Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb
und -automatisierung IFF
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb
und -automatisierung IFF

Cobot-Planner

Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration zuverlässig planen – der Cobot-Planner macht es möglich

Für kollaborative Roboter legt die Sicherheitsbetriebsart "Leistungs- und Kraftbegrenzung" nach DIN EN ISO 10218-2 fest, dass Roboter dieses Typs bei einer Kollision mit einem Menschen die biomechanischen Grenzwerte aus ISO/TS 15066 nicht überschreiten dürfen. Nach DGUV-Information FB HM-080 beinhaltet ihre Sicherheitsfreigabe daher eine messtechnische Untersuchung der maximalen Kräfte und Drücke, wie sie bei den relevanten Kollisionsfällen auf den Menschen einwirken können. Bislang war diese Kollisionsmessung die einzige Möglichkeit, die maximal zulässigen Robotergeschwindigkeiten zu bestimmen. In der Vergangenheit zeigte sich, dass mit dieser Praxis ein hohes Investitionsrisiko einhergeht, da erst die Kollisionsmessung zeigt, mit welchen Geschwindigkeiten der Roboter sich maximal bewegen darf, ohne im Falle einer Kollision die biomechanischen Grenzwerte zu überschreiten.

Im Auftrag der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) hat das Fraunhofer IFF den Cobot-Planer entwickelt. Hierbei handelt es sich um ein webbasiertes Werkzeug, dass Anwender von Cobots bei der sicheren und zugleich wirtschaftlichen Auslegung ihrer MRK-Applikationen unterstützt. Konzipiert als intuitive Anwendung zeigt der Cobot-Planer schon nach wenigen Mausklicks genau auf, bei welchen Geschwindigkeiten eine sichere Mensch-Roboter-Kollaboration noch möglich ist.

Die technologische Grundlage für den Cobot-Planer bilden präzise Modelle, die das Kollisionsgeschehen und dessen Wirkung auf den Menschen simulativ nachbilden. Hierzu zählen ein Gefährdungsmodell und dynamisches Robotermodell sowie ein biomechanisches Modell des Menschen. Das biomechanische Modell des Menschen beruht auf Daten und Erkenntnissen aus den zahlreichen und weltweit einmaligen Probandenstudien, die das Fraunhofer IFF im Auftrag der DGUV und BGHM von 2015 bis 2019 durchführte. Die Simulationsergebnisse des Cobot-Planers hat das Fraunhofer IFF zusammen mit Ärzten der Klinik für Unfallchirurgie der Otto-von-Guericke-Universität anhand von Probandenstudien erfolgreich validiert.

Bis 2025 erweitert das Fraunhofer IFF den Funktionsumfang des Cobot-Planers ständig weiter. In die regelmäßigen Updates fließen punktuelle Verbesserungen, Korrekturen und Nutzerwünsche ein.