Arbeitsraumüberwachung, Themenflyer des Fraunhofer IFF

Fraunhofer-Institut für fabrikbetrieb
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Sicherheit für die
Zusammenarbeit von
Mensch und Roboter
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u n d - a u t o m a t i s i e r u n g I F F, M a g d e b u r g
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb
ARBEITSRAUMÜBERWACHUNG
u n d - a u t o m at i s i e r u n g I F F
Institutsleiter
Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr. h. c. mult. Michael Schenk
Die Vision einer kooperativen Zusammenarbeit von Mensch und
Maschine in gemeinsamen Arbeitsräumen wird schon in naher
Sandtorstraße 22
Zukunft Realität werden.
39106 Magdeburg
Wo heute noch Schutzeinrichtungen Menschen und z. B. Ro­
Telefon 0391 4090-0
boter voneinander trennen, werden neuartige Sensorsysteme
Telefax 0391 4090-596
im Zusammenspiel mit geeigneten Planungswerkzeugen ihre
[email protected]
gemeinsamen Arbeitsräume überwachen. Beim Eintritt des
www.iff.fraunhofer.de
Menschen in diese Risikobereiche können die Systeme zu seiner
Sicherheit beispielsweise die Reduzierung der Arbeits­geschwin­
Ansprechpartner
digkeit des Roboters veranlassen oder diesen voll­ständig stop­
Geschäftsfeld Robotersysteme
pen.
Dr. techn. Norbert Elkmann
Telefon 0391 4090-222
Außer im industriellen Sektor sind sichere optische Arbeitsraum­
Telefax 0391 4090-250
überwachungssysteme zukünftig auch in vielfältigen anderen
[email protected]
Einsatzgebieten notwendig und die Basis für neue Roboterappli­
kationen.
Dipl.-Ing. Christoph Walter
Neben der Übernahme von aktiven Sicherheitsfunktionen wer­
Telefon 0391 4090-246
den dann auch andere Aspekte wie die ergonomische Interakti­
Telefax 0391 4090-250
on mit dem Menschen (Soft-Safety) von Bedeutung sein, indem
[email protected]
sie etwa kritische Sicherheitsbereiche auch durch bloße Signal­
gebung anzeigen.
www.iff.fraunhofer.de/rs
© Fraunhofer IFF, Magdeburg 05/2012
Fotos: Fraunhofer IFF; 5 Viktoria Kühne
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PROJEKTIONS- UND KAMERA­
BASIERTE OPTISCHE ARBEITSRAUMÜBERWACHUNG
PLANUNG UND ANALYSE
VON MENSCH-ROBOTERARBEITSPLÄTZEN
Um die Effizienz in der Produktion weiter zu erhöhen, wird inten­
Der Schutz von Personen an Mensch-Roboter-Arbeitsplätzen
siv daran gearbeitet, die Kooperationsfähigkeit von Mensch und
durch den Einsatz neuer (Sensor-)Technologien erfordert passen­
Maschine bzw. Roboter zu verbessern. Ein wichtiger Baustein auf
de Simulations- und Analysewerkzeuge in der Planungsphase.
dem Weg dahin sind flexible und dynamische Produktions- und
Die Entwicklung solcher Werkzeuge speziell zur Auslegung und
Arbeitsumgebungen, in denen beide Seiten unmittelbar mitein­
Verifikation von Arbeitsräumen ist ein weiterer Forschungs­
ander arbeiten können. Das Fraunhofer IFF hat zu dem Zweck
schwerpunkt des Fraunhofer IFF. So ist es beispielsweise mit
eine neuartige und innovative sensorische Lösung für die Arbeits­
Hilfe von virtueller und erweiterter Realität möglich, Arbeits­
raumüberwachung entwickelt, die auf modernster Projektor- und
platzsituationen durch Kombination realer und computergene­
Kameratechnik beruht. Das System zeichnet sich durch hohe Si­
rierter Objekte auf einfache Art und Weise nachzustellen. Auf
cherheit und Flexibilität, geringe Kosten sowie Unabhängigkeit
diesem Weg lassen sich gefährdungsfrei konkrete Bewegungs-
von Fremdlicht aus. Im Gegensatz zu bisherigen optischen Syste­
und Schutzräume sichtbar machen und analysieren.
men ist es als Warn- oder Schutzfeld für den Menschen sichtbar,
wodurch die Transparenz für den Nutzer deutlich erhöht wird.
Das Verfahren wurde vom Fraunhofer IFF zum Patent angemel­
det.
OPTIMIERTE, DYNAMISCHE
GEPLANTE SCHUTZRÄUME
Technologie
Das neuartige System zur Arbeitsraumüberwachung arbeitet mit
Neben der Erforschung neuer Verfahren und Technologien
sichtbarem Licht. Die zu überwachenden Risikobereiche werden
zur Erfassung von Objekten, wie beispielsweise Personen im
direkt in die Umgebung, wie z. B. auf den Fußboden, projiziert
Arbeitsraum des Roboters, sind Strategien notwendig, die die
und erzeugen so ein optisches Warn- und/oder Schutzfeld. Wer­
optimale Planung von sicherheitskritischen Bereichen in Abhän­
den diese Sicherheitsbereiche durch eine Unterbrechung der Pro­
gigkeit von der aktuellen bzw. bevorstehenden Roboterbewe­
jektionsstrahlen verletzt, erkennen das die umgebenden Kameras
gung erlauben. Im Gegensatz zu fest vorgegebenen Sicherheits­
zuverlässig. Für den Nutzer sind damit sowohl die aktiven Sicher­
bereichen ermöglichen erst solche dynamischen Schutzräume
heitsbereiche als auch deren Verletzungen jederzeit erkennbar.
eine effiziente Nutzung vorhandener Arbeitsräume sowie eine
Gleichzeitig können dem Nutzer über die optische Einblendung
optimierte Prozessgestaltung.
weitere Informationen, wie zum Zustand des Roboters oder Hin­
Die entwickelten automatischen Planungsverfahren für Schutz-
weise zu Prozessschritten etc., übermittelt werden.
und Warnfelder sind dabei nicht nur abhängig von der Position
Schnelle und deterministische Auswertealgorithmen für die De­
und dem konkret folgenden Arbeitsschritt des Roboters, son­
tektion von Verletzungen der Sicherheitsbereiche erlauben Reak­
dern auch von den Fähigkeiten und Einschränkungen der zur
tionszeiten, die die Technologie für den Einsatz in zeitkritischen
Absicherung eingesetzten Sensorsysteme sowie von eventuellen
Anwendungen im Zusammenspiel mit Robotern oder anderen
Verdeckungen.
Maschinen geradezu prädestiniert.
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