Nora Johanna Schüth, Prof. Dr. et habil. Marc-André Weber
Eine grundlegende Voraussetzung für die Arbeit an und mit Maschinen ist die Sicherheit. Um den sicheren Umgang mit kollaborierenden Systemen zu gewährleisten, sind für deren Einsatz gesetzliche und normative Ansprüche formuliert. Grundsätzlich kann festgehalten werden, dass Vorschriften, die für Industrieroboter Gültigkeit besitzen, auch auf Systeme für die Mensch-Roboter-Kollaboration anzuwenden sind. Darüber hinaus gibt es Vorschriften, die speziell für MRK und nicht für konventionelle Industrieroboter gelten. Besonders ist der TS/ISO 15066 Beachtung zu schenken, die speziell für kollaborierende Robotersysteme und ihr Arbeitsumfeld Sicherheitsanforderungen festlegt. Zulässige Kräfte, die maximal auf den Menschen einwirken dürfen, um Verletzungen zu vermeiden, sind in dieser technischen Spezifikation auf Basis medizinischer und biomechanischer Forschungsergebnisse geregelt. Außerdem ist eine Verwendung scharfkantiger, heißer oder zu schwerer Werkzeuge und Werkstücke zu unterlassen, um durch eine mögliche fehlerhafte Zuführung oder unbeabsichtigte Bewegung des Menschen Verletzungen zu vermeiden. Weitere Gestaltungshinweise gründen auf der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und sind v. a. geregelt in den Normen EN ISO 10218-1/2, EN ISO 11161, EN ISO 13849, DIN EN 62061 und EN ISO 12100. Sie müssen ebenso Anwendung finden wie die Vorschriften aus den geltenden Unfallverhütungs- und Betriebssicherheitsverordnungen sowie der VDE 0105-100 und den TRBS 1201.
Laut BGHM ist die Messung tatsächlicher biomechanischer Belastungen und die Einhaltung von vorgegebenen Grenzwerten an möglichen Berührungspunkten von Mensch und Maschine zwingend erforderlich, stellt dies doch ein Kernrisiko beim Betreiben kollaborierender Roboter dar. Die Einhaltung gemessener Grenzwerte liegt im Zuständigkeitsbereich des System- bzw. Anlagenintegrators (Person, die den Industrieroboter sicherheitsgerecht in eine Anlage integriert und in Betrieb nimmt). Wenn sich der Einsatz des Roboters grundlegend ändert (beispielsweise aufgrund von Veränderungen an technischen Einstellungen, Wechsel von Teilkomponenten, Umprogrammierung oder Verschleiß), können sich die Belastungswerte ändern und müssen folglich von den Betreibern erneut geprüft werden. Einen guten Überblick zu Anforderungen und Handlungsanleitungen für kollaborierende Robotersysteme in der Funktion "Leistungs- und Kraftbegrenzung" gibt die DGUV.
Neben der Kraftbegrenzung muss das Robotersystem jederzeit durch den Menschen ausgeschaltet bzw. seine Bewegungen gestoppt werden können. Für den Betreiber resultiert daraus die Gestaltungsanforderung, von jeder Position am Arbeitsplatz gut erreichbare Not-Aus-Knöpfe für die Beschäftigten zu installieren – ggf. darüber hinaus in einiger Entfernung zur Betätigung durch andere. Da die meisten Industrieroboter derart konzipiert sind, dass ihre Bewegungsbahnen im Bereich der oberen Extremitäten des Menschen verlaufen, kann überlegt werden, ob ein Not-Aus-Knopf installiert wird, der mit den Füßen oder Knien erreichbar ist – für den Fall dass der Mensch beide Hände bzw. Arme versehentlich eingeklemmt hat. Denkbar sind zudem Befehle an den Roboter mittels Sprachsteuerung (z. B. "Maschine Stopp"). Hierbei sind u. a. die Geräuschkulisse in der Produktionshalle sowie der Abstand sprachgesteuerter Maschinen voneinander zu berücksichtigen. Grundsätzlich kann diese Technologie aber nur als Ergänzung zu konventionellen und vorgeschriebenen Sicherheitsvorkehrungen gesehen werden und einen mechanisch bedienbaren Knopf nicht ersetzen.
Weil die Arbeitsumgebung nur für Befugte gedacht ist, liegt ein Gestaltungshinweis in ihrer deutlichen Markierung: Die Arbeitsbereiche für das MRK-System sollten sichtbar abgegrenzt sein und Personen, die nicht in diesem Bereich arbeiten, sollten ihn nicht betreten. Eine gute Beschilderung kann den sicheren Umgang unterstützen. So können Hinweisschilder und Sicherheitskennzeichen vor potenziellen Gefahren warnen oder auf bestimmte Verbote aufmerksam machen. Hierbei ist darauf zu achten, allgemein verständliche und eindeutige Hinweise zu verwenden, z. B. sprachfreie Piktogramme.
Neben den maschinen- und arbeitsumgebungsseitigen Sicherheitsvorkehrungen ist als Basis jeder Qualifizierung die Vermittlung aller sicherheitsrelevanter Kenntnisse zentral, da die Tätigkeiten des Menschen fehleranfälliger sind als die der Maschine. Hierauf wird nachfolgend Bezug genommen.