Cobot-Sicherheitszonen neu gedacht: Wie KI starre Schutzfelder durch dynamische Zonen ersetzt
Die meisten Cobot-Zellen laufen langsamer als nötig, weil ihre Sicherheitszonen für den schlechtesten anzunehmenden Fall ausgelegt sind. KI-gestützte, dynamische Zonenüberwachung passt Geschwindigkeit und Abstand an die tatsächliche Situation an, statt pauschal zu bremsen.
Das Problem mit starren Schutzfeldern
Nach ISO/TS 15066 muss ein Cobot seine Geschwindigkeit reduzieren oder stoppen, sobald sich eine Person seinem Arbeitsbereich nähert. In der Praxis wird das häufig mit einem statischen, großzügig bemessenen Schutzfeld gelöst, das für den ungünstigsten Fall ausgelegt ist: Selbst wenn sich eine Person nur am Rand vorbeibewegt, ohne den eigentlichen Arbeitsbereich zu betreten, bremst der Cobot ab oder stoppt vollständig.
Das kostet Taktzeit, und zwar deutlich mehr, als viele Betriebe annehmen. In Zellen, die wir vermessen haben, lagen die Geschwindigkeitsreduktionen durch übervorsichtig bemessene, statische Schutzfelder bei zwanzig bis vierzig Prozent der theoretisch möglichen Zykluszeit, obwohl die tatsächliche Kollisionsgefahr in den meisten dieser Situationen gering war.
Wie dynamische Sicherheitszonen funktionieren
Kamerabasierte oder LiDAR-gestützte Sensorik in Kombination mit KI-Auswertung erkennt nicht nur, dass sich eine Person nähert, sondern auch aus welcher Richtung, mit welcher Geschwindigkeit und wie wahrscheinlich ein tatsächliches Betreten des Arbeitsbereichs ist. Die Sicherheitszone passt sich dynamisch an: Bei einer Person, die sich seitlich vorbeibewegt, wird nur moderat reduziert, bei direkter Annäherung auf den Arbeitsbereich wird konsequent gestoppt. Das Grundprinzip der Norm bleibt erhalten, die Umsetzung wird nur präziser.
- Erkennung von Annäherungsrichtung und Geschwindigkeit statt reiner Abstandsmessung
- Abstufung der Reaktion je nach tatsächlicher Kollisionswahrscheinlichkeit
- Volle Geschwindigkeit, sobald sich die Person wieder entfernt, ohne manuellen Reset
- Dokumentierte, nachvollziehbare Zonenlogik für die Sicherheitsabnahme
Was das für Taktzeit und Zertifizierung bedeutet
Wichtig für die Praxis: Eine dynamische Zonenlogik muss genauso wie ein statisches Schutzfeld im Rahmen der Risikobeurteilung dokumentiert und von einer befähigten Person abgenommen werden, hier gibt es keine Abkürzung. Der Aufwand für die Sicherheitsabnahme steigt durch die zusätzliche Logik leicht, wird aber durch die spürbar kürzeren Zykluszeiten in den meisten Fällen mehrfach kompensiert. Die konkreten Anforderungen der Norm haben wir in MRK-Sicherheit ISO/TS 15066 praktisch aufbereitet, einen breiteren Einstieg bietet Mensch-Roboter-Kollaboration sicher und produktiv.
Häufige Fragen
Ersetzt eine KI-gestützte Zonenlogik die klassische Risikobeurteilung?
Nein, sie ist Teil der Risikobeurteilung und muss genauso dokumentiert und abgenommen werden wie ein statisches Schutzfeld.
Wie viel Taktzeitgewinn ist realistisch?
In den von uns begleiteten Projekten lagen die Gewinne meist zwischen 15 und 30 Prozent, abhängig von der bisherigen Konservativität der Schutzfelder.
Bremst Ihr Cobot mehr, als die Sicherheit tatsächlich verlangt?
Der Robotik-Check prüft, wo dynamische Sicherheitszonen echte Taktzeitreserven heben können.
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