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Optische Arbeitsraumüberwachung von Mensch/Roboter-Kooperationsarbeitsplätzen

EU-Projekt FourByThree

Auf dem Weg zu flexiblen und dynamischen Arbeitsumgebungen, in denen Mensch und Roboter kooperieren, hat das Fraunhofer IFF auf Basis von Projektor- und Kameratechnik eine Technologie entwickelt, die neben der Gewährleistung der Sicherheit auch zusätzliche Funktionalitäten wie z.B. Interaktionsmöglichkeiten, 3D-Umgebungserfassung und Werkerassistenz bereitstellt.

Die optische Überwachungslösung des Fraunhofer IFF ermöglicht dem Menschen in MRK-Anwendungen einen möglichst großen Arbeitsraum. (Bild: Fraunhofer IFF)

Die optische Überwachungslösung des Fraunhofer IFF ermöglicht dem Menschen in MRK-Anwendungen einen möglichst großen Arbeitsraum. (Bild: Fraunhofer IFF)

Im Projekt COVR entwickelt das Fraunhofer IFF mit Partnern aus Europa ein Toolkit, das Anwender und Systemintegratoren bei der Sicherheitsprüfung von kollaborativen Robotern oder einer MRK-Applikation unterstützen und das Vorgehen in allen EU-Ländern vereinheitlichen soll. Dabei stehen verschiedene Anwendungsbereiche wie Produktion, Logistik oder Landwirtschaft im Fokus. Die Hälfte der Fördermittel werden während der Projektlaufzeit an Anwender in Form von Projekten vergeben, um die Entwicklungen innerhalb des Projektes praxisnah zu evaluieren.

Selbstüberwachung, Reduzierung des Fremdlichteinflusses auf die Detektionsleistung und deterministische Auswertealgorithmen machen das Sicherheitssystem des Fraunhofer IFF für den Einsatz in Mensch/Roboter-Kooperationsszenarien geeignet. Die Sichtbarkeit der projizierten Sicherheitsbereiche erhöht zudem die Transparenz für den Nutzer und gleichzeitig die Verfügbarkeit der gesamten Anlage.

MRK in der Anwendung

Im EU-Projekt FourByThree wird die vom Fraunhofer IFF patentierte Technologie zur optischen Arbeitsraumüberwachung von Mensch/Roboter-Kooperationsarbeitsplätzen bei vier Endanwendern in industriellen Szenarien eingesetzt. Dazu wird das auf Projektor- und Kameratechnik basierende System angepasst sowie die Software erweitert, um den Anforderungen hinsichtlich der Einsatzfähigkeit in verschiedenen Umgebungen bei hoher Verfügbarkeit als auch bezüglich der funktionalen Sicherheit zu genügen.

Projizierte Sicherheitsbereiche

Die Technologie beruht darauf, dass Sicherheitsbereiche beliebiger Form direkt in die Umgebung projiziert und mit Hilfe der umgebenden Kameras hinsichtlich einer Unterbrechung der Projektionsstrahlen überwacht werden. Unter Berücksichtigung der aktuellen Gelenkstellungen und -geschwindigkeiten eines Roboters können entsprechend der Abstandsformel aus der Norm ISO/TS15066 sehr kleine Sicherheitsbereiche dynamisch um den Roboter erzeugt werden, sodass zu jedem Zeitpunkt ein großer Arbeitsbereich für den Menschen zur Verfügung steht. Diese Technologie ordnet sich somit in das Sicherheitskonzept Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung der Norm ISO/TS15066 ein. Neben der Selbstüberwachung des Systems ermöglicht die Verwendung einer eigenen Beleuchtung zur Etablierung der Sicherheitsbereiche eine Reduzierung des Fremdlichteinflusses. Das führt zu einer erhöhten Robustheit gegenüber wechselnden Umgebungsbedingungen und erhöht somit die Verfügbarkeit der gesamten Anlage.

EU-Projekt FourByThree
Bild: Fraunhofer IFF


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