Sicherheit von Robotern

Der Einsatz von Robotern erfordert jedoch die Entwicklung, Anwendung und Implementierung geeigneter Sicherheitssteuerungen, um Gefahren für das Produktionspersonal, Programmierer, Wartungsspezialisten und Systemingenieure zu vermeiden.
Warum sind Industrieroboter gefährlich?
Eine Definition von Robotern ist das Bewegen von Automaten, die frei programmierbar sind und mit wenig oder keiner menschlichen Schnittstelle arbeiten können. Diese Maschinentypen werden derzeit in einer Vielzahl von Anwendungen in Industrie und Medizin eingesetzt, einschließlich Schulungen. Ihre Anzahl und Breite der Anwendungen und die Komplexität der Geräte und Anlagen führen zu folgenden Gefahren:
Bewegungen und Bewegungsabläufe, die kaum zu verfolgen sind, da sich die Hochgeschwindigkeitsbewegungen des Roboters innerhalb seines Aktionsradius häufig mit denen anderer Maschinen und Geräte überschneiden - Energiefreisetzung durch fliegende Teile oder Energiestrahlen wie die von laser oder durch wasserstrahlen - freie programmierbarkeit in richtung und geschwindigkeit - beeinflussbarkeit durch äußere fehler (zb elektromagnetische verträglichkeit) - menschliche faktoren.
Untersuchungen in Japan haben ergeben, dass mehr als 50% der Arbeitsunfälle mit Robotern auf Fehler in den elektronischen Schaltkreisen des Steuerungssystems zurückzuführen sind. Die logische Schlussfolgerung aus dieser Feststellung ist, dass Gefahren, die durch Systemfehler verursacht werden, nicht durch Verhaltensmaßnahmen von Menschen vermieden werden können. Konstrukteure und Betreiber müssen daher technische Sicherheitsmaßnahmen vorsehen und umsetzen (siehe Abbildung 1).
Abbildung 1. Spezielles Betriebssteuerungssystem für die Einrichtung eines mobilen Schweißroboters - Anfang der 1980er Jahre kam es zu tödlichen Unfällen mit Industrierobotern. Statistiken und Untersuchungen zeigen, dass sich die Mehrzahl der Vorfälle und Unfälle nicht im normalen Betrieb ereignet (automatische Erfüllung des betreffenden Auftrags). Bei der Arbeit mit Maschinen und Anlagen von Industrierobotern stehen spezielle Betriebsarten wie Inbetriebnahme, Einrichten, Programmieren, Testläufe, Prüfungen, Fehlersuche oder Wartung im Vordergrund. Das Sicherheitskonzept muss das Personal in solchen Situationen vor negativen Ereignissen schützen.
Internationale Sicherheitsanforderungen - Die Maschinenrichtlinie von 1989 (89/392 / EWG (siehe den Artikel Sicherheitsgrundsätze für CNC-Werkzeugmaschinen in diesem Kapitel und an anderer Stelle in dieser Enzyklopädie)) legt die wichtigsten Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen für Maschinen fest. Als Maschine gilt die Summe der miteinander verbundenen Teile oder Geräte, von denen sich mindestens ein Teil oder Gerät bewegen kann und entsprechend eine Funktion hat. Bei Industrierobotern ist zu beachten, dass das gesamte System, nicht nur ein einziges Gerät an der Maschine, die Sicherheitsanforderungen erfüllen und mit den entsprechenden Sicherheitseinrichtungen ausgestattet sein muss. Die Gefahrenanalyse und die Risikobewertung sind geeignete Methoden, um festzustellen, ob diese Anforderungen erfüllt wurden (siehe Abbildung 2).
Bild 2. Blockschaltbild für ein Personenschutzsystem - Anforderungen und Sicherheitsmaßnahmen im Normalbetrieb - Der Einsatz von Robotertechnik stellt höchste Anforderungen an Gefahrenanalyse, Risikobeurteilung und Sicherheitskonzepte.

Objektorientierte Systementwicklung

Vorteile des objektorientierten Ansatzes - Objektorientierte Datenbanken versprechen weniger Wartung, Wiederverwendbarkeit von Code, Modellierung in der realen Welt sowie verbesserte Zuverlässigkeit und Flexibilität. Dies sind jedoch nur Versprechungen, und in der realen Welt sind einige Benutzer der Meinung, dass die objektorientierten Vorteile nicht so überzeugend sind, wie sie ursprünglich glaubten. Was ist beispielsweise die Wiederverwendbarkeit von Code? Einige werden sagen, dass sie einen Großteil des objektorientierten Codes, der für ein System erstellt wird, wiederverwenden können, aber viele sagen, dass in objektorientierten Systemen nicht mehr Wiederverwendbarkeit von Code vorhanden ist als in herkömmlichen Systemen. Die Wiederverwendbarkeit von Code ist subjektiv und hängt stark davon ab, wie das System definiert ist. Der objektorientierte Ansatz ermöglicht es, einige der mit Systemkosten verbundenen erheblichen Kosten zu reduzieren, beispielsweise die Wartung und die Entwicklung von Programmcode. Hier einige Vorteile des objektorientierten Ansatzes:
Weniger Wartung: Das Hauptziel der objektorientierten Entwicklung ist die Sicherstellung, dass das System eine längere Lebensdauer hat und weitaus geringere Wartungskosten hat. Da die meisten Prozesse innerhalb des Systems gekapselt sind, können die Verhaltensweisen wiederverwendet und in neue Verhaltensweisen integriert werden.
Modellierung in der realen Welt: Objektorientierte Systeme neigen dazu, die reale Welt vollständiger zu modellieren als traditionelle Methoden. Objekte sind in Objektklassen organisiert, und Objekten werden Verhalten zugeordnet. Das Modell basiert auf Objekten und nicht auf Daten und Verarbeitung.
Verbesserte Zuverlässigkeit und Flexibilität: Objektorientierte Systeme versprechen weitaus zuverlässiger als herkömmliche Systeme, vor allem weil neue Verhaltensweisen aus vorhandenen Objekten "aufgebaut" werden können. Da Objekte dynamisch aufgerufen und aufgerufen werden können, können jederzeit neue Objekte erstellt werden. Die neuen Objekte können Datenattribute von einem oder vielen anderen Objekten erben. Verhalten kann von Superklassen vererbt werden, und neue Verhaltensweisen können hinzugefügt werden, ohne dass bestehende Systemfunktionen beeinflusst werden.
Wiederverwendbarkeit für hohen Code: Wenn ein neues Objekt erstellt wird, erbt es automatisch die Datenattribute und -merkmale der Klasse, aus der es erstellt wurde. Das neue Objekt erbt auch die Daten und das Verhalten von allen Superklassen, an denen es beteiligt ist. Wenn ein Benutzer einen neuen Widget-Typ erstellt, verhält sich das neue Objekt "wigitty", während es neue Verhaltensweisen aufweist, die für das System definiert sind.
Der Nachteil der Objekttechnologie - Bei der Verwendung einer objektorientierten Methode müssen mehrere Missverständnisse angesprochen werden:
Objektorientierte Entwicklung ist kein Allheilmittel - Die objektorientierte Entwicklung eignet sich am besten für dynamische, interaktive Umgebungen, wie die weit verbreitete Akzeptanz in CAD / CAM- und Konstruktionssystemen zeigt. Objektorientierte Unternehmenssysteme auf breiter Ebene sind noch immer nicht bewiesen, und viele Anwendungen von Informationssystemen für das Brot und die Butter (z. B. Lohn- und Gehaltsabrechnung, Buchhaltung) können von dem objektorientierten Ansatz nicht profitieren.
Objektorientierte Entwicklung ist keine Technologie - Obwohl viele Befürworter religiöser Begeisterung für objektorientierte Systeme sind, ist zu beachten, dass das gesamte "HOOPLA" auf den objektorientierten Lösungsansatz und nicht auf eine bestimmte Technologie gerichtet ist.
Objektorientierte Entwicklung wird von großen Anbietern noch nicht vollständig akzeptiert - Objektorientierte Entwicklung hat sich im Markt einen gewissen Stellenwert erarbeitet, und Anbieter haben sich vom Catering zu einem "verrückten Rand" zu einem angesehenen Markt entwickelt.