Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration

  • type: Block (B)
  • semester: WS 20/21
  • time: 15.01.2021
    14:00 - 19:00 einmalig
    40.40 Hörsaal Sport (R007)
    40.40 Sport und Sportwissenschaft, Schwimmhalle, Institutsgebäude (EG)


    29.01.2021
    14:00 - 19:00 einmalig
    40.40 Hörsaal Sport (R007)
    40.40 Sport und Sportwissenschaft, Schwimmhalle, Institutsgebäude (EG)


  • lecturer: Dr. Johannes Kurth
  • sws: 2
  • lv-no.: 2400236
  • information:

    Wichtige Information:

    Die Vorlesung findet in Präsenz statt. Bitte beachten Sie die geänderten Corona-Vorgaben, nach denen nun die 2G-Regel für Präsenzvorlesungen gilt. Studierende, die gerne an der Vorlesung teilnehmen würden, aber nicht über einen 2G-Status verfügen, werden gebeten, sich bis spätestens 7. Januar an Herrn Tom Huck (tom.huck@kit.edu) zu wenden, um eine Alternativlösung zu besprechen.

Bemerkungen
  1. Einführung und Grundlagen der Mensch–Roboter-Kollaboration (MRK)
  • Verschiedene Formen der MRK und Abgrenzung zur Vollautomation
  • Praxisbeispiele aus der Serienanwendung
  • Vorteile von MRK im Vergleich zur Vollautomation mit Robotern

2. Definition Sicherheit

o    Maschinenrichtlinie / Normen

o    Einbauerklärung / CE-Konformität

o    Sicherheitslevel

o    Sicherheitsanforderungen in der Robotik

-       Mögliche Gefährdungen bei der Mensch-Roboter-Kollaboration

o    Stoß und Quetschen

o    vorhersehbare Fehlanwendung

o    Fehler in der Applikation

-       „Sichere(?)“ Roboter

o    Anforderungen für den kollaborierenden Betrieb nach ISO 10218-1

o    Überblick über Roboter und ihre Sicherheitskonzepte

o    Sicher überwachte Roboter

o    Graue Technik / gelbe Technik in der Robotersteuerung

o    Sicherheitsfunktionen basierend auf Positionswerten und auf Kraft-/Momentenwerten

-       Sichere MRK-Anlagen

o    Risikobeurteilung

o    MRK gerechtes Layout

o    Konstruktive Gestaltung von Endeffektoren, Peripherie

o    Verwendung von Sicherheitsfunktionen

o    Beispiele aus der industriellen Praxis

-       Von der Planung bis zur Realisierung von MRK-Anlagen

o    MRK gerechtes Engineering

o    Detaillierung in der Konstruktion

o    Programmierung und Validierung

o    Messungen zum Nachweis der Einhaltung von biomechanischen Grenzwerten

-       Biomechanische Grenzwerte

o    TS 15022

o    Unterscheidung Stoß / Quetschen

o    Körperatlas mit Grenzwerten

-       Sichere Sensorik für Schutzeinrichtungen

o    Grundlagen

o    Laserscanner

o    Lichtgitter

o    Trittmatten

o    Sichere Bildverarbeitung

o    Planung und Auslegung des Einsatzes von sicheren Sensoren

§  Reaktionszeit vom auslösenden Event bis zur Roboterreaktion

§  Notwendige Abstände für Schutzeinrichtungen

-   Sicherheit bei mobilen Robotern

-   Introduction and fundamentals of Human-Robot Collaboration (HRC)

o    Different forms of HRC and differentiation to full automation

o    Practical examples from series applications

o    Advantages of HRC compared to full automation with robots

-   Definition of safety

o    Machinery Directive / Standards

o    Declaration of incorporation / CE conformity

o    Safety Levels

o    Safety requirements in robotics

-   Potential hazards in human-robot collaboration

o    bump and squeeze

o    Foreseeable misuse

o    Error in the application

-   "Safe (?)" Robots

o    Requirements for collaborative operation according to ISO 10218-1

o    Overview of robots and their security concepts

o    Safely supervised robots

o    Gray technology / yellow technology in the robot controller

o    Safety functions based on position values and on force / torque values

-   Safe HRC-Applications

o    Risk assessment

o    HRC cell layout

o    Design of HRC end effectors, peripherals

o    Use of safety features

o    Examples of industrial HRC-solutions

-   From planning to the realization of HRC systems

o    HRC compliant engineering

o    Detailing of the HRC concept in the design phase

o    Programming and validation

o    Measurements demonstrating compliance with biomechanical limits

-   Biomechanical limits

o    TS 15022

o    transient and quasi-static contact

o    body atlas with limits

-   Safe sensor technology for safeguards

o    Basics

o    Laser scanners

o    Light curtains

o    Tactile sensors

o    Safe vision systems

o    Planning and design of safeguards

- Reaction time from the triggering event to the robot reaction

- Necessary safety distances for effectiveness of safeguards

-   Safety in mobile robotics