Regelwerk, Arbeitsschutz, UVV-Übersicht BGI DGUV-I
BGI 5123/ DGUV-I 209-074
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Vorbemerkung
1 Einführung
1.1 Robotertypen
Abb. 1 Kinematik der Hauptachsen [A]
Abb. 2 Vertikal Knickarmroboter RRRRRR_Kinematik [A]
Abb. 3 Die gebräuchlichsten Anordnungen von Hauptachsen bei seriellen Kinematiken und die hieraus resultierenden Koordinaten [A]
Abb. 4 Vertikal-Knickarmroboter [A]
Abb. 5 Dual Arm Roboter [B]
Abb. 6 Scara-Roboter [A]
Abb. 7 Portalroboter/Flächenportal [C]
Abb. 8 Delta-Roboter (Flexpicker) [D]
Abb. 9 Hexapod-Roboter [E]
1.2 Roboteranwendungen
Abb. 10 Plasmaschneiden [F]
Abb. 11 Schreitroboter [G]
Abb. 12 Entertainmentroboter [A]
Abb. 13 Medizinroboter [A]
1.3 Unfallgeschehen und besondere Gefahren an Industrierobotern
Abb. 14 Meldepflichtige Arbeitsunfälle1) an/mit Industrieroboteranlagen3) in Deutschland [H]
2 Rechtsgrundlagen
2.1 Europäische Rechtsvorschriften für Industrieroboter
2.1.1 Europäische Rechtsvorschriften
Abb. 15 Europäischer Rechtsrahmen für Maschinen [H]
Abb. 16 Welt der Normen [G]
2.1.2 Harmonisierte Normen
Abb. 17 Es sind 3 Normentypen zu unterscheiden: A-Normen, B-Normen und C-Normen [G]
2.2 "Wesentliche Veränderungen" an Roboteranlagen
Abb. 18 Pressenverkettung [I]
2.3 Roboterantagen/Verkettungen
Abb. 19 Lackieranlage [D]
Abb. 20 Ablaufdiagramm nach Interpretationspapier des Bundesministerium für Arbeit und Soziales BMAS [1]
Abb. 21 Maschinenverkettung - Sicherheitstechnischer Zusammenhang [H]
3 Betriebsanleitung und Technische Dokumentation
3.1 Technische Dokumentation für Maschinen
3.1.1 Technische Unterlagen für Maschinen
3.1.2 Betriebsanleitung
3.1.3 Technische Dokumentation für unvollständige Maschinen
3.1.4 Spezielle Technische Unterlagen für unvollständige Maschinen
3.1.5 Montageanleitung
3.1.6 Benutzerinformation
3.1.7 Anhaltezeit und Anhalteweg
Abb. 22 Anhaltezeit [G]
Abb. 23 Beispiel für die Anhaltewege der drei Hauptachsen eines Knickarmroboters bei Maximallast und Maximalgeschwindigkeit [G]
Abb. 24 Beispiel für die Angaben in der Benutzerinformation nach EN ISO 10218-1, Anhang B [G]
4 Schutzmaßnahmen für Industrieroboter und Anlagen
4.1 Rangfolge der Schutzmaßnahmen
Abb. 25 Drei-Stufen-Methode zur Festlegung von Schutzmaßnahmen
4.1.1 Betriebsarten für Roboter (ohne Peripherie)
Tab. 1 Betriebsarten [F]
Abb. 26 Betriebsartenwahlschalter auf Maschinenbedienpult [H]
4.1.2 Zustimmungseinrichtung
Abb. 27 Betriebsartenwahlschalter auf Programmierhandgerät [A]
Tab. 2 Ausführungsformen von Zustimmungseinrichtungen
Abb. 28 Betätigung des Zustimmungsschalters beim Programmieren [F]
4.1.3 Funktionale Sicherheit der Steuerung
4.1.4 Sicher überwachte Robotersteuerung
Abb. 29 Redundante Steuerungsstruktur mit kreuzweisem Datenvergleich nach Steuerungskategorie 3 [H]
Abb. 30 Risikograf nach EN ISO 13849-1 mit beispielhafter Auswahl des PLd. [8]
Abb. 31 Beziehung zw. Steuerungskategorie und Performance Level nach EN ISO 13849-1 [8]
4.1.5 Sicherheitshalt
4.1.6 Not-Halt
4.1.7 Anlagen-Not-Halt
4.1.8 Programmierhandgerät
Abb. 32 Not-Halt-Befehlsgerät an einer Roboteranlage [H]
Abb. 33 Programmierhandgerät (PHG) mit Not-Halt-Taster [H]
Abb. 34 Beispiel für zeitweises Überbrücken des Not-Halt-Kreises während des Umsteckens des PHG [H]
4.1.9 Schnellstmögliches Stillsetzen
Tab. 3 Stoppfunktionen nach EN 60204-1
4.1.10 Achsbegrenzungen
Abb. 35 Begrenzung von drei Bewegungsbereichen an der Grundachse durch sicher wirkende Initiatoren [H]
4.2 Schutzeinrichtungen für Roboterzellen und -anlagen
4.2.1 Trennende Schutzeinrichtungen
4.2.1.1 Sicherheitsabstände
Abb. 36 Sicherheitsabstände nach EN ISO 13857 [H]
Tab. 4 Sicherheitsabstände c hinsichtlich Übergreifen nach EN ISO 13857 für hohes Risiko [10]
Tab. 5 Sicherheitsabstände c hinsichtlich Übergreifen nach EN ISO 13857 für niedriges Risiko [10]
4.2.1.2 Feststehende trennende Schutzeinrichtungen
Abb. 37 Befestigungsmittel bleiben nach dem Abnehmen der Schutzeinrichtungen mit den Schutzeinrichtungen oder mit der Maschine verbunden (Beispiel). [H]
4.2.1.3 Eingeschränkter Bewegungsraum
Abb. 38 Beispiel für eine Auswahl der zu schützenden Bereiche [H]
Abb. 39 Beispiel für ein Sicherheits-Anlagenlayout [1]
4.2.1.4 Stationen zum manuellen Be- und Entladen
Abb. 40 Manuelle Beladestation [B]
4.2.2 Bewegliche trennende Schutzeinrichtungen
4.2.2.1 Schutztüren
Abb. 41 Fluchtentriegelung [H]
4.2.2.2 Rolltore
Abb. 42 Berührungslos wirkende Schutzeinrichtung mit Mutingfunktion - Detektion einer eintretenden Person [K]
4.2.2.3 Umgehen auf einfache Weise (Manipulation)
Abb. 43 Berührungslos wirkende Schutzeinrichtung mit Mutingfunktion - Passieren des Förderguts [K]
Abb. 44 Quittiertaster [H]
4.2.3 Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS)
Abb. 45 Sichtfenster an einer Laserschweißanlage [H]
4.2.4 Hintertretbare Schutzeinrichtungen, Quittierung
Abb. 46 Lock-Out [H]
4.2.5 Nicht hintertretbare Schutzeinrichtungen
4.2.6 Zweihandschaltungen
4.2.7 Ersatzmaßnahmen bei defekten Schutzeinrichtungen
4.3 Berechnungsbeispiel des Performance Levels für die Sicherheitsfunktionen einer Roboterzelle
4.3.1 Berechnung des Performance Levels für die Sicherheitsfunktionen bei Neuanlagen
Abb. 47 Beispiel Roboterzelle mit Einlegestation, Not-Halt und Wartungstür [G]
Abb. 48 Festlegen der Sicherheitsfunktionen [G]
Tab. 6 Performance Level nach EN ISO 13849-1
Abb. 49 Anlagenschema mit Neu- und Gebrauchtrobotern [G]
4.3.2 Berechnung des Performance Levels für die Sicherheitsfunktionen bei Wiederverwendung von gebrauchten Robotern in neuen Anlagen
5 Kollaborierende Robotersysteme
5.1 Allgemeine Mindestanforderungen
5.2 Handführung
5.3 Kraft- und/oder Leistungsbegrenzung
5.3.1 Prinzip
Abb. 50 Roboter mit Handführung [H]
5.3.2 Messung von Kraft und Druck
Abb. 51 Roboter mit taktilen Schutzeinrichtungen [L]
Abb. 52 Druckverteilung an einer kantigen Kontur (Beispiel)
Abb. 53 Kraftverlauf während eines Kontakts (Beispiel)
5.3.3 Sicherheitsfunktionen
5.4 Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung
5.5 Sicherheitsgerichteter Stopp
Abb. 54 Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung - Annäherung Roboter / Person [D]
6 Sonderbetriebsarten zur Prozessbeobachtung
6.1 Störungssuche - Prozessbeobachtung mit Zustimmungsschalter
6.2 Prozessbeobachtung ohne Zustimmungsschalter
Abb. 55 Zustimmungsschalter bei der Störungssuche [H]
Abb. 56 Sonderbetriebsart Prozessbeobachtung [6]
7 Wartung, Instandhaltung
Abb. 57 Schwerkraftbelastete Achse [H]
Abb. 58 Elektrische Energietrenneinrichtung [H]
7.1 Angaben in der Betriebsanleitung
7.2 Technische Schutzmaßnahmen
7.3 Ferndiagnose
7.4 Anforderungen der Instandhaltung an die Konstruktion
Abb. 59 Fester Zugang zum Schaltschrank mit Steigleiter und Podest [H]
7.5 Wiederkehrende Prüfungen
Tab. 7 Wiederkehrende Prüfungen
Anhang 1 - Checkliste Betriebsanleitung für Maschinen
Anhang 2 - Checkliste Benutzerinformation
Anhang 3 - Checkliste Technische Unterlagen
Anhang 4 - Beispiel Einbauerklärung
Anhang 5 - Beispiel einer Montageanleitung nach Anhang VI, RL 2006/42/EG (Auszug)
Anhang 6 - Beispiel einer EG-Konformitätserklärung für eine Roboterzelle
Anhang 7 - Beispiel einer Risikobeurteilung für eine Roboteranlage
1. Grenzen der Maschine
1.1 Beschreibung der Maschine
Abb. 60 Industrieroboteranlage IR-D5 [F]
1.2 Verwendungsgrenzen - Bestimmungsgemäße Verwendung und vorhersehbare Fehlanwendung
1.3 Räumliche Grenzen - Technische Daten (Auszug)
1.4 Lebensphasen - Zeitliche Grenzen
1.5 Normen und Richtlinien
2. Risikobeurteilung - Arbeitsblatt
Literaturverzeichnis
1. Gesetze, Verordnungen
2. Vorschriften, Regeln und Informationen für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit
3. Normen/VDE-Bestimmungen
4. EG-Richtlinien