird Bei der Positionierung der Nocken und Schalteinrichtun gen ist der Nachlauf des Roboters zu ber cksichtigen d h das Schaltsignal zum Stillsetzen der Achsen muss bereits vor Einfahren in den Gefahrbereich erfolgen Ge ringe Verformungen der Schutzz une im Fehlerfall k n nen in Kauf genommen werden vorausgesetzt dass kei ne Teile oder Bruchst cke gef hrlich wegfliegen k nnen 4 2 1 4 Kommt an der Anlage die Betriebsart manuell hohe Geschwindigkeit T2 zum Einsatz muss ein sicherer Standort mit einem Freiraum von mind 500 mm
62. e generell Ausgangspunkt jeder Risikobeurtei lung sein sollte Nach dem Arbeitsblatt der Risikobeurteilung Punkt 2 dieses Anhangs wird der Risikolevel zweimal ermittelt einmal vor und einmal nach der jeweiligen Schutzma nahme Auch diese Vor gehensweise ist nicht verpflichtend hat sich aber gerade in j ngster Vergangenheit etabliert Au erdem entspricht sie ne ben der ISO TR 14121 2 11 auch der ANSI B11 19 und ist so mit auch in den USA bekannt Das Beispiel erhebt keinen Anspruch auf Vollst ndigkeit Sonstige nach Anhang VII der Maschinenrichtlinie geforderte Unterlagen der internen Dokumentation des Herstellers sind hier nicht aufgef hrt Inhaltsverzeichnis 1 Grenzen der Maschine 1 1 Beschreibung der Maschine 1 2 Verwendungsgrenzen Bestimmungsgem e Verwendung und vorhersehbare Fehlanwendung 1 3 R umliche Grenzen Technische Daten 1 4 Lebensphasen Zeitliche Grenzen 1 5 Normen und Richtlinien 2 Risikobeurteilung Arbeitsblatt 1 Grenzen der Maschine 1 1 Beschreibung der Maschine Die Maschine IR D5 ist eine Industrieroboteranlage zur automatischen Bearbeitung von Kunststofftanks f r die Automobilfertigung Die Rohteile werden von einer Per son manuell auf einen 5 Segment Drehtisch aufgelegt Nach Quittierung und Start am Bedienpult erfolgt der automatische Transport des Teils zum Industrieroboter 1 Beflammung Durch die Beflammung wird die Kunst stoffoberfl che f r den anschlie e
63. eit f r die Prozessbeobachtung unter realen Produktionsbedin gungen geplant und gebaut Die Nachr stung der Prozessbeobachtungsfunktion in der Anlage ist keine Wesentliche Ver nderung da diese Funktion keine neuen Risiken in erheblichem Umfang hervorruft Diese Zusatzfunktion die auch in der einschl gigen Normung zugelassen wird stellt letztlich auch eine Verbesserung der Sicherheit der Anlage dar da der Anreiz zur Manipulation genom men wird Siehe auch EN ISO 10218 2 Abschnitt 5 5 4 Beispiele f r Wesentliche Ver nderungen e Eine Roboteranlage mit Vakuumgreifer zum Verpacken von Teilen in Kartons wird in eine Schwei roboteran lage umgebaut Diese v llig ver nderte Funktion mit vollkommen neuen und gravierenden Risiken begr n det eine grundlegend neue Anlagenkonzeption Eine derart Wesentliche Ver nderung erfordert eine neue Risikobeurteilung und Betriebsanleitung sowie die Neuausstellung einer EG Konformit tserkl rung Die technische Dokumentation ist entsprechend dem neuen Stand der Sicherheitstechnik anzupassen e Eine Roboteranlage wird innerhalb des bestehenden Schutzzaunes fast vollst ndig demontiert und ver schrottet Innerhalb dieses Schutzzaunes entsteht eine neue Roboteranlage die jedoch mit hnlichen Risiken aufwartet wie dies bei der bisherigen Anlage schon der Fall war In diesem Fall spielt die Dimension des Umbaus eine Rolle da hier nicht mehr von einem Umbau gesprochen werden kann sondern vom In
64. em 2 Not Halt Taster SIL 3 HFT 1 2 kanalig 1x10 8 Fehlerausschluss PFHp T 2 d F rden Anlagenteil mit Gebrauchtroboter Teilsystem 3 Teilsystem 1 Not Halt Taster 2 kanalig Fehlerausschluss lk HET PFH 1x 10 8 PFHpT3 Sicherheits SPS Sicherheits SPS SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen bevvertet vverden nur mit ihrer Kategorie angegeben werden siehe auch 19 In diesem Beispiel soll eine Roboterzelle mit zwei neuen und einem gebrauch ten Industrieroboter betrachtet werden Zur Bewer tung werden die Teilsysteme Neu und Alt getrennt und die Sicherheitsfunktionen einzeln betrachtet Abbildung 49 Teilsystem 4 oder 5 Roboterfunktion Kat 3 Sicherheitshalt PL PFHp 1x 107 1 7 x107 Teilsystem 6 Roboterfunktion Kat 3 Sicherheitshalt ohne PL Kategorie 3 Teilsystem 4 oder 5 Roboterfunktion Kat 3 Sicherheitshalt PL PFHp 1x 107 PFHpT3 1 1x107 Teilsystem 6 Roboterfunktion Kat 3 Not Halt ohne PL Kategorie 3 51 5 Kollaborierende Robotersysteme Traditionelle Industrieroboteranlagen k nnen nur das automa tisieren was vollst ndig ohne menschliches Zutun auskommt Insbesondere Montageaufgaben lassen sich bisher oft nicht automatisieren weil einzelne T tigkeiten nicht ohne die moto rischen F higkeiten des Menschen auskommen Der Mensch kann ohne Messwertgeber und Sensoren arbeiten
65. emun sne 1IUJIS 8 818 8 1 19 2UIS JJEH JON Sbluy UL 25 leg 1eg 61SSE U21 UII4UIS1UEMUM u q sup SUNJIIJUBSGII SISSB T SLZOL OSI NI sisnisun s g Jap Ul pun u ss ul Zz Eldsi qiy we 22 yaeu aA Jeq ulul Uul 9 xew 61SSE 1EQ l 1S40A JU194JUF HIJSIDPUIMUISISPUBG JUIIMID JIU ll llo S1 Sun U2BUL A 818 8 181119594 1UBJISUISJIND JUU10498 ISSIJNIJUIAUN S e SElu suy UIJJEUJNB wl UIUOSIIG 1 YIIS UUIM U SlOH ANU ep S nl mino lq 28BJUV UIJJDIUISIG LINZ SUNJIIJUBSGALIJIJ 19P 11 ISIIMUIH Suns mino JIP PIUNAPUBJIS WoA JUIIS IND EQU l H JUIIU UOA IJNBS UP gjey1IGNE l seni min ZINYUISJAIUIJUIH S e SUBU10AJU31 I9PU93917 SULID U21 UII4UIS1UEMUM 8181 8 0 C 8LCOL OSI N4 L 8LCOL OSI N3 YIJUIIUISIUEM s geun nliy nil C 8LCOL OSI N4 L 8LCOL OSI N4 4686 OSI N4 L 6 8EL OSI N3 m i SGBEL OSI NI Idsjua 194 1NZ PUBISGY WW y Sunsoliny y d 8 JUIIISHAYIIYUIIS YJINP SIYISIJUAIG s p SUNIJEUISGY l v ls Pild 21408978 1 678 L OSI NI 1dS3U UISUNZUIISIGSUIY 2 u snu lq ul p zne u uls s u lquu dl pu q lpiy JeA 34S10A 14194343 PUISAIMI
66. en 41 Rangfolge der SchutzmaBnahmen Die Gesamtheit der SchutzmaBnahmen an einer Robo teranlage ist wie auch an anderen Anlagen oft eine Kom bination von MaBnahmen die vom Konstrukteur der Anlage in der Konstruktionsphase angewendet werden z B Schutzeinrichtungen und solchen die vom Benut zer getroffen werden m ssen z B Verhaltensanforde rungen pers nliche Schutzausr stungen Grunds tzlich haben aber die Ma nahmen die bereits in der Konst ruktion ber cksichtigt werden k nnen Vorrang vor allen Ma nahmen die vom Verwender zu treffen sind Erl uterungen zu einer systematischen Vorgehensweise bei der Festlegung von Schutzma nahmen durch den Konstrukteur beschreibt EN ISO 12100 Einer der we sentlichen Inhalte ist die Rangfolge der zu treffenden Ma nahmen Abbildung 25 Die 3 Stufen Methode be schreibt dass die Gef hrdungen zun chst konstruktiv zu beseitigen sind unmittelbare Sicherheitstechnik Ist dies nicht vollst ndig m glich m ssen Schutzeinrich tungen vorgesehen werden Nur wenn sowohl konstruk tiv als auch durch Schutzeinrichtungen keine vollst n dige Beseitigung der Gef hrdungen m glich ist d rfen hinweisende Ma nahmen angewendet werden Gef hrdungen beseitigen oder das Risiko so weit wie m glich 1 unmittelbare Sicherheitstechnik einschr nken z B Abst nde zu Gefahrstellen vergr ern oder ge nderte Konstruktion Schutzeinrichtungen trennende und nicht trennende gegen
67. en notwendigen Sicherheitsabstand zur Gefahrstelle Aufgrund des Nachlaufens der gefahr bringenden Bewegungen muss bei einem Lichtvorhang mit geringer Aufl sung der Abstand des Lichtvorhanges 4 2 4 Abb 45 Sichtfenster an einer Laserschwei anlage H zur Gefahrstelle gr er sein als bei einem Lichtvorhang mit hoher Aufl sung Der Nachlauf kann durch Rech nung oder Versuch ermittelt werden Hintertretbare Schutzeinrichtungen Quittierung Roboteranlagen sind meistens begehbar Es m ssen Ma nahmen vorgesehen werden die einen Anlauf von gef hrlichen Bewegungen verhindern solange sich Per sonen im Gefahrenraum aufhalten Dies gilt f r Zug n ge durch ber hrungslos wirkende Schutzeinrichtungen z B Lichtvorh nge und bewegliche trennende Schutz einrichtungen z B Schutzt ren gleicherma en Es k nnen zwei F lle unterschieden werden Gefahrenraum einsehbar Wenn die Bedienperson den Arbeitsraum einsehen kann ist ein Quittiertaster ausreichend um die Signale von Schutzeinrichtungen wie Schutzt ren und Lichtvor h ngen zur ckzusetzen und den Start der gef hrlichen Bewegungen freizugeben Abbildung 44 F r Quittier taster gilt allgemein e Ein Quittiertaster muss an einem Ort au erhalb der Schutzeinrichtungen angebracht sein e Er darf von innen nicht erreichbar sein e Vom Ort des Quittiertasters muss ein guter Blick auf die gef hrlichen Bewegungen gegeben sein e Die Signalauswertung muss sicherste
68. erheits SPS Roboterfunktion Arbeits Kat 3 PL4 Kategorie 3 SIL 3 HFT 1 bereichs berwachung PL PFHp 3 25 x 10 PFHp 1x 10 8 PFHp 1x107 PFHp Komp 1 PFHp Komp 2 PFHp Komp 3 1 42 x107 Neue Anlage nach EN 13849 1 bewertet I Teilsystem 3 Teilsystem 2 va 2 Teilsystem 4 Teilsystem 5 Robotersystem 1 Robotersystem 2 1x107 1x107 Kat 3 PFHp Kat 3 PFHp nu s qu mm qm un mun qu um x E E ES um um um Abb 49 Anlagenschema mit Neu und Gebrauchtrobotern G 50 4 3 2 Berechnung des Performance Levels f r die Sicher heitsfunktionen bei Wiederverwendung von gebrauch ten Robotern in neuen Anlagen Sollte eine Beschaffung von Daten f r die Ermittlung des Performance Levels f r Sicherheitsfunktionen von ge brauchten Industrierobotern nicht m glich sein k nnen die Teilfunktionen die nicht nach der EN 150 13849 1 Bewertung der Sicherheitsfunktion Wartungst r a F r den neuen Anlagenteil Teilsystem 1 Teilsystem 3 T rverriegelungsschalter Sicherheits SPS 2 kanalig SIL 3 HFT1 PFHp 6 x 10 8 PFHp T1 PFHp T 2 b F rden Anlagenteil mit Gebrauchtroboter Teilsystem 3 Teilsystem 1 T rverriegelungsschalter 2 kanalig SIL 3 HFT1 Bewertung der Sicherheitsfunktion Not Halt c F rden neuen Anlagenteil Teilsystem 3 Sicherheits SPS Teilsyst
69. erung der in dieser Risikobeurteilung festge stellten Risiken eine sogenannte Wesentliche Ver nde rung eintritt die eine erneute Konformit tsbewertung der Maschine einschlie lich neuer Risikobeurteilung erfordert Eine Liste der freigegebenen Werk und Hilfsstoffe ist Bestandteil der Betriebsanleitung 72 Kunde Sample GmbH 1 3 1 4 1 5 Seite x von y Bearbeiter Datei Mustermann Datum R umliche Grenzen Technische Daten Auszug Die r umlichen Grenzen der Maschine sind im Aufstell plan derMaschine definiert Im Aufstellplan sind auch die Schnittstellen zu kundenseitigen Ver und Entsor gungseinrichtungen sowie Anforderungen an die Umge bung festgelegt Technische Daten Auszug Elektrische Anschlusswerte Netzspannung 3x400 V 50 60 Hz Absicherung 25 A Druckluftanschluss 6 bar Verbrauch 2 5 m3 h Gasanschlussdruck 20 mbar Masse 4500kg Umgebungstemperatur 5 C 45 C Relative Luftfeuchte Max 95 96 Ger uschemission 76 dB A an den Arbeitspl tzen Abmessungen L B H 6500 mm 4200 mm 3200mm Lebensphasen Zeitliche Grenzen Diese Risikobeurteilung umfasst die Lebensphasen Be trieb Produktion Automatikbetrieb Einrichtbetrieb Reinigung Wartung Instandhaltung und Entsorgung Davor liegende Lebensphasen wie z B Aufstellen Mon tage Inbetriebnahme und Probebetrieb sind in dieser Risikobeurteilung nicht enthalten da sie f r diese Ma schine Teil des Herstellungsprozesses
70. fertige Einheit geliefert aufgestellt und in Betrieb genommen werden sondern auch solche die aus vollst ndigen und unvollst ndigen Maschinen zusammengebaut wer den und als Gesamtheit funktionieren Diese Gesamt heiten von Maschinen Verkettungen sind im Robo terbereich sehr h ufig z B Pressenverkettungen oder Fertigungslinien im Automobilbau Abbildung 18 und Abbildung 19 Genauso gibt es im Roboterbereich aber auch Anlagen bei denen jede einzelne Station noch als Einzelmaschine betrachtet werden kann d h ohne Ver kettung Wie wird nun aber unterschieden Oder genau er Ab wann darf eine Anordnung von Maschinen nicht mehr mit einzelnen CE Zeichen und Konformit tserkl rungen ausgestattet werden sondern muss mit einem bergeordneten CE Zeichen nebst Konformit tserkl rung versehen werden Zur Beantwortung dieser Frage sei auf das Interpretati onspapier des Bundesministeriums f r Arbeit und Sozi ales verwiesen 1 In diesem Interpretationspapier wird eine sehr gute Eingangsfragestellung formuliert e Kann ein Ereignis das bei einem Bestandteil der Anla ge auftritt zu einer Gef hrdung bei einem anderen Bestandteil der Anlage f hren und e M ssen zur Vermeidung dieser Gef hrdung sicher heitstechnische Ma nahmen getroffen werden Dies ist z B bei einer Pressenverkettung der Fall Der Presseneinrichter kann nicht gefahrlos die Presse ein richten wenn nicht gleichzeitig sichergestellt ist dass der
71. ffenden Schutzma nahmen Spezifikationen der zu verwendenden Ersatzteile wenn diese sich auf die Sicherheit und Gesundheit des Bedienungspersonals auswirken folgende Angaben zur Luftschallemission der Maschine e der A bevvertete Emissionsschalldruckpegel an den Arbeitspl tzen sofern er 70 dB A bersteigt ist dieser Pegel kleiner oder gleich 70 dB A so ist dies anzugeben e der H chstwert des momentanen C bewerteten Emissionsschalldruckpegels an den Arbeitspl tzen sofern er 63 Pa 130 dB bezo gen auf 20 uPa bersteigt e der A bewertete Schallleistungspegel der Maschine wenn der A bewertete Emissionsschalldruckpegel an den Arbeitspl tzen 80 dB A bersteigt 61 Anhang 2 Checkliste Benutzerinformation Mindestanforderungen nach EN ISO 10218 1 Name Anschrift und sonstige notwendige Kontaktinformationen zu Hersteller oder Lieferant Auflistung der einschl gigen Normen und Vorschriften denen der Roboter entspricht ggf Informationen ber Zertifizierungen durch Dritte Anweisungen f r Inbetriebnahme Wiederinbetriebnahme und die Programmierung Installationsanforderungen wie z B Umgebungsbedingungen Anschlusswerte Bodenbelastung usw Angaben wie die Pr fungen des Roboters und seiner Schutzeinrichtungen vor der ersten Inbetriebnahme und vor dem Produktions einsatz durchzuf hren sind einschlie lich einer Funktionspr fung der reduzierten Geschwindigkeit Anweisungen f r notwendige Pr fungen nach nderung oder
72. g 41 T rzuhaltungen m ssen vorgesehen werden wenn Ge fahrstellen erreicht werden k nnen bevor die gef hrli chen Maschinenfunktionen zum Stillstand gekommen sind T rzuhaltungen d rfen von der Maschinensteue rung erst dann zum ffnen freigegeben werden wenn die Gefahrstellen unter Ber cksichtigung der Zutrittsge schwindigkeit nicht mehr erreicht werden k nnen Die Freigabe darf zeitgesteuert oder in Abh ngigkeit von einem Prozesssignal erfolgen z B Drehzahl Null Sig nal In der Regel wird ber die T rzuhaltungen auch ein Schutz des Produktionsprozesses erzielt Dabei erfolgt die Freigabe erst dann wenn der Prozessablauf dies zul sst Abb 41 Fluchtentriegelung H T rzuhaltungen sind nicht verpflichtend Die Notwendig keit ergibt sich aus o g berlegungen Bei elektromagnetischen T rzuhaltungen existieren zwei unterschiedliche Systeme Typen e Spannungslos ffnend Bei einem Ausfall der elektri schen Energie wird die T rzuhaltung aufgehoben Nicht zu empfehlen wenn mit h ufigen Spannungs ausf llen bei gleichzeitig lange nachlaufenden ge fahrbringenden Bewegungen zu rechnen ist Spannungslos zuhaltend Die T rzuhaltung wird durch Anlegen eines Schaltsignals aufgehoben Bei Span nungsausfall bleibt die Zuhaltung erhalten Nachteil Bei Ausfall der Netzversorgung ist ein Zugang nur mit Hilfe einer Notentsperrung m glich Eine Auswahl der 0 8 Typen von T rzuhaltungen erfolgt entsprechend der
73. grenzten Bedingungen maximale und flexible Arbeitsr ume Abb 7 Portalroboter Hdachenportal C Einf hrung Parallele Kinematiken Typische Anwendungen von Delta Robotern sind schnelle Die Arme des Parallelkinematik Roboters auch Delta Pick and Place Anvvendungen mit teilgeordneten Erzeug Roboter oder einfach Parallelroboter sind auf einer ge nissen auch mit Flie bandverfolgung f r Handhabungs meinsamen Grundplatte gelagert Varianten dieser Kine Montage und Verpackungsaufgaben Abbildung 8 matik mit 3 bis 6 Achsen sind g ngig Abbildung 8 und Abbildung 9 Er kann entweder an Hexapod Roboter eignen sich vor allem f r Bearbei der Decke h ngend oder auf den Boden montiert tungsaufgaben z B zum Bohren Schleifen Trennen werden oder f r Montageprozesse Sie zeichnen sich durch eine extreme Steifigkeit bei hoher Wiederholgenauigkeit aus Durch die koordinierte Ansteuerung aller Motoren wird Der Arbeitsbereich ist sehr begrenzt Abbildung 9 eine dreidimensionale Bewegung des Endeffektors erreicht Werden mehrals 3 unabh ngig angetriebene Arme verwendet l sst sich das Werkzeug auch drehen und oder kippen Parallelkinematik Roboter kommen zum Einsatz wenn einfachere Bewegungsabl ufe mit hoher Wiederhol genauigkeit und hoher Geschwindigkeit in einem be grenzten Arbeitsraum gefordert sind Abb 8 Delta Roboter Flexpicker D Abb 9 Hexapod Roboter E 10 Einf hrung 1 2 Roboteranwendungen Ein
74. gs anleitung festlegen Umgang mit der Sonder betriebsart in der Bedienungsanleitung dokumentieren Sonderbetriebsart kann vorgesehen werden Abb 56 Sonderbetriebsart Prozessbeobachtung 6 Sonderbetriebsart darf nicht vorgesehen werden 7 Wartung Instandhaltung Abb 57 Schwerkraftbelastete Achse H a Abb 58 Elektrische Energietrenneinrichtung H 58 Allgemeine Informationen zur Instandhaltung in Industriebetrie ben enth lt die Schrift DGUV Information 209 015 Instandhal ter bisher BGI 577 Hier wird daher nur auf einige roboterspe zifische Anforderungen eingegangen 7 1 7 2 Angaben in der Betriebsanleitung Die Betriebsanleitung des Herstellers der Roboteranlage muss Angaben zur Wartung und Instandhaltung enthal ten Fehlen derartige Angaben sollte m glichst noch vor der Inbetriebnahme der Anlage auf die Erstellung und bergabe entsprechender Unterlagen hingewirkt wer den Der Hersteller ist dazu verpflichtet EN ISO 10218 2 Maschinenrichtlinie Anhang Achtung Es ist nicht gesetzlich festgelegt in welcher Tiefe diese Unterlagen bereitgestellt werden m ssen Dies betrifft auch Stromlaufpl ne SPS Programme u dgl Es empfiehlt sich daher immer den Lieferum fang in dieser Hinsicht vertraglich festzulegen z B im Lastenheft Technische Schutzma nahmen Instandhaltungsarbeiten m ssen wenn irgend m glich bei abgeschalteter Roboteranlage durchgef hrt wer den
75. harmonisierte Normen nicht oder nur teilweise an muss er in den Technischen Unterlagen neben der Risikobeurteilung die Schritte angeben die zur Einhal tung der grundlegenden Sicherheits und Gesundheits schutzanforderungen eingeleitet wurden Harmonisierte Normen m ssen auch in nationale Nor men umgesetzt werden Daf r ist in Deutschland das Deutsche Institut f r Normung DIN zust ndig Die Fundstellen dieser Normen werden dann im Gemeinsa men Ministerialblatt ver ffentlicht Typ A Normen Gestaltungsleits tze und Grundbegriffe f r Maschinensicherheit Typ B Normen B2 Normen Schutzeinrichtungen B1 Normen Allgemeine Sicherheitsaspekte Abb 17 Es sind 3 Normentypen zu unterscheiden A Normen B Normen und C Normen G 16 A Normen vverden als Grundnormen bezeichnet da sie sich grundlegend mit Gef hrdungen und Risiken befas sen Katalog aller bekannten Gefahrdungen und vorge ben wie Gef hrdungsanalysen und Risikobeurteilun gen zu erstellen sind Derzeit existiert nur eine A Norm EN 150 12100 B Normen vverden auch als Gruppennormen bezeichnet welche als Typ B1 Normen Sicherheitsaspekte diskutie ren wie z B K rpergr Ben und Bewegungsgeschwin digkeiten des Menschen seine Empfindsamkeit hin sichtlich ber hrbarer Oberflichentemperaturen usvv Als Typ B2 Normen behandeln sie vervvendbare Schutz einrichtungen z B Zweihandschaltungen Lichtschran ken Lichtgitter Lichtvo
76. hlanwendung zu achten In der Betriebsart T2 ist zur Anwahl der hohen Arbeits geschwindigkeit neben den in Tabelle 1 aufgef hrten Ma nahmen ein zus tzlicher Tastendruck z B auf dem Programmierhandger t erforderlich Die M glichkeit zur Nutzung der hohen Arbeitsgeschwindigkeit erlischt so bald der Zustimmungsschalter ber eine Zeitdauer von mehr als 5 Minuten unbet tigt bleibt Willman danach zur hohen Arbeitsgeschwindigkeit zur ckkehren muss diese mittels Drehschalter oder Tastenwahl erneut vor gew hlt werden Die hier geforderte Zeit berwachung von 5 min ist keine Sicherheitsfunktion Weiterhin gilt f r die Betriebsart T2 dass bei paralleler Nutzung dieser Betriebsart an mehreren Robotern in ei ner Zelle die berschneidung der Bewegungsr ume ein hohes Risiko darstellt Es muss f r jeden Bediener ein sicherer Stand gew hrleistet sein Die in Tabelle 1 angegebene reduzierte Geschwindig keit beim Einrichten und Programmieren von 250 mm s bezieht sich auf die Bewegung gemessen an der Werk zeugaufnahme des Roboters Die Gefahr besteht im All gemeinen nur durch Ansto en 27 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Betriebsart SchutzmaBnahme Manuell reduzierte Geschwin Schutzeinrichtungen d rfen ge ffnet bzw un digkeit T1 wirksam sein z B zum Einrichten und e Gesonderte Stellung des Betriebsartenwahl Programmieren schalters und Reduzierte Geschwindigkeit lt 250 mm s in Verbin
77. hnitt 4 2 1 3 Sichere achsspezifische Begrenzung des Bewegungs raums z B zur sicheren Begrenzung des Bewegungs bereiches bzw zur Festlegung eines eingeschr nkten Raums siehe Abschnitt 4 2 1 3 Sicher berwachter Stillstand z B durch Ausl sen von Schutzeinrichtungen siehe Abschnit 4 1 5 Sichere Bremsrampen z B f r Not Halt Zustimmungsschalter F r kollaborierende Roboter in der Funktion Power and Force Limiting ist zus tzlich eine sicher berwachte Kraftbegrenzung erforderlich Sicherheitshalt Jeder Industrieroboter muss eine M glichkeit f r den Anschluss externer Schutzeinrichtungen haben z B zum Anschluss von Lichtvorh ngen und Schutzt rschal tern Dieses Interface wird als Sicherheitshalt Eingang bezeichnet Es muss zus tzlich zum Not Halt Eingang physikalisch vorhanden sein z B durch zus tzliche Klemmen Die Stoppreaktion des Roboters bei einem Sicherheits halt muss entsprechend EN 60204 1 in Stoppkategorie O oder 1 erfolgen 9 Stoppkategorie 2 darf zus tzlich verwendet werden wenn der Stillstand sicher ber wacht wird Not Halt Industrieroboter m ssen mit einer oder mehreren Not Halt Einrichtung en ausger stet sein Gleichzeitig muss eine M glichkeit f r den Anschluss der externen Not Halt Einrichtungen vorgesehen sein z B Klemme Die Bezeichnung Not Aus wie z B in der fr heren EN 775 darf f r Neuanlagen nicht mehr vervvendet wer den Not Aus ist reserviert f
78. ichtlinien und nationalen Vorschriften zu beachten Inhalt der Montageanleitung Grundlegende Sicherheitsvorschriften Bestimmungsgem er Gebrauch Technische Daten Umgebungsbedingungen Fundament und Unterbau Toolanbau Lastgrenzen Netzanschlussbedingungen ORpO mmpmrmmn Sicherheitsgerichtete Funktionen Stopparten und Anhaltewege Betriebsarten Not Halt Sicherheitshalt Externe Zustimmung A k x li l U R WW N gt Schutzeinrichtungen ON Verriegelung trennender Schutzeinrichtungen N Beschreibung der physikalischen Schnittstellen f r sicher heitsrelevante Signale vi 00 Performance Level und Steuerungskategorie Zur bereinstimmung mit den grunds tzlichen Anforderungen der EG Maschinenrichtlinie wird empfohlen die beiden Normen f r Industrieroboter Sicherheitsanforderungen EN ISO 10218 1 und EN ISO 10218 2 anzuwenden Die Montageanleitung verbleibt zusammen mit der Einbauerkl rung bei der unvollst ndigen Maschine bis zu deren Einbau in die vollst ndige Maschine und ist danach den technischen Un terlagen der vollst ndigen Maschine beizuf gen 69 Anhang 6 Beispiel einer EG Konformit tserkl rung f r eine Roboterzelle EG Konformit tserkl rung nach Maschinerichtlinie 2006 42 EG Anhang II A Der Hersteller Inverkehrbringer Industrieanlagenbau GmbH Industriestra e 2 D 10101 Musterhausen erkl rt hiermit dass das Produkt
79. ichtungen Sicherheitsabst nde In Bezug auf Sicherheitsabst nde verweist EN ISO 10218 2 auf EN ISO 13857 Als Schutz gegen berklettern betr gt die Mindesth he von trennenden Schutzeinrichtungen danach 1400 mm wenn Gefahr stellen beim bergreifen nicht erreicht werden k nnen F r Einlegepl tze kann aus ergonomischen Gr nden eine geringere H he gew hlt werden siehe Abschnitt 4 2 1 4 Der Abstand der Unterkante dertrennenden Schutzeinrichtungen zum Boden darf maximal 180 mm betragen Unterkriechschutz Wenn Gefahrstellen beim bergreifen erreichbar sind m ssen die Sicherheitsabst nde nach EN ISO 13857 bestimmt werden Abbildung 36 Tabelle 4 zeigt die Sicherheitsabst nde f r die bei Robotern in der Regel anzunehmenden hohen Risiken z B Quetschen Scheren Tabelle 5 f r geringe Risiken kommt f r Ro boteranlagen nur selten in Betracht z B bei Ber hren oder Ansto en a H he des Gef hrdungsbereiches b H he der sch tzenden Konstruk tion c waagerechter Sicherheitsabstand zum Gef hrdungsbereich SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen H he des Gef hr H he der sch tzenden Konstruktion b jinesbereenese 1000 12001 100 16007 1300 2000 22001 2001 25001 2700 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2700 0 2600 900 800 700 600 600 500 400 300 100 0 2400 1100 1000 900 800 700 600 400 300 100 0 2200 1300 1200 1000 900 800 600 400 300 0 0 2000 1400 1300 1100 900 800 600 400 0 0 0 1800 1500 140
80. ie drei Achsen mit der gr ten Auslenkung Der Weg kann dabei je nach Zweckm ig keit in Linear oder Winkeleinheiten angegeben werden F r Stoppkategorie 0 m ssen diese Werte f r maximale Last maximale Geschwindigkeit und maximale Auslen kung angegeben werden Verf gt ein Roboter ber eine Stoppkategorie 1 Funktion m ssen daf r die Bremswe ge bei 100 96 66 und 33 Last Geschwindigkeit und Auslenkung angegeben werden Die vom Hersteller in der Anwenderdokumentation zur Verf gung gestellten Werte k nnen nur Richtwerte sein Sie m ssen unter realen Bedingungen validiert werden Daf r hat der Hersteller Angaben dazu zu machen wie der Integrator die Messung der Anhaltewege und zei ten am realen Robotersystem durchf hren kann F r die Messung der Anhaltewege und zeiten werden die einzelnen Roboterhersteller unterschiedliche Me thoden angeben Das kann sein eine integrierte Trace Funktion mit der ausgel st durch einen Stopp der Anhalteweg und die Anhalte zeit aufgezeichnet und am Display des Programmier handger ts angezeigt werden ein Tool das speziell f r die Ermittlung von Anhalte weg und zeit entwickelt ist und die gew nschten Daten numerisch oder grafisch am Display des Pro grammierhandger ts oder als Ausdruck zur Verf gung stellt externe Messeinrichtungen wie z B Fadentacho oder Lasermesseinrichtung Lichtschranke und Ma band 4 Schutzma nahmen f r ndustrieroboter und Anlag
81. ie f r Produkte einheitli che grundlegende Sicherheitsanforderungen stellen In ihrer Umsetzung besteht kein nationaler Spielraum u Beres Kennzeichen am Produkt ist das CE Zeichen Jede Roboterzelle oder Roboteranlage muss zum Zeit punkt des Bereitstellens auf dem Markt mit einer EG Konformit tserkl rung und mit einem CE Zeichen verse hen werden Die wichtigsten EG Richtlinien f r Industrieroboteranla gen sind e Maschinenrichtlinie 13 e Niederspannungsrichtlinie 14 e EMV Richtlinie 15 Dar ber hinaus k nnen Industrieroboteranlagen von weiteren EG Richtlinien erfasst sein z B Druckger te richtlinie oder Druckbeh lterrichtlinie 16 Die zutreffen den EG Richtlinien m ssen in der EG Konformit tserkl rung aufgef hrt werden siehe Abschnitt 3 1 Die EG Richtlinien unter Artikel 114 wenden sich an die Hersteller von Produkten und wurden nach dem so genannten neuen Ansatz erstellt Danach wer den in den betreffenden Richtlinien nicht die tech nischen Anforderungen im Einzelnen niedergelegt Die Richtlinien nach dem neuen Ansatz enthalten nur die zwingenden und grundlegenden Sicherheits und Gesundheitsanforderungen Die EG Richtlinien werden durch das deutsche Pro duktsicherheitsgesetz ProdSG in nationales Recht umgesetzt Damit die Hersteller die bereinstimmung mit diesen srundlegenden Anforderungen leichter nachweisen k n Rechtsgrundlagen DIN ISO DIN IEC DIN EN ISO
82. inflieBen zu lassen z B zu erwartende ergonomische Probleme St rungen Sachsch den Im Ergebnis der Risikobeurteilung muss f r den vorlie genden Sonderfall ein individuelles Ma nahmenpaket aus technischen und organisatorischen Schutzma nah men festgelegt werden Abbildung 56 Die Sonderbe triebsart Prozessbeobachtung ist daher keine Betriebs art f r den normalen Prozessablauf Abb 55 Zustimmungsschalter bei der St rungssuche H Sonderbetriebsarten zur Prozessbeobachtung Ablaufdiagramm Sonderbetriebsart Prozessbeobachtung Start Gehen die Anforderungen an den Betrieb der Maschi ne ber die Vorgaben einer C Norm hinaus nein Hat der zuk nftige Betreiber glaubhaft dargelegt dass eine Sonderbetriebsart zwingend erforderlich ist Gefahrenanalyse und Risiko bewertung entsprechend EN ISO 12100 f r die Sonder betriebsart durchf hren Sind die technischen Ma nahmen ausgesch pft Risiken durch technische Sicherheitsma nahmen reduzieren e Zus tzlichen Betriebsartenwahlschalter vorsehen e Betrieb zwangsl ufig auf das f r den Sonderbetrieb Unerl ssliche einschr nken e Neitere technische Sicherheitsmassnahmen soweit wie m glich vorsehen Kann der Betreiber durch zus tzliche Ma nahmen nein ma den n tigen Beitrag zur Risikominderung leisten VVurde eine ausreichende Risikoreduzierung erreicht ja 8 ja Anweisungen an den lt 4 Betreiber in der Bedienun
83. ion Stellteil wird nicht bet tigt Ausfunktion Stellteil wird nicht bet tigt Zustimmungsfunktion Stellteil wird in seiner Mittelstellung bet tigt Zustimmungsfunktion Ausfunktion Stellteil tion erlaubt Allein durch Bet tigung der Zustimmungs einrichtung darf keine Bewegung gestartet werden Die Zustimmungseinrichtung muss so ausgelegt sein dass Stellung 3 Panikstellung wird ber seine Mittel stellung hinaus bet tigt Tab 2 Ausf hrungsformen von Zustimmungseinrichtungen 29 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen 30 eine bestimmte Ausf hrungsform vor Wenn nichts Der artiges vorhanden ist sollte die Entscheidung aufgrund des vorhandenen Risikos fallen Dreistufige Zustim mungsschalter schalten auch beim Verkrampfen si cher ab Zweistufige Zustimmungsschalter bieten u U ergonomische Vorteile bei lange andauerndem Bet tigen da kein Druckpunkt gehalten werden muss Bei sehr engen Arbeitsr umen sollte die Wahl zugunsten der dreistufigen Ausf hrung ausfallen Reaktionszeit Verkrampfen Die in Tabelle 2 angegebenen Funktionen beziehen sich allein auf die Schalteinrichtung Die Weiterverarbeitung der Signale muss in sicherer Technik erfolgen z B nicht ber Standardbussysteme Wenn bei Bet tigung der dreistufigen Ausf hrung von der dritten in die zweite Stellung zur ckgeschaltet wird darf die Zustimmungs funktion kein Freigabesignal erzeugen Mit der Zustim mungseinri
84. k rperlich vorhanden sein Die in der Einbauerkl rung benannte Person muss die Unterlagen jedoch zusammenstellen und der zust ndigen Beh rde vorlegen k nnen Die Montageanleitung ist in einer Amtssprache der Euro p ischen Gemeinschaft abzufassen die vom Hersteller der Maschine in die die unvollst ndige Maschine ein gebaut werden soll oder von seinem Bevollm chtigten akzeptiert wird Die Maschinenrichtlinie fordert f r unvollst ndige Ma Werden die speziellen technischen Unterlagen den schinen ber die Montageanleitung hinaus keine weitere zust ndigen einzelstaatlichen Beh rden auf begr n Benutzerinformation Das hei t die Verpflichtung eine detes Verlangen nicht vorgelegt so kann dies ein hin Betriebsanleitung mitzuliefern wie es bei kompletten reichender Grund sein um die bereinstimmung der Maschinen der Fall ist gibt es f r unvollst ndige Maschi unvollst ndigen Maschine mit den angewandten und nen nicht bescheinigten grundlegenden Sicherheits und Gesund heitsschutzanforderungen anzuzweifeln 3 1 6 Benutzerinformation Eine Verpflichtung f r den Roboterhersteller zus tzliche Informationen bereitzustellen die ber den Inhalt der 3 1 5 HMontageanleitung Montageanleitung hinausgehen ergibt sich durch die Der Hersteller oder Inverkehrbringer der unvollst ndigen Anwendung der EN ISO 10218 1 Maschine ist verpflichtet neben einer Einbauerkl rung auch eine Montageanleitung mitzuliefern Die Monta Eine Auf
85. listung der Mindestangaben f r diese Be geanleitung verbleibt bei demjenigen der die unvoll nutzerinformation finden Sie im Anhang 2 Checklis st ndige Maschine in eine Maschine einbaut oder mit te Benutzerinformation Die Benutzerinformation wird anderen Teilen zu einer Maschine zusammenbaut Sie meist vom Systemintegrator zur Erstellung der Betriebs wird Teil dertechnischen Unterlagen der Maschine anleitung verwendet oder ist direkt Bestandteil davon 3 1 7 Anhaltezeit und Anhalteweg Die EN ISO 10218 1 fordert im Anhang B vom Roboterher steller Angaben zu Anhaltezeit und Anhalteweg Diese Informationen werden vor allem zur Berechnung des Sicherheitsabstands bei der Anwendung von Schutzein richtungen ben tigt Auch f r die Festlegung des einge schr nkten Raums muss die tats chliche Haltepositi on unter Ber cksichtigung des Anhalteweges ermittelt werden Als Anhaltezeit wird die Gesamtzeit vom Einleiten eines Stopps bis zum Stillstand der Roboterachsen verstan den Das Gleiche gilt im bertragenen Sinne auch f r den Anhaltevveg 24 Betriebsanleitung und Technische Dokumentation Die Anhaltezeit setzt sich zusammen aus der Reaktions Anhaltezeit zeit und der Bremszeit Die Reaktionszeit ist abh ngig von der bertragungszeit der Verarbeitungszeit inner halb der Steuerung und den Schaltzeiten von Relais Sch tzen und Bremsl ftern Sie ist ann hernd konstant V und hat nur eine geringe Toleranz Der Bremsvveg ist
86. llein mittels des sicheren Zustimmungsschalters hergestellt wird Ob von dieser M glichkeit Gebrauch gemacht wird muss die Risikobe urteilung ergeben insbesondere im Zusammenhang mit den Anhaltewegen Im kollaborierenden Betrieb muss die reduzierte Ge schwindigkeit immer sicher berwacht werden Ab schnitt 5 Zustimmungseinrichtung Eine Zustimmungseinrichtung Zustimmungsschalter ist ein zus tzliches handbet tigtes Befehlsger t das in Verbindung mit einer Startsteuerung verwendet wird und falls es st ndig bet tigt wird eine Maschinenfunk Stellung 1 Ruhestellung Stellung 2 Freigabestellung Stellteil wird bet tigt SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Abb 27 Betriebsartenwahlschalter auf Programmierhandger t A sie Maschinenbewegungen nurin einer bestimmten Stellung erlaubt In lteren Anlagen findet man noch zweistufige Ausf hrungen von Zustimmungseinrichtun sen Tabelle 2 F rlndustrieroboter die nach Inkrafttreten von EN ISO 10218 1 Feb 2007 produziert wurden d rfen nur noch dreistufige Zustimmungsschalter zum Einsatz kommen F r den Maschinenaltbestand und f r m g liche Nachr stungen existieren keine europdischen Vorschriften M glichervveise existieren aber innerbe triebliche Vorgaben Sie geben z B aufgrund des Unfall geschehens oder der Durchg ngigkeit der Ausr stung 2 stufig 3 stufig nur f r Altbestand f r Neuanlagen und zul ssig Altanlagen Ausfunkt
87. llen dass Tas tenklemmer oder bewusstes Festsetzen der Taster erkannt werden z B durch Flankenauswertung e Die Betriebsanleitung der Anlage muss dar ber SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Abb 46 Lock Out H informieren dass die Person die den Ouittiertaster bet tigt sich davon berzeugen muss dass sich keine Personen mehr im Gefahrenraum aufhalten Wenn Hindernisse den Blick versperren sind ggf mehre re nacheinander zu bet tigende Ouittiertaster erforder lich oder es m ssen Sichtfenster vorgesehen vverden um die Einsehbarkeit des Gefahrenraumes bei Ouittie rung zu erm glichen z B bei Roboter SchweiBanlagen Abbildung 45 Gefahrenraum nicht einsehbar F r diesen Fall ist die Anwendung von Ouittiertastern als alleinige Ma nahme nicht ausreichend da sich Personen im Arbeitsraum aufhalten k nnen Sie wer den vom Bet tigungsort aus m glicherweise nicht ge sehen da sie verdeckt sind z B durch Vorrichtungen In diesen Bereichen kann durch den Einbau konstruk tiver Elemente der Aufenthalt von Personen verhindert werden z B durch schr g gestellte Bleche Stehverhin derung Au erdem kann durch Spiegel die Einsehbar keit verbessert werden Des Weiteren k nnen partiell personenerkennende Schutzeinrichtungen vorgesehen werden z B liegende Lichtvorh nge Scanner Schalt matten Schaltplatten Bei gr eren weitr umigen Anlagen ist aufgrund der konstruktiven Hindernis
88. m ssen davon unabh ngig immer abgesi chert werden z B durch Laserscanner Abbildung 40 Aus ergonomischen Gr nden ist die o g Barriereh he von 1400 mm H he meistens nicht akzeptabel In ei ner Anmerkung bietet EN ISO 10218 2 deshalb an dass auch H hen zwischen 1400 und 1000 mm vertretbar sind je nach Schutzwirkung durch die Form der Barriere und die Ergebnisse der Risikobeurteilung Der f r Industrieroboter zust ndige Normenausschuss Maschinenbau NAM des DIN hat hier ber mehrmals beraten und ein Ma von mind 1000 mm als nach dem Stand der Technik f r ausreichend befunden voraus gesetzt dass dies durch die Risikobewertung ermittelt wurde Dies deckt sich mit den Anforderungen in EN ISO 11161 Abb 40 Manuelle Beladestation B Bei Barriereh hen von vveniger als 1000 mm m ssen weitere Schutzma nahmen vorgesehen werden Ge eignet sind z B optische Schutzeinrichtungen die das Eindringen einer Person in den Gefahrbereich der An lage erkennen und die gefahrbringenden Bewegungen stillsetzen Aufgrund der Form der Werkzeuge und Bauteile kommt es vor dass die Barriere nicht durchg ngig eine be stimmte H he hat Die Barriereh he sollte dabei wenn ergonomisch m glich gr er 1000 mm sein Es k n nen sich jedoch z B aufgrund der Teilegeometrie auch Aussparungen ergeben die 1000 mm unterschreiten Anhand der Risikobeurteilung ist zu bewerten ob da durch ein erh htes Risiko entsteht Insbesondere ist zu
89. mindestens der Kategorie 3 gem EN 954 1 entspre chen Zweikanaligkeit 19 Rechtsgrundlagen Dies gilt auch f r Nicht Wesentliche Ver nderungen wenn z B neue Roboter in bestehenden Altanlagen er neut verwendet werden 18 Siehe hierzu auch Abschnitt 4 2 3 Automatisierung von Altmaschinen In vielen F llen werden Altmaschinen automatisiert z B durch Roboterbeschickung anstelle manueller Be schickung an Bearbeitungsmaschinen In einem sol chen Fall stellt sich die Frage ob eine getrennte Bewer tung m glich ist e Teil A Automation bestehend aus Roboter Greifer Zuf hrsystemen Umz unung usw nach den Anforde rungen f r Neumaschinen Maschinenrichtlinie CE e TeilB Altmaschine nach den geltenden Anforderun gen f r Altmaschinen Betriebssicherheitsverordnung und Unfallverh tungsvorschriften Eine solche Vorgehensweise ist geeignet wenn die si cherheitsrelevanten Schnittstellen klar beschreibbar sind Die Schnittstellen sind z B solche f r Not Halt und Schutzt rkreise Sie m ssen durch Schaltpl ne ge nau dokumentiert werden sodass jederzeit ersichtlich ist wie die Signale von Maschine A an Maschine B und Abb 19 Lackieranlage D umgekehrt weitergegeben werden Es sollte ggf Bera tung durch den zust ndigen Unfallversicherungstr ger eingeholt werden Roboteranlagen Verkettungen Nach EG Maschinenrichtlinie unterliegen nicht nur sol che Maschinen den CE Bestimmungen die als
90. msrampe gew hlt werden Achsbegrenzungen Nach EN ISO 10218 1 muss mindestens die Grundach se d h die Achse mit der gr ten Auslenkung mit der M glichkeit zur Anbringung mechanischer Festanschl ge ausgestattet sein F r die Achsen zwei und drei die Achsen mit der zweit und drittgr Bten Auslenkung muss die M glichkeit vorgesehen werden mechani sche elektromechanische oder elektronische Achsbe grenzungen vorzusehen Wo und mit welchem Radius personensichere Achsbe grenzungen vorzusehen sind h ngt von der Risikoanaly se der Anlage ab Dabei ist der nach EN ISO 10218 1 defi nierte sogenannte eingeschr nkte Raum festzulegen Gesteuertes Stillsetzen wobei die Energie zu den Maschinen An edoch mi stzlich h triebselementen beibehalten wird beibehalten wird ja jedoch mit zus tzlichen Ma nahmen Maximaler Raum Raum der von beweglichen Teilen des Roboters erreicht werden kann wie vom Hersteller defi niert und zus tzlich der Raum der vom Endeffektor und dem Werkst ck erreicht werden kann Eingeschr nkter Raum Anteil des maximalen Raumes der durch Begrenzungseinrichtungen eingeschr nkt ist die die un berschreitbaren Grenzen darstellen Begrenzungseinrichtungen mittels Steuerungstechnik m ssen in sicherer Technik ausgef hrt sein siehe Ab schnitt 4 1 3 Bei Neuanlagen kommen Achsbegrenzungen wie in Ab bildung 35 gezeigt heute nur noch vereinzelt zum Ein satz Meistens werden
91. n z B werden durch mechanischen Verschlei h ufiger ausfallende Rolltore mit optischen Schutz systemen kombiniert Bei Ausfall des Rolltores wird z B ein Lichtvorhang aktiv Dies bringt in der Regel einen gr eren Sicherheitsabstand mit sich was aber zeitweise zu verkraften ist Ersatzteilhaltung kritischer Schutzeinrichtungen und Komponenten z B T rverriegelungsschalter Licht vorhange Laserscanner Zeitweiser Austausch komplexer Schutzeinrichtungen durch einfachere Schutzeinrichtungen z B sind La serscanner wegen der fehlenden Programmierung nicht sofort einsatzbereit Hierzu k nnen universelle Lichtvorh nge vertikal oder horizontal ersatzweise eingebaut werden Nicht vollst ndig ausgeformte Schutzfelder k nnen zeitweise durch Unterweisung der Besch ftigten ausgeglichen werden Keinesfalls d rfen Schutzeinrichtungen ohne Ersatz ma nahmen au er Kraft gesetzt werden 4 3 4 3 1 Abb 47 Beispiel Roboterzelle mit Einlegestation Not Halt und Wartungst r G Berechnungsbeispiel des Performance Levels f r die Sicherheitsfunktionen einer Roboterzelle Berechnung des Performance Levels f r die Sicher heitsfunktionen bei Neuanlagen Betrachtet wird eine Roboterzelle mit einer Einlegesta tion und einer Wartungst r Die Einlegestation ist mit einer Trittmatte und einer Arbeitsbereichs berwachung abgesichert Der Zugang zum Arbeitsraum erfolgt ber eine Wartungst r welche mit einem T rsicherheits schalte
92. n Robotern ausgehenden Ge f hrdungen Daher ist es sinnvoll Schutzma nahmen anzuwenden wie sie in EN ISO 10218 1 beschrieben sind z B die reduzierte Geschwindigkeit und andere Anforderungen an kollaborierende Roboter A 2 Serviceroboter Serviceroboter dienen dazu z B Arbeiten im Haus halt zu erledigen F r einzelne Serviceroboter existie ren bereits spezielle Normen z B f r Roboter Rasen m her EN 60335 2 107 Die Anforderungen lassen sich aber nicht auf andere Roboter und Serviceroboter bertragen en 1 r Abb 13 Medizinroboter A 1 3 Unfallgeschehen und besondere Gefahren an Industrierobotern Verglichen mit anderen Maschinen muss bei Industrie robotern neben bekannten Gefahren z B Einguetschen zwischen festen und beweglichen Teilen Herausschleu dern von Teilen auch mit Gefahren gerechnet werden die f randere Maschinen untypisch sind Dazu z hlt vor allem die Komplexit t des Fertigungsablaufs dessen Gefahren allein durch Beobachtung nicht eingesch tzt werden k nnen 400 350 300 250 200 150 100 Gefahren aufgrund der Komplexitdt der Fertigung zeigen sich vor allem durch Eine hohe Anzahl von miteinander verketteten Robo tern und Maschinen Komplexe Bewegungsabl ufe Unvorhersehbare Ver nderung von Position und Geschwindigkeit Wartepositionen und unerwartetes Anlaufen Sekund rgefahren durch den Prozess z B Laser Unfallursachen si
93. n das Rolltor reicht ist der Roboter gegen Verfahren in diesen 4 2 2 3 Umgehen aufeinfache Weise Manipulation Bereich gesondert abzusichern wenn mit einem h u Die Schutzeinrichtungen und die Verriegelungen m s figen Aufenthalt der Bedienperson am Rolltor zu rech sen so gestaltet sein dass sie nicht auf einfache Wei nen ist siehe auch Abschnitt 4 2 1 3 Wenn das nicht se manipuliert also umgangen werden k nnen Das m glich ist muss der Abstand ausreichend gestaltet Umgehen auf einfache Weise muss bereits durch die werden Konstruktion der Maschine verhindert sein Nach EN ISO 14119 kann ein typisches Umgehen aufeine Zu beachten ist bei Rolltoren die Absicherung der vern nftigerweise vorhersehbare Art ein absichtlicher Schlie kanten Entsprechend EN 12453 d rfen die sta Versuch sein eine Verriegelungseinrichtung entweder tischen Kr fte die beim Einklemmen von Armen und von Hand oder durch Benutzung eines leicht verf gba H nden zwischen Schlie kante und Gegenschlie kante ren Gegenstandes zu umgehen auftreten nicht gr er sein als 150 N Kurzzeitig max 0 75 s d rfen bis zu 400 N auftreten Treten gr ere Wenn im Rahmen der Risikobeurteilung bereits bei Kr fte auf m ssen Schaltleisten verwendet werden die der Konstruktion der Maschine eine Motivation zum Abb 42 Ber hrungslos wirkende Schutzeinrichtung mit Mutingfunktion Abb 43 Ber hrungslos wirkende Schutzeinrichtung mit Mutingfunktion Detektion einer
94. nach EN ISO 13849 1 und Sicherheits Integrit tslevel 2 SIL 2 mit Hardwarefehler toleranz 1 HFT1 nach EN 62061 betrachtet Performance Level bezeichnet die sicherheitstechnische Leistungsf higkeit einer Sicherheitsfunktion siehe auch Abschnitt 4 1 3 Die 5 Stufen a bis e sind festgelegt mit definierten Bereichen der Wahrscheinlichkeit eines gef hrlichen Ausfalls je Stunde PFHd Performance Durchschnitliche VVahscheinlichkeit eines Level PL gef hrlichen Ausfalls je Stunde 1 h PFHp Tab 6 Performance Level nach EN ISO 13849 1 In Nordamerika sind f r die Sicherheitsfunktionen 4 An forderungsklassen bekannt e SIMPLE e SINGLE CHANNEL e SINGLE CHANNEL MONITORED e CONTROL RELIABLE Die in EN ISO 10218 1 festgelegten Anforderungen ent sprechen dort der h chsten Klasse control reliable EN ISO 10218 1 l sst zu dass abweichend von diesen festgelegten Leistungsanforderungen ein anderes Ni veau als Ergebnis einer umfassenden Risikoanalyse zu l ssig sein kann Schritt 3 Ermitteln der beteiligten Sicherheitskomponenten Beteiligte Sicherheitskomponenten an der Sicherheits funktion 1 Not Halt Not Halt Taster Kontakte 2 kanalig Fehlerausschluss 6500 Schaltzyklen Sicherheits SPS Herstellerangabe SIL3 HFT 1 PFHp 1x108 Roboterfunktion Not Halt PLd Kategorie 3 PFHp 1x107 Herstellerangabe Da die Mechanik des Not Halt Tasters nur einkanalig ist ist ein Einsatz in einer Kategorie 3 Ste
95. nd u a technischer Art wie z B das Versagen von Bauteilen Andere Ursachen wie z B Ab sturz oder das Umgehen von Schutzeinrichtungen ge hen jedoch ebenfalls mit in die Statistik ein 377 312 278 218 138 1 A 2 10 m II L EEA MN 2005 7 2000 2007 2008 2009 Einf hrung Die von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung DGUV erfassten Unfallzahlen sind bei Industrierobo tern wie auch in anderen Gewerbezweigen trotz kon junktureller Schwankungen insgesamt r ckl ufig Dies wird deutlicher wenn die Unfallzahlen im Verh ltnis zu den installierten Anlagen betrachtet werden Im Zeit raum 2005 bis 2012 ist die Anzahl der in Deutschland installierten Roboteranlagen von 126 000 auf 161 988 gestiegen Die sogenannte Roboterdichte d h die An zahl der Roboter pro 10 000 Besch ftigte betrug im Jahr 2012 in Deutschland 273 Dies ist die dritth chste welt weit 17 m Arbeitsunf lle 352 Schwere Arbeitsunf lle 2 291 244 5 5 6 nu 2010 2011 2012 Abb 14 Meldepflichtige Arbeitsunfalle an mit Industrieroboteranlagen in Deutschland H 1 2 3 Arbeitsausfall von mehrals drei Tagen Zahlung von Unfallrenten z B bei Verlust von GliedmaBen oder t dlicher Arbeitsunfall Neben Unf llen an Robotern werden auch Unf lle an automatischen Maschinen und Transferanlagen erfasst Darunter fallen z B Ein und Zweiachssysteme z B Portale und Handhabungssysteme jedoch keine Werkzeugmaschi
96. nden Primerauftrag am Industrieroboter 2 vorbereitet Durch Industrierobo ter 3 erfolgt die Ablage auf das Entnahmeband Industrieroboteranlage mit Drehtisch zur Klebevorbereitung 1 Beflammung 2 Primer auftragen 3 Entnahme Abb 60 Industrieroboteranlage IR D5 F 71 Beispiel einer Risikobeurteilung f r eine Roboteranlage Muster GmbH Risikobeurteilung Stra e PLZ Ort Produkt Typ IR D5 Industrieroboter Ser Nr 01 Baujahr anlage 2015 1 2 Verwendungsgrenzen Bestimmungsgem e Verwen dung und vorhersehbare Fehlanwendung Die Maschine darf nur f r die in der Betriebsanleitung aufgef hrten Werk und Hilfsstoffe eingesetzt werden Es d rfen nur die in der Betriebsanleitung angegebenen Prozessparameter Technischen Daten zum Einsatz kom men Werden abweichende Prozessparameter Tech nische Daten eingestellt oder abweichende Werk und Hilfsstoffe verwendet so wird empfohlen dies beim Ma schinenhersteller anzufragen Diese Risikobeurteilung kann Risiken hervorgerufen durch abweichende Prozessparameter Technische Da ten sowie abweichende Werk und Hilfsstoffe nicht ab decken Das Gleiche gilt f r nach Inverkehrbringen vor genommene Umbauten Es wird empfohlen in diesen F llen durch den Maschinenbetreiber eine Gef hrdungs beurteilung nach Betriebssicherheitsverordnung durch zuf hren und eventuell erg nzende Schutzma nahmen festzulegen Es ist m glich dass aufgrund gravierender Ver nd
97. nen 13 2 Rechtsgrundlagen 2 1 Europ ische Rechtsvorschriften f r Industrieroboter 2 1 1 Europ ische Rechtsvorschriften Die Europ ische Union EU brachte f r die Industrie weitreichende Ver nderungen auf dem Vorschriftensek tor sowohl zur sicherheitsgerechten Gestaltung von Ma schinen und Anlagen als auch f r die Industriebetriebe welche sie betreiben Die nationalen Vorschriften wurden weitgehend durch europaweit geltende Vorschriften abgel st Freier Warenverkehr Herstellerpflichten Deutsches Recht Europ isches Recht Vertrag von Lissabon ber die Funktion der EU Im Wesentlichen sind das EG Richtlinien Alle Mitglied staaten der EU sind verpflichtet die europ ischen Vor schriften in ihr nationales Recht zu bernehmen und ihre eigenen Vorschriften in diesem Bereich zur ckzu ziehen Dieser Vorgang ist auch unter dem Begriff der Harmonisierung bekannt und diese Ma nahme ist eine der Grundvoraussetzungen f r den Freien Warenver kehr innerhalb der EU Alle Waren Produkte die in der EU in Verkehr gebracht werden sollen m ssen also die auf sie zutreffenden EU Vorschriften erf llen ganz gleich ob sie in der EU her gestellt oder in die EU eingef hrt werden Betriebl Arbeitsschutz Betreiberpflichten Europ isches Recht Deutsches Recht Art 114 vorm 95 Anforderungen an Produkte Produktsicherheitsgesetz Produktsicherheits ProdSG Maschinenrichtlinie
98. nen oder zu ffnen sein Bei Anlagen die erstmalig ab dem 29 12 2009 in Verkehr gebracht wurden m ssen zu s tzlich sogenannte unl sbare Befestigungsmittel vor gesehen werden Dabei m ssen die Befestigungsmittel nach dem Abnehmen der Schutzeinrichtungen mit den Schutzeinrichtungen oder mit der Maschine verbunden bleiben Dies gilt aber nur dann wenn vorhersehbar ist dass z B bestimmte Zaunfelder oder Abdeckungen f r regelm ige Reinigungs oder Wartungsarbeiten ent fernt werden m ssen Bei Anlagen mit einer ausreichen den Zahl von Zugangst ren kann davon ausgegangen werden dass Reinigungspunkte durch die Schutzt ren erreichbar sind Professionelle Anbieter von Maschinenschutzz unen bieten meistens von vornherein Zaunsysteme an die die o g Kriterien erf llen Abbildung 37 Die R ckhaltef higkeit von trennenden Schutzeinrich tungen gegen mechanische Einwirkungen ist nicht generell festgelegt Wenn damit zu rechnen ist dass herausgeschleuderte Teile z B Bruchst cke von Be arbeitungswerkzeugen die trennenden Schutzeinrich tungen durchschlagen oder unzul ssig deformieren m ssen im Rahmen der Risikobeurteilung Vorkehrungen getroffen werden F r Dreh Fr s und Bohrbearbeitungen enthalten die entsprechenden Europ ischen Normen Tabellenwerte zur Auslegung von trennenden Schutzeinrichtungen f r die Materialien Stahl und Polycarbonat Die Dimensio nierung dertrennenden Schutzeinrichtungen gegen an dere
99. nforderungen n her beschrieben Bei Drucklegung dieser DGUV Information befand sich au erdem die internationale technische Spezifikation ISO TS 15066 in Vorbereitung Diese technische Spezifi kation dient dazu w hrend der Entwicklung neuartiger kollaborierender Robotersysteme weitere Anforderun gen zu spezifizieren um sie zu einem sp teren Zeit punktin die Normenserie EN ISO 10218 zu berf hren Handf hrung Wenn der Roboter f r Handf hrung vorgesehen ist muss eine Handf hrungseinrichtung nahe am Endef fektor angebracht sein Dies kann z B ein Kraft Mo mentensensor sein wodurch der Roboter hnlich einem Manipulator manuell gef hrt werden kann Der Roboter muss dabei mit sicher reduzierter Geschwindigkeit be trieben werden Die sicher reduzierte Geschwindigkeit muss die Anforderungen aus Abschnitt 4 1 3 erf llen Die H he der Geschwindigkeit ist nicht vorgeschrieben Sie leitet sich aus der Risikobeurteilung ab Zus tzlich m ssen ein Zustimmungsschalter und eine Not Halt Einrichtung leicht erreichbar vorgesehen wer den Zustimmungsschalter und Not Halt m ssen eben falls sicherheitsgerichtet ausgef hrt sein 5 3 Unter den Hebezeugen existieren hnliche Ger te f r die jedoch eigene Normen gelten F r Industrieroboter die zur Handf hrung eingesetzt werden sind jedoch auch wenn es sich um Hebevorg nge handelt im mer die Anforderungen der EN ISO 10218 1 und EN ISO 10218 2 zu erf llen Kraf
100. nsbesondere auch ber die schvver erkennbaren Regelm ige Untervveisungen sind durchzuf hren Es ist zu empfehlen dass die untervviesenen Personen die Un tervveisung mit ihrer Unterschrift bestdtigen Ist mit einem Zutritt durch Unbefugte zu rechnen sind zus tzlich Hinweisschilder und Absperrb nder vorzu sehen Dabei sollten standardisierte Zeichen entspre chend DIN 4844 2 verwendet werden Zu den Gefahren die auch f r unterwiesenes Personal 7 4 nur schwer erkennbar sind z hlen insbesondere die automatischen Abl ufe der Roboteranlagen welche bei einer stillstehenden Anlage in einem vermeintlich gefahrlosen Zustand sind Um m glichst rasch wieder produzieren zu k nnen kann dies dazu verleiten durch Unwirksammachen der Verriegelungseinrichtungen in die Anlage zu gelangen Die versehentliche Bed mp fung eines der zahlreichen in der Anlage vorhandenen Initiatoren z B mit einem Werkzeug oder durch Teile des Werkst cks kann dabei den n chsten Fahrbefehl des Roboters ausl sen eine Spannbevvegung einleiten oder hnliches Konstruktive Vorkehrungen f r den Fall des Ausfalls von ber hrungslos wirkenden Schutzeinrichtungen sind in Abschnitt 4 2 7 beschrieben Ferndiagnose Moderne Roboteranlagen verf gen ber Schnittstellen zur Ferndiagnose Sie k nnen an das Internet bzw an das ffentliche Telefonnetz angeschlossen werden Es ist damit dem Roboterhersteller m glich bestimmte Fehlerzust nde des Roboters
101. nur die Schnittstellen betrachtet vverden m ssen Rechtsgrundlagen Gesamtheit von Maschinen Produktionstechnischer Nein 1 Schritt Zusammenhang vorhanden EG Konformit tserkl rung und CE Kennzeichnung der Einzelmaschinen Nein Sicherheitsteschnischer Schul Zusammenhang Gesamtheit von Maschinen i S der MRL EG Konformit tserkl rung und CE Kennzeichnung der Gesamtheit von Maschinen Abb 20 Ablaufdiagramm nach Interpretationspapier des Bundesminis terium f r Arbeit und Soziales BMAS 1 21 Rechtsgrundlagen 22 Mindestanforderung Zur Verkettung vorgesehene Ma schinen die f r sich jedoch auch als Einzelmaschi ne vervvendungsfertig sind m ssen mit den blichen Begleitdokumenten versehen sein EG Konformit ts erklarung CE Zeichen Betriebsanleitung Bei unvoll stindigen Maschinen sind Einbauerkl rung und Mon tageanleitung erforderlich Auf Folgendes sollte bei der Bestellung der Einzelmaschinen und unvollst ndigen Maschinen die zu einer verketteten Anlage zusammen gebaut werden zus tzlich geachtet werden Die Aufzah lung geht ber die gesetzlichen Mindestanforderungen hinaus Die Einhaltung bestimmter technischer Normen be statigen lassen z B bei Robotern EN ISO 10218 1 bei Bearbeitungszentren EN 12417 Bei unvollst ndigen Maschinen Lieferung von Bedie nungsanleitungen vvenn z B Bedienelemente vor handen sind Lieferung einer Programmieranleitung
102. on so dass z B am Greifer gern Zentriervor richtungen verwendet werden Die dabei entstehenden Scherkanten sind aufgrund der auftretenden Dr cke nicht zu beherrschen Scherkanten sind grunds tzlich zu vermeiden 5 3 3 Des Weiteren sind die f r den Kollaborationsbetrieb zu gelassenen Stellungen des Roboters Posen ausschlag gebend In der Regel m ssen mithilfe der Funktion Si chere Position die Verfahrvvege des Roboters begrenzt werden um z B sensible K rperteile wie Kopf und Hals vom Arbeitsbereich auszuschlie en Sicherheitsfunktionen Die Anforderungen nach EN ISO 10218 1 und EN ISO 10218 2 gelten auch f r kollaborierende Robo ter Neben den darin festgelegten obligatorischen Si cherheitsfunktionen wie Not Halt Sicherheitshalt und Zustimmungsschalter muss ein Roboter in der Funktion Leistungs und Kraftbegrenzung Power and Force Limi ting in der Regel mindestens ber die folgenden zus tz lichen Sicherheitsfunktionen verf gen Sichere berwachung des Drehmoments bzw der Kraft Unter Ber cksichtigung der Kantengeometrien s mt licher am Arbeitsprozess beteiligter Oberfl chen des Robotersystems resultiert aus der roboterseitigen ber wachung der Kraft bzw des Drehmoments auch die berwachung des Drucks im Robotersystem Sichere berwachung der Geschwindigkeit Um sicherzustellen dass bei einem eintretenden oder bevorstehenden Kontakt die Geschwindigkeit keine feh lerhaften Werte annimmt muss um die
103. r ausger stet ist Die externen Signale werden zur Verkn pfung mit ande ren Maschinen oder Maschinenteilen die hier nicht be trachtet werden ber eine Sicherheits SPS gef hrt Die funktionsm ige logische Verkn pfung der Wartungs t rfunktion mit der Betriebsart Automatik ist bereits in der Robotersteuerung realisiert Einlegebereich Einlegevorrichtung 2 x s nn s ee N Sicherheits Trittmatte Not Halt Taster Arbeitsbereichs berwachung Schutzma nahmen f r Industrieroboter und Anlagen Alle Achsen des Roboters werden gemeinsam durch Un terbrechung der Spannungsversorgung des Zwischen kreises stillgesetzt Die Bewertung wird in 4 Schritten durchgef hrt 1 Festlegen der Sicherheitsfunktionen 2 Feststellen des geforderten Performance Levels f r die jeweilige Sicherheitsfunktion 3 Ermitteln der beteiligten Sicherheitskomponenten 4 Berechnung des erreichten Performance Levels 22 un En Maximaler Arbeitsbereich un ER ten Ti ne en RER 777 a n y a 5 TA vn Dann ana na na ann nn aan as aaa 5 5 5 a 2 2555 7 a N
104. r elektrische galvanische Trennung von der Energieversorgung Die Ausf hrung der Not Halt Kreise muss in sicherer Technik entsprechend EN 60204 1 erfolgen Die funktionale Sicherheit des Not Halt Kreises ist nach EN ISO 10218 1 in Einfehlersicherheit auszulegen sie he Abschnitt 4 1 3 Not Halt Einrichtungen m ssen gut sichtbar und leicht erreichbar sein Sie m ssen mindes tens an jedem Bedienplatz vorgesehen werden Nach Entriegelung des Not Halt Befehlsger tes darf die Anlage nicht unmittelbar wieder anlaufen Erst nach Be t tigung einer vveiteren Starteinrichtung darf der Wie deranlauf erfolgen Anlagen Not Halt Im Normalfall ist die Not Halt Schaltung so auszuf h ren dass bei Bet tigung des Not Halts die gef hrlichen Bevvegungen und die gef hrlichen Prozessfunktionen der gesamten Anlage stillgesetzt werden Bei sehr vveit r umigen Roboteranlagen ist es zul ssig die Not Halt Einrichtungen in bestimmte Teilbereiche aufzuteilen siehe auch EN ISO 11161 Voraussetzung ist dass diese aufgrund der konstruktiven Anordnung der Anlage als Teilbereiche erkennbar sind Zus tzlich sind Hinweis schilder an den Not Halt Befehlsger ten anzubringen Das Personal muss durch entsprechende Schulungen mit der Wirkungsweise dieser Not Halt Einrichtungen vertraut sein Besonderes Augenmerk ist auf die Schnittstellen zu be nachbarten Anlagenteilen zu richten Gegebenenfalls m ssen die Not Halt Kreise an den Schnittstellen auch
105. rechenden Interpretati onspapiers durch das Bundesministerium f r Arbeit und Soziales stand zum Zeitpunkt der Drucklegung dieser DGUV Information unmittelbar bevor Das berholen und Instandsetzen ein Werkzeugwech sel und auch die Verbesserung des Schutzniveaus gel ten allgemein als Nicht Wesentliche Ver nderung Aber wann ist nun ein Umbau einer Roboteranlage eine Wesentliche Ver nderung Die o g Aussagen beinhal ten naturgem einen weiten Graubereich Die aktuelle Fachmeinung zum Thema Wesentliche Ver nderung von Maschinen geht heute vor allem von folgender Kernfrage aus 17 Rechtsgrundlagen 18 Kommen durch den Umbau neue Risiken in erheblichem Umfang hinzu vvelche mit dem vorhandenen Schutzkon zept nicht vereinbar sind Wenn diese Frage mit ja beantwortet werden kann han delt es sich um eine Wesentliche Ver nderung die eine neue EG Konformit tsbewertung erfordert Die Entschei dung obliegt demjenigen in dessen Namen eine Robo teranlage ge ndert ver ndert wird und ist mit aller Sorg falt zu treffen Wichtig ist dass im Falle einer Nicht Wesentlichen Ver nderung die UmbaumaBnahmen an einer bestehenden Anlage grunds tzlich so durchgef hrt werden dass die ge nderten ver nderten Teile der aktuellen neuen Vor schriftenlage entsprechen Das l sst sich nichtimmer vollst ndig erreichen z B bei der Berechnung der Per formance Level f r Steuerungen Jedoch sollten zumin dest die a
106. rh nge Laserscanner Schalt 2 2 platten Schaltmatten trennende Schutzeinrichtungen z B Umz unungen berwachte Zugangst ren in Um zaunungen sovvie NOT HALT Einrichtungen C Normen sind Europdische Produktnormen vvelche einen Maschinentyp sicherheitstechnisch vollst ndig beschreiben wie z B Industrieroboter Pressen Werk zeugmaschinen usw Wenn eine Typ C Norm von einer oder mehreren Fest legungen abweicht die in einer Typ A Norm oder einer Typ B Norm behandelt werden haben die Festlegungen der Typ C Norm Vorrang C Norm f r Industrieroboter F rlndustrieroboter steht eine zweiteilige C Norm zur Verf gung die EN ISO 10218 1 und 2 Industrieroboter Sicherheitsanforderungen Teil 1 Roboter und Teil 2 Robotersysteme und Integration EN ISO 10218 1 Die EN ISO 10218 1 gilt f r Industrieroboter d h au tomatisch gesteuerte frei programmierbare Mehr zvveck Manipulatoren die in drei oder mehr Achsen programmierbar sind und zur Vervvendung in der Auto matisierungstechnik entvveder an einem festen Ort oder bevveglich angeordnet sein k nnen 5 Die Norm stellt Anforderungen und gibt Anleitung f r inh rent sichere Konstruktion Schutzma nahmen und die Benutzerin formation Sie beschreibt grundlegende Gef hrdungen durch Roboter und die Beseitigung oder hinreichende Verringerung der damit verbundenen Risiken Sie gilt nicht f r Roboter au erhalb des industriellen Bereichs kann aber darauf angewendet werden
107. rriegelung Schaltmatten Zustimmungsschalter Lichtvorh nge Nachlaufmessungen von Schutzeinrichtungen soweit sicherheitsrelevant In Betrieb befindliche Roboteranlagen fallen unter den Geltungsbereich der Unfallverh tungsvorschrift Grunds tze der Pr vention DGUV Vorschrift 1 bisher BGV GUV V A1 sowie der Betriebssicherheitsverord nung BetrSichV In beiden Vorschriften werden wieder kehrende sicherheitstechnische Pr fungen gefordert Es gilt auch die Technische Regel TRBS 1201 zur BetrSichV Die Pr fintervalle sind aus einer Gef hrdungsbeurtei lung der einzelnen Arbeitspl tze abzuleiten Sie m s sen so festgelegt werden dass die Roboteranlage nach allgemein zug nglichen Erkenntnisguellen und betrieb lichen Erfahrungen im Zeitraum zwischen zwei Pr fun gen sicher benutzt werden kann und richten sich nach folgenden Kriterien e Informationen des Herstellers e Verschlei der sicherheitsrelevanten Bauteile Unfallgeschehen und Beinaheunf lle betriebliche Erfahrungen Pr fumfang Pr fer Sicht und Funktionspr fung Bef higte Person Not Halt DGUV Vorschrift 1 j hrlich Sicht und Funktionspr fung Bef higte Person bisher BGV GUV A1 Elektrische Ausr stung DGUV Vorschrift 3 4 Jahre bisher BGV GUV A3 VDE 0105 100 Sicht und Funktionspr fung Elektrofachkraft e Messen des Schutzleiterwiderstandes e Messen des Isolationswiderstandes Druckger te z B Hydrospeicher BetrSichV
108. rung von L rm und Vibrationen Hinweise zur Inbetriebnahme und zum Betrieb der Maschine sowie erforderlichenfalls Hinweise zur Ausbildung bzw Einarbeitung des Bedienungspersonals Angaben zu Restrisiken die trotz der Ma nahmen zur Integration der Sicherheit bei der Konstruktion trotz der Sicherheitsvorkehrun gen und trotz der erg nzenden Schutzma nahmen noch verbleiben Anleitung f r die vom Benutzer zu treffenden Schutzma nahmen gegebenenfalls einschlie lich der bereitzustellenden pers nlichen Schutzausr stung die wesentlichen Merkmale der Werkzeuge die an der Maschine angebracht werden k nnen Bedingungen unter denen die Maschine die Anforderungen an die Standsicherheit beim Betrieb beim Transport bei der Montage bei der Demontage wenn sie au er Betrieb ist bei Pr fungen sowie bei vorhersehbaren St rungen erf llt Sicherheitshinweise zum Transport zur Handhabung und zur Lagerung mit Angabe des Gewichts der Maschine und ihrer verschiede nen Bauteile falls sie regelm ig getrennt transportiert werden m ssen bei Unf llen oder St rungen erforderliches Vorgehen falls es zu einer Blockierung kommen kann ist in der Betriebsanleitung anzuge ben wie zum gefahrlosen L sen der Blockierung vorzugehen ist Beschreibung der vom Benutzer durchzuf hrenden Einrichtungs und Wartungsarbeiten sowie der zu treffenden vorbeugenden Wartungsma nahmen Anweisungen zum sicheren Einrichten und Warten einschlie lich der dabei zu tre
109. satzgebiete f r Industrieroboter Industrieroboter findet man in vielen Bereichen der Industrie z B Automobilhersteller und Zulieferer Luft und Raumfahrt Nahrung und Genussmittel Textil Holz und M bel Druck und Papier Gummi und Kunststoff Chemie und Pharmazie Haushaltsger teindustrie Fein mechanik Bau Giefserei Keramik und Stein usw Da neben finden sie auch bereits Einsatz in Forschung und Ausbildung oder in der Landvvirtschaft Roboter vverden heute vielseitig vervvendet z B e Schutzgasschwei en Punktschwei en Laser schwei en L ten e Palettieren Verpacken und Kommissionieren e Handhabung an anderen Maschinen Be und Entla den von Maschinen Lackieren Oberfl chenbehand lung Emaillieren Klebe und Dichtmittelauftrag Beschichten e Laserschneiden Plasmaschneiden Wasserstrahl Abb 10 Plasmaschneiden F schneiden Mechanisches Bearbeiten e Befestigen Einlegen Best cken Montieren Demontieren e Messen Testen Pr fen usw Die sicherheitstechnischen Anforderungen f r Indust rieroboter und deren Anwendungen in Roboteranlagen werden in den nachfolgenden Kapiteln ausf hrlich be schrieben F r nichtindustrielle Roboter enth lt diese Schrift im Folgenden nur einen kurzen berblick Nichtindustrielle Roboteranwendungen Neben den Industrieanwendungen findet man Robo ter heute z B auch im Entertainmentgesch ft in der Medizintechnik als Serviceroboter oder im Milit r Die f r
110. se eine vollst ndige Erkennung durch derartige Einrichtungen technisch und wirtschaft lich nicht mehr durchf hrbar z B im Automobilkaros seriebau Dann sind mindestens an den einzelnen Zu gangst ren von denen aus ein gr tm glicher Einblick in die Anlage gegeben ist Quittiertaster anzubringen Zus tzlich m ssen nach EN ISO 10218 2 weitere Schutz ma nahmen vorgesehen werden z B Anlaufwarnungen und sogenanntes Lock Out Akustische und optische Anlaufwarnungen sind jedoch nicht zu empfehlen da sie von den Besch ftigten als st rend empfunden wer den Fr her oder sp ter werden sie dann nicht mehr wahrgenommen demontiert oder unwirksam gemacht Im Automobilbau hat sich das sogenannte Lock Out be w hrt Dabei werden an den Zug ngen Sicherheitst r schalter vorgesehen welche die M glichkeit zum Ein h ngen von Schl ssern Lock Out oder gleichwertigen personengebundenen Sicherungseinrichtungen bieten Abbildung 46 45 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen A 2 5 46 Nicht hintertretbare Schutzeinrichtungen 4 2 7 Wenn der Arbeitsraum hinreichend klein ist sodass ein unbemerkter Aufenthalt von Personen darin aus geschlossen werden kann darf auf Quittiereinrichtun gen verzichtet werden siehe auch EN 692 Der jeweils folgende Arbeitszyklus kann dann unmittelbar nach Schlie en der Schutzt rkontakte oder Freiwerden der BWS eingeleitet werden Die Gr e des Gefahren bzw Arbeitsraums sollte
111. sicher berwacht sein 5 5 Wie auch das sonstige sicherheitsbezogene Steue rungssystem der Roboteranlage m ssen auch diese optischen Schutzeinrichtungen die Anforderungen von EN 150 13849 1 PLd in Verbindung mit Kategorie 3 erf l len siehe Abschnitt 4 1 3 Kollaborierende Robotersysteme Die Sicherheitsabst nde m ssen EN ISO 13855 entspre chen Daherist die Geschwindigkeits und Abstands berwachung in der Regel nur dort anwendbar wo ausreichend Platz zur Verf gung steht Zus tzlich ist zu beachten dass sich nicht nur die Person der Gefahrstel le n hert sondern dass sich auch die Gefahrstelle Ro botersystem auf die Person zu bewegen kann Sicherheitsgerichteter Stopp Beim sicherheitsgerichteten Stopp handelt es sich um einen Sonderfall der Geschwindigkeits und Abstands bervvachung Bei Zutritt zum Kollaborationsraum wer den die Antriebe sofort gestoppt und in einen sicheren Betriebshalt nach EN 61800 5 2 berf hrt Safe Opera ting Stop SOS Bei Verlassen des Kollaborationsraums setzt der Roboter seine Bewegung ohne Ouittierung fort Die H he der Geschwindigkeit wird nach Risikobeurtei lung festgelegt Minimaler Sicherheitsabstand Entfemungen Geschwindigkeit des Roboters Geschwindigkeit des Menschen Reaktionszeit der Steuerung Anhaltezeit des Roboters Anhalteweg des Roboters minimaler Abstand Abstand zum Zeitpunkt t Zeitpunkt an dem Stopp eingeleitet D tr uu Tp Zeitintervalle
112. sicher berwachte Robotersteue rungen genutzt siehe Abschnitt 4 2 1 3 Abb 35 Begrenzung von drei Bewegungsbereichen an der Grundachse durch sicher wirkende Initiatoren H 35 SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen 4 2 Bezugsebene Schutzeinrichtungen f r Roboterzellen und anlagen An Industrierobotern und anlagen existiert eine Vielzahl von Gefahrstellen mit mechanischen Gef hrdungen z B durch Quetschen und Scheren Um einen Eingriffs und Zutrittsschutz sicherstellen zu k nnen m ssen Roboteranlagen daher mit Schutzeinrichtungen umge ben sein Eine Ausnahme bilden Arbeitspl tze mit kol laborierenden Robotern die speziell f r die Mensch Ro boter Kooperation konzipiert sind Abschnitt 5 In den meisten F llen kommen Schutzz une sowie feste Ver kleidungen in Verbindung mit Lichtvorh ngen Rolltoren u dgl in Betracht Hinzu kommen Gef hrdungen aufgrund des techni schen Prozesses Schwei en Laser welche zus tzli che Schutzeinrichtungen erfordern k nnen z B Blend schutz Absaugung pers nliche Schutzausr stung PSA hb p 7 H he der sch tzenden Konstruktion b H he des Gef hrdungs bereiches a 4 lt ar Z Waagerechter Abstand c zum Gef hrdungs bereich A Db Abb 36 Sicherheitsabst nde nach EN ISO 13857 H 36 4 2 1 4 2 1 1 Trennende Schutzeinr
113. st zu beachten Die Zeitein stellung sollte dem Umsteckvorgang gen gend Zeit ein r umen z B einige Minuten so dass es nicht zu Fehl abschaltungen kommt Schnellstm gliches Stillsetzen Die Maschinenrichtlinie und EN 60204 1 verlangen bereinstimmend f r die Anwendung der Stoppfunktio nen f r Not Halt ein schnellstm gliches Stillsetzen Der Begriff schnellstm glich ist jedoch dehnbar und ver langt zus tzliche berlegungen Die Verkn pfung der Not Halt oder Schutzt rsignale mit der sofortigen Energietrennung Stoppkategorie 0 und dem gleichzeitigen Einfallen der mechanischen Haltebremsen kann einen schnellen Bremsvorgang be wirken f hrt aber zum VerschleiBen der Bremsen Dies beeintr chtigt die Sicherheit der Anlage Ein gesteuer tes Stillsetzen bei dem die Energie zu den Maschinen antriebselementen beibehalten wird um das Stillset zen zu erzielen schont die Maschine Die Energie wird erst dann unterbrochen wenn der Stillstand erreicht ist Stoppkategorie 1 Jedoch ist die f r das Bremsen erfor derliche Antriebselektronik normalerweise sicherheits technisch nicht ert chtigt Der Fehlerfall bei dem diese Elektronik im Moment des Not Halts oder ffnens der Schutzt r versagt ist zwar unwahrscheinlich aber nicht auszuschlie en In der Folge k nnte es zum unkontrol lierten Austrudeln oder Weiterbeschleunigen der Antrie be kommen Stoppfunktion Stoppkategorie 0 Maschinen Antriebselementen
114. t und oder Leistungsbegrenzung Prinzip Generell muss sichergestellt sein dass bei einem Kon takt zwischen Roboter oder Werkzeug und Person be stimmte Belastungskenngr Ben nicht berschritten werden Verl ssliche Grenzwerte f r diese medizinischen und biomechanischen Anforderungen waren bei Druckle gung dieser DGUV Information in Vorbereitung Hinsicht lich aktueller Grenzwerte wenden Sie sich bitte an die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung oder an Ihren zust ndigen gesetzlichen Unfallversicherungstr ger In einer fr heren Ausgabe von EN ISO 10218 1 aus dem Jahr 2006 war eine maximale Leistung von 80 W oder eine maximale Kraft von 150N an der Werkzeugaufnah me angeben Diese pauschalen Werte wurden in der Folgeausgabe der zuvor genannten Norm wieder gestri chen Es war festgestellt worden dass biomechanische Grenzwerte nach K rperregionen differenziert betrach ten werden m ssen Abb 50 Roboter mit Handf hrung H 5 3 2 Kollaborierende Robotersysteme Um den Druck auf die K rperregionen zu minimieren sollten grunds tzlich alle Kanten des Robotersystems einschlie lich der Werkzeuge gerundet sein Eine M glichkeit zur Begrenzung der Kontaktkr fte be steht im Aufbringen von Schutzeinrichtungen direkt auf dem Roboter und ggf auf dem Werkzeug Hierzu eignen sich insbesondere taktile Schutzeinrichtungen Sie l sen bei Kontakt mit einer Person einen Stopp aus Auch eine Kombination von taktilen S
115. ten Benutzerinformationen werden vom Systemintegrator zur Erstellung der Be triebsanleitung verwendet oder werden direkt Bestand teil davon Technische Dokumentation f r unvollst ndige Maschinen Industrieroboter gelten da sie meist ohne externe Schutzeinrichtungen geliefert werden als unvollst ndige Maschine oder Teilmaschine In der Maschinenrichtlinie 98 37 EG die bis Ende 2009 g ltig war wurde f r solche unvollst ndigen Ma schinen keine Dokumentation gefordert die Pflicht zur Mitgabe einer Benutzerinformation ergab sich ledig lich wenn in der Herstellererkl rung die Einhaltung von Normen best tigt wurde die eine solche forderten Die seit 30 12 2009 anzuwendende Richtlinie 2006 42 EG hat diesen Mangel beseitigt und die Anforderungen f r unvollst ndige Maschinen denen f r vollst ndige angeglichen Das Verfahren f r unvollst ndige Maschinen ist nahezu genauso umfangreich wie das Konformit tsbewertungs verfahren f r Maschinen und fordert neben einer Risiko beurteilung vom Hersteller oder Inverkehrbringer eine Reihe von Dokumenten Den gr ten Teil bildet die Nachweisdokumentation die die Maschinenrichtlinie als Technische Unterlagen bezeichnet Diese technischen Unterlagen m ssen nicht an den Kunden weitergegeben werden Sie verbleiben beim Hersteller au er wenn die Lieferung dieser Unter lagen vertraglich vereinbart wurde Spezielle Technische Unterlagen f r unvollst ndige Maschinen Die
116. ten Not Halt Einrichtungen vermieden werden kann 63 Anhang 3 Checkliste Technische Unterlagen Nachvveisdokumentation Spezielle Technische Unterlagen f r unvollst ndige Maschinen Technische Unterlagen f r vollst ndige Maschinen allgemeine Beschreibung der Maschine bersichtszeichnung der unvollst ndigen Maschine Schaltpl ne der Steuerkreise Beschreibungen und Erl uterungen die zum Verst ndnis der Funktionsweise der Maschine erforderlich sind Detailzeichnungen mit Berechnungen Versuchsergebnissen Bescheinigungen usw zur bereinstimmung der unvoll st ndigen Maschine mit den grundlegenden Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen die Unterlagen ber die Risikobeurteilung aus denen hervorgeht welches Verfahren angewandt wurde eine Liste der grundlegenden Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen die f r die Maschine gelten eine Liste der grundlegenden Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen die angewandt wurden und eingehal ten werden Beschreibung der verwendeten Schutzma nahmen Angabe zu den Restrisiken angewandte Normen und sonstige technische Spezifikationen grundlegende Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen die von diesen Normen erfasst werden alle technischen Berichte mit den Ergebnissen der Pr fungen die an der unvollst ndigen Maschine durchgef hrt wurden Ergebnisse der Pr fungen und Versuche die durchgef hrt wurden um festzustellen ob die
117. tierung Nicht hintertretbare Schutzeinrichtungen Zweihandschaltungen Ersatzma nahmen bei defekten Schutzeinrich tungen Berechnungsbeispiel des Performance Levels f r die Sicherheitsfunktionen einer Roboterzelle Berechnung des Performance Levels f r die Sicherheitsfunktionen bei Neuanlagen Berechnung des Performance Levels f r die Sicherheitsfunktionen bei Wiederverwendung von gebrauchten Robotern in neuen Anlagen Kollaborierende Robotersysteme Allgemeine Mindestanforderungen Handf hrung Kraft und oder Leistungsbegrenzung Prinzip Messung von Kraft und Druck Sicherheitsfunktionen Geschwindigkeits und Abstands berwachung Sicherheitsgerichteter Stopp Sonderbetriebsarten zur Prozessbeobachtung St rungssuche Prozessbeobachtung mit Zustimmungsschalter Prozessbeobachtung ohne Zustimmungsschalter Wartung Instandhaltung Angaben in der Betriebsanleitung Technische Schutzma nahmen Ferndiagnose Anforderungen der Instandhaltung an die Konstruktion Wiederkehrende Pr fungen Seite 36 36 41 44 44 46 46 46 47 47 52 52 52 53 53 54 55 55 56 56 56 58 58 58 59 59 60 Seite Anhang 1 Checkliste Betriebsanleitung f r Maschinen 61 Anhang 2 Checkliste Benutzerinformation 62 Anhang 3 Checkliste Technische Unterlagen Nachvveisdokumentation
118. tigten unterweisen Bei verketteten Anlagen mit mehreren Robotern ist es u U erforderlich das Programmierhandger t w h rend des laufenden Betriebes abzuziehen weil es an einer anderen Station oder f r einen anderen Roboter 24V Anlagen Not Halt Kurzschlussstecker Funktions elektronik OV Abb 34 Beispiel f r zeitweises berbr cken des Not Halt Kreises w h 34 rend des Umsteckens des PHG H 4 1 9 ben tigt wird Ohne zus tzliche schaltungstechni sche Ma nahmen w rde das Abziehen des Steckers zum sofortigen Stillstand der gesamten Anlage f h ren Grund ist die als Ruhestromkreis ausgef hrte Not Halt Einrichtung auf dem PHG Eine Schaltung zum kurzzeitigen berbr cken des betreffenden Not Halt Stromkreises ist dann erforderlich In den einschl gi gen Normen existieren keine Vorgaben dar ber wie eine solche Schaltung auszuf hren ist ledoch sollte im Rahmen der Risikobeurteilung auch das Klemmen von Tastern die zur berbr ckung verwendet werden be dacht werden ebenso wie das bewusste Festsetzen aus Beguemlichkeitsgr nden Eine berwachung des Zeitablaufs ist daher in jedem Fall sinnvoll Abbildung 34 zeigt ein Schaltungsbeispiel mit Blindstecker Kurzschlussstecker Da die Zeit ber wachung keinen direkten Einfluss auf die Sicherheits funktion hat kann ein r ckfallverz gertes Relais oder ein elektronisches Betriebsmittel z B SPS verwendet werden Potenzialtrennung i
119. trieb aufgestellt Da diese Norm f r den nackten Roboter ohne Peripherie gilt wird oft inter pretiert dass allein mit diesen Anforderungen ein si cherer Roboter konstruiert und zertifiziert werden kann Dies trifft nicht zu da auch ein kollaborierender Roboter mit den f r die Arbeitsaufgabe notwendigen Greifern und Vorrichtungen eine Maschine nach Maschinen richtlinie bildet Der Systemintegrator muss wie f r jede andere Roboterapplikation eine EG Konformit tserkl rung ausstellen und ein CE Zeichen an der Applikation anbringen 52 Auch bei Zertifizierungen von kollaborierenden Robo tern sollte n zwecks seri ser Beurteilung eine oder mehrere Beispielapplikationen einbezogen werden Die Anforderungen von EN ISO 10218 1 und EN ISO 10218 2 gelten auch f r kollaborierende Robotersysteme Die Zusatzanforderungen f r kollaborierende Roboter waren zur Zeit der Drucklegung dieser DGUV Information noch sehr rudiment r Eine allgemein geltende Anforde rung ist eine optische Anzeige f r Roboter die von ei nem nicht kollaborierenden konventionellen in einen kollaborierenden Betrieb wechseln k nnen Vorgaben ber die Qualit t dieser Anzeige existieren nicht Eine Anzeige auf dem Bedienfeld kann daher ausreichend sein EN ISO 10218 2 enth lt dar ber hinaus weitergehende Anforderungen zum kollaborierenden Betrieb Diese An forderungen sind angelehnt an m gliche Applikationen Im Folgenden sind einige ausgew hlte A
120. trotechnical Im Amtsblatt der EU werden die Fundstellen der har Commission monisierten Normen neben dem Datum des Beginns der Konformit tsvermutung und gegebenenfalls den ITU International Telecommunication bergangsfristen ver ffentlicht Sobald die Ver ffentli Union Zusammenarbeit zwischen europ ischer und internati onaler Normung Es existieren bereinkommen zwischen ISO und CEN Wiener Vereinbarung sowie zwischen IEC und CENELEC Dresdner Vereinbarung Normungsarbeit m glichst nur noch aufinternationaler Ebene durchzuf hren So erar beitete Normen werden dann ins europ ische Normen werk bernommen Damit wird erreicht dass die Anfor derungen aus europ ischen und aus internationalen Normen bereinstimmen Harmonisierte Normen Harmonisierte Normen sind Normen die durch die eu rop ischen Normungsorganisationen im Auftrag der Europ ischen Kommission erarbeitet werden Sie kon kretisieren die grunds tzlichen Anforderungen der EG Richtlinien Im Anhang ZA einer harmonisierten Norm wird angegeben welche Abschnitte der jeweiligen chung im Amtsblatt der EU erfolgt ist gilt die sogenann te Konformit tsvermutung Das hei t bei Anwendung der Norm kann davon ausgegangen werden dass die grundlegenden Anforderungen der betreffenden Richtli nie erf llt werden Trotz des daraus resultierenden ho hen Stellenwerts harmonisierter Normen bleibt deren Anwendung freiwillig Wendet der Hersteller von Ma schinen
121. uerung nur m g lich wenn ein Fehlerausschluss angenommen werden kann Nach EN ISO 13849 1 Tabelle C 1 betr gt die f r einen Not Halt Taster mindestens erforderliche mecha nische Lebensdauer 6500 Schaltzyklen Unter diesen Bedingungen kann f r die mechanische Zwangsf hrung ein Fehlerausschluss angenommen werden SchutzmaBnahmen f r Industrieroboter und Anlagen Bei einer nach EN ISO 13849 1 ebenfalls anzunehmen B104 nach Herstellerangabe 3x10 den Lebensdauer von mindestens 20 Jahren ergibt sich d die mittlere Betriebszeit in Tagen n mit 325 Schaltzyklen eine ungefahr einmal tagliche P pro lahr Bet tigung Wenn dies etwa der Praxis der geplanten h die mittlere Betriebszeit in Stunden Sie Anlage entspricht ist der Fehlerausschluss zul ssig Da pro Tag die elektrischen Kontakte von Not Halt Tastern zwangs die mittlere Zeit zwischen zwei 3600 sec gef hrt sind ist der Fehlerausschluss sowohl f r den mechanischen St el als auch f r die elektrischen Kon zyklus aufeinanderfolgenden Zyklen Zugang 1x pro Stunde takte zul ssig 5 d p x 3600 E 300x16 x 3600 nop 4800 6500 Schaltzyklen zyklus 3600 lahr 5 325 Schalizyklen lahr 20 lahre B104 3x106 MTTF 6250 Jahre Beteiligte Sicherheitskomponenten an der Sicherheits 0 1 X Nop 0 1 x 4800 funktion 2 Wartungst r T rverriegelungs ee f r SERIE Der PFHy Wert kann unter
122. ungssysteme Grundlegende Anforderun gen ISO 11161 2007 Amd 1 2010 Deutsche Fassung EN ISO 11161 2007 A1 2010 7 DIN EN ISO 13849 1 Sicherheit von Maschinen Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen Teil 1 Allgemeine Gestaltungsleits tze ISO 13849 1 2006 Deutsche Fassung EN ISO 13849 1 2008 8 DINEN 60204 1 VDE 0113 1 2007 06 Sicherheit von Maschinen Elektrische Ausr stung von Maschinen Teil 1 Allgemeine Anforderungen IEC 60204 1 2005 modifiziert Deutsche Fassung EN 60204 1 2006 9 DIN EN ISO 13857 Sicherheit von Maschinen Sicher heitsabst nde gegen das Erreichen von Gef hrdungs bereichen mit den oberen und unteren Gliedma en ISO 13857 2008 Deutsche Fassung EN ISO 13857 2008 10 DIN SPEC 33885 2013 02 Sicherheit von Maschinen Risikobeurteilung Teil 2 Praktischer Leitfaden und Verfahrensbeispiele ISO TR 14121 2 2013 02 11 EG Richtlinien Bezugsquelle Bundesanzeiger Verlagsgesellschaft mbH Postfach 100534 50445 K ln e Richtlinie 93 42 EWG des Rates vom 14 Juni 1993 ber Medizinprodukte Amtsbl EG Nr L169 1 12 e Richtlinie 2006 42 EG des Europ ischen Parlaments und des Rates vom 17 Mai 2006 ber Maschinen und zur nderung der Richtlinie 95 16 EG Neufassung Amtsbl EU L 157 24 13 Richtlinie 2006 95 EG des Europ ischen Parlaments und des Rates vom 12 Dezember 2006 zur Anglei chung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten betreffend elektrische
123. usgew hlten Komponenten dem aktuellen neuen Stand der Sicherheitstechnik entsprechen Performance Level Diskreter Level der die F higkeit von sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung spe zifiziert eine Sicherheitsfunktion unter vorhersehbaren Bedingungen auszuf hren siehe auch Abschnitt 4 3 Diese Vorgehensweise ist insoweit von Bedeutung als dass mit jedem Umbau auch eine Verbesserung der Sicherheit der Gesamtanlage einhergeht obwohl dies streng genommen nach Betriebssicherheitsverordnung nicht gefordert wird Wenn die ge nderten Teile an einer bestehenden Anlage jedoch weitgehend dem heutigen Stand der Technik bzw den Anforderungen der Maschi nen RL entsprechen verliert die Frage zunehmend an Bedeutung ob es sich um eine Wesentliche Ver nde rung handelt oder nicht In der Praxis handelt es sich er fahrungsgem in den meisten F llen um Nicht Wesent liche Ver nderungen Hierbei ist unbedingt festzuhalten dass auch f r Nicht Wesentliche Ver nderungen ein rechtlicher Rahmen existiert n mlich der nach der Betriebssicherheitsver ordnung Danach ist derjenige der den Umbau veran lasst verpflichtet hnlich wie nach Maschinenrichtli nie eine Gef hrdungsbeurteilung durchzuf hren und zu dokumentieren Auch au erordentliche Sicht und Funktionspr fungen sind vorzusehen Die Pflicht zur Dokumentation gilt somit f r Wesentliche Ver nderungen und Nicht Wesentliche Ver nderungen gleicherma en Dies
124. ver kehrbringen einer neuen Anlage In diesem Fall muss trotz der nicht gravierenden Risikover nderung eine neue EG Konformit tsbewertung durchgef hrt wer den Das hei t es ist eine neue Risikobeurteilung und eine neue Betriebsanleitung anzufertigen Eine neue EG Konformit tserkl rung ist auszustellen Zusatzinformation Im Fall einer Wesentlichen Ver nderung m ssen Roboter und Roboteranlagen den aktuell geltenden Rechtsvor schriften entsprechen Dazu z hlt die EN ISO 10218 Teile 1 und 2 welche auch die Steuerungsnorm Abb 18 Pressenverkettung I Rechtsgrundlagen EN ISO 13849 1 mit Performance Level d beinhaltet Die sicherheitsrelevanten Steuerungen m ssen jedoch im Fall einer Wesentlichen Ver nderung noch nicht zwin gend dem Schutzniveau dieser Norm angepasst werden da dies aufgrund der fehlenden Datenbasis zur Berech nung der Performance Level meistens nicht m glich ist Es gen gt in diesem Fall wenn die sicherheitsrelevan ten Stromkreise einer Roboteranlage wie z B e Not Halt e Zustimmungseinrichtung e Ber hrungslos wirkende Schutzeinrichtungen z B Lichtschranken Laserscanner e Taktile Schutzeinrichtungen z B Schaltmatten Schaltplatten Schaltleisten e Ortsbindende Schutzeinrichtungen z B Zweihandschaltungen e T r berwachungsschaltungen mit und ohne Zuhaltung Sicherer Einzelbetrieb eines Roboters bei Anlagen mit mehreren Robotern z B zu Programmierzwecken oder Nachjustage
125. von den Faktoren Last Geschwindigkeit und Auslenkung abh ngig Bei Stoppkategorie 0 kommt auch noch die Temperatur der Bremsen und der Verschlei und Ver schmutzungsgrad der Bremsbel ge hinzu Bei Stopp kategorie 1 dient die Bremse nur als Haltebremse und hat deswegen keinen Einfluss auf die Bremszeit Zur Erl uterung von Stoppkategorie 1 und Stoppkategorie 0 siehe auch Abschnitt 4 1 9 Reaktionszeit Bremszeit Stoppereignis Stillstand Die Angaben die der Hersteller nach EN ISO 10218 1 in seiner Anwenderdokumentation machen muss be schr nken sich auf den Anhalteweg und die Anhaltezeit A bb 22 Anhaltezeit G Ausladung 100 76 Ausladung 66 Ausladung 33 96 179 1 Nachlaufweg bei Stopp 30 0 Nachlaufvveg bei Stopp 1 Abb 23 Beispiel f r die Anhaltewege der drei Hauptachsen eines Knickarmroboters bei Maximallast und Maximalgeschwindigkeit G 25 Betriebsanleitung und Technische Dokumentation Anhaltevveg Achse1 Ausladung der Achsen 2 und 3 100 96 20 40 60 80 Geschvvindigkeit m Bruchteil der Maximallast 100 Anhaltezeit s 0 90 0 80 0 70 0 60 0 50 0 40 0 30 0 20 0 10 0 00 20 Achse 1 Ausladung der Achsen 2 und 3 100 96 40 60 80 100 Geschwindigkeit m Bruchteil der Maximallast Abb 24 Beispiel f r die Angaben in der Benutzerinformation nach EN ISO 10218 1 Anhang B G 26 nach einem Stopp f r d
126. werden um auch sp tere Erweiterungen zu erm glichen Abb 28 Bet tigung des Zustimmungsschalters beim Programmieren F Funktionale Sicherheit der Steuerung F r sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen wird in den Produktnormen f r Industrieroboter EN ISO 10218 1 und EN ISO 10218 2 Einfehlersicherheit mit partieller Fehlererkennung gefordert Gleichzeitig wird auch der Hinweis gegeben dass diese Anforderungen durch Ma nahmen nach EN ISO 13849 1 oder EN 62061 erf llt werden Dabei wird folgende sicherheitsbezogene Leis tungsf higkeit der Steuerung genannt e PLd Performance Level d in Verbindung mit Struktur Kategorie 3 oder SIL 2 Safety Integrity Level 2 in Verbindung mit Hard vvare Fehlertoleranz 1 Diese Anforderungen bedingen in den meisten F llen eine zvveikanalige Steuerungsstruktur entsprechend Ab bildung 29 Somit sind der frelen Ausvvahl der Katego rie bzw PL oder SIL mittels Risikograph Abbildung 30 Grenzen gesetzt Im begr ndeten Einzelfall darf aufgrund einer um fassenden Risikobeurteilung f r das Robotersystem und dessen Anwendung von diesen Vorgaben abge wichen werden Bei der Auswahl einer alternativen Steuerungskategorie PL SIL k nnen die Risikogra phen nach EN ISO 13849 1 zu Hilfe genommen werden Abbildung 30 Die sicherheitsbezogenen Teile von Steuerungen umfas sen z B e Elektrische Verriegelungen von Schutzeinrichtungen e Zustimmungsschalter Begrenzungen bzw
127. zu diagnostizieren ohne dass vor Ort beim Betreiber Servicekr fte anwesend sein m ssen Mit diesen Einrichtungen k nnen aber auch die Steuerprogramme des Roboters teilweise oder vollst ndig ver ndert werden Es ist au erdem m glich dem Roboter Fahrbefehle zu erteilen ohne dass vor Ort die entsprechenden Befehlstasten bet tigt werden Dies zeigt dass bei Benutzung von Ferndiagnosesystemen Wartung Instandhaltung besondere Vorsicht geboten ist Schutz bieten nur die unter 4 beschriebenen Ma nahmen wie Zustimmungs schalter oder gleichwertige von der Fernsteuerung un abh ngige bergeordnete Schutzma nahmen und eine umfassende Aufkl rung der Besch ftigten ber die Gef hrdungen Auf die Gefahren beim Festbinden oder Festklemmen von Zustimmungsschaltern sollte ebenfalls in den Un terweisungen hingewiesen werden Die Reduzierung der Geschwindigkeit des Roboters erfolgt bei einigen Robo terfabrikaten allein ber die Software Unkontrollierte Bewegungen des Roboters auch mit h heren Geschwin digkeiten k nnen nicht ausgeschlossen werden Nur ein wirksamer Zustimmungsschalter bietet in derartigen Situationen angemessenen Schutz Anforderungen der Instandhaltung an die Konstruktion Die speziellen Erfordernisse der Instandhaltung sollten bereits fr hzeitig abgefragt werden und im Zuge der Ri sikobeurteilung in die konstruktive Gestaltung der Anla ge einflie en Hierzu z hlen z B Kontrolleinrichtungen die m glichst

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