Smart Safety Solutions – intelligente Sicherheitslösungen für Robotersysteme

Bei der Integration von Robotersystemen entfällt ein signifikanter Kostenanteil auf die Absicherung der Applikation, dem sogenannten Safety Engineering. Seit mehr als zehn Jahren arbeiten wir an verschiedene Lösungen, die den Aufwand für das Safety Engineering stark reduzieren. Wesentliche Schwerpunkte unserer Arbeit bilden Technologien-Entwicklung und Normungsarbeit für Cobots, Planungswerkzeuge und die Risikobeurteilung. Durchstöbern Sie unsere Referenzen und unser Technologieangebot und finden Sie heraus, mit welchen Beitrag wir Sie unterstützen können.

Referenzen

Unsere Referenzlösungen, die wir maßgeschneidert auch gern für Sie umsetzen:

 

Cobot-Planer

Der Cobot-Planer ist eine interaktive Web-Anwendung, die aus biomechanischen Grenzwerten sichere Geschwindigkeiten für Ihre kollaborative Roboterapplikation berechnet.

 

Biomechanische Grenzwerte

Welche Kollisionskräfte auf einen Menschen maximal einwirken dürfen, haben wir intensiv in verschiedenen Probandenstudien untersucht.

ISO/PAS 5672 

Die neue Messvorschrift standardisiert erstmalig die Vorgehensweise bei Kollisionsmessungen mit Robotern.

Technologien und Leistungen

Mit unseren Technologien gelingt Ihnen die Absicherung von kollaborativen Robotersystemen so effizient und kostengünstig wie nie zuvor:

 

Kollisionsvermeidung

Geschwindigkeits- und Abstandüberwachung (SSM) ermöglicht die sichere Kooperation mit Schwerlastroboters. Die hierfür notwendigen Abstände liefern wir.

 

Kollisionsbeherrschung 

Leistungs- und Kraftbegrenzung (PFL) ermöglicht die sichere Kollaboration mit Leichtbauroboter. Wir kümmern uns darum, dass ihr Roboter die biomechanischen Grenzwerte einhält.

Risikobeurteilung für Cobots ohne Expertenwissen

Unsere digitale Risikobeurteilung erleichtert die Konformitätserklärung und CE-Kennzeichnung von Roboterapplikationen, indem sie den komplexen und arbeitsintensiven Prozess automatisiert und in die Roboterprogrammierung integriert. Dies ermöglicht eine rechtssichere Risikobeurteilung ohne Vorwissen, spart Zeit und sorgt für konsistente Ergebnisse.

 

COVR-Toolkit

Dank des COVR-Projekts wird eine direkte und sichere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter möglich! Die Projektergebnisse umfassen zahlreiche Hilfestellungen, die einen breiteren Einsatz von kollaborativen Robotern in der industriellen Produktion, aber auch in der Rehabilitation, Logistik und Landwirtschaft unterstützen.

Wir sorgen für einen sicheren Einsatz von Cobots

Kollaborative Roboter – sogenannte Cobots – sind aus der modernen Arbeitswelt nicht mehr wegzudenken. Ihre besondere Stärke liegt primär in der Unterstützung bei manuellen Tätigkeiten, die vor allem Ausdauer und Präzision erfordern. Cobots sind leichter als ihre Kollegen, die Industrieroboter, und lassen sich sehr einfach programmieren. Ihre zumeist sanft geschwungene Oberfläche ist frei von scharfen und spitzen Konturen. Integrierte Sicherheitsfunktionen befähigen Cobots dazu auf Kollisionen mit Menschen zu reagieren. Dank ihrer Sicherheitsfunktionen und menschzentrierten Gestaltung lassen sie sich im direkten Umfeld von Menschen sicher einsetzen.

Abhängig von der Verwendung eines Cobots sind spezifische Sicherheitsmaßnahmen zu treffen, die sich auf die Effizienz der Applikation auswirken. Unsere Tools und Sicherheitsstrategien für die Risikobewertung und Validierung helfen Ihnen dabei, Cobots profitabel und sicher in Ihre Projekte einzusetzen.

Computer-Aided Safety – mit starken Tools und Leistungen unterstützen wir Sie bei folgenden Themen:

  • Zuverlässige Planung und Auslegung von sicheren und effizienten MRK-Applikationen mit marktgebräuchlicher Simulationssoftware (z. B. Visual Components)
  • Virtuelle Sicherheitsabnahme (Kollisionsmessung ohne Messgerät, direkt auf der Robotersteuerung)
  • Digitale Risikobeurteilung und Wirtschaftlichkeitsbewertung Ihrer MRK-Applikation vor der Anschaffung und Implementierung des Robotersystems

Komplexe Sicherheit ganz einfach

Sicheres kollaboratives Arbeitsumfeld für Roboter und Menschen

Um die Sicherheit von Mitarbeiter:innen im Umfeld von Robotern zu gewährleisten, werden verschiedene Schutzmaßnahmen, wie Umzäunungen, Schutztüren, Not-Aus, kombiniert, um den Roboter bei Eintritt von Personen in den Gefahrenraum stillzusetzen. Cobots wiederum sind für kollaborative Aufgaben ausgelegt, bei denen Mensch und Roboter gleichzeitig und gemeinsam an einer Aufgabe arbeiten – ohne trennende Schutzeinrichtungen.

Da auch bei Cobots das gesundheitliche Risiko durch Kollisionen besteht, sind die für sie geltenden Sicherheitsanforderungen ungleich komplexer. Cobots müssen z. B. dynamische Abstände oder biomechanische Grenzwerte im Falle einer Berührung einhalten. Gefragt sind leistungsfähige Planungslösungen für die Mensch-Roboter-Kollaboration, welche wirtschaftliche Kenngrößen (wie z. B. Taktzeiten oder Platzbedarf) mit den Sicherheitsanforderungen optimal austarieren.

Mit Computer-Aided-Safety stellen wir Ihnen Lösungen für Cobots und Assistenzroboter zur Verfügung, die die Komplexität von Sicherheitsfragen stark vereinfachen. Unsere digitalen Methoden und Tools erleichtern das Engineering von sicheren und wirtschaftlichen Applikationen mit Mensch-Roboter-Kollaboration deutlich. Unser Ansatz ist die vollständige Digitalisierung und Automatisierung der Schritte, die bei kollaborativen Robotersystemen für eine CE-Sicherheitszertifizierung nach Maßstäben der Europäischen Maschinenrichtlinie vorgeschrieben sind.

Digitale Risikobeurteilung für Assistenzroboter und Cobot

Für die Sicherheit von Robotern gelten die europäischen Normen DIN EN ISO 10218-1 und -2, ergänzt durch die technische Spezifikation ISO/TS 15066 für kollaborierende Roboter.

Mit unseren Methoden und Modellen ist es bereits heute möglich, die Effizienz einer MRK-Applikation ab dem ersten Planungsschritt mit den Sicherheitsanforderungen aus den relevanten Normen optimal abzustimmen. Mittelfristig werden unsere Methoden auch bei der Sicherheitsabnahme von kollaborativen Robotern unterstützen. Verletzungsrisiken durch Kollisionen lassen sich künftig durch Simulationen statt Messungen bewerten.

Von besonderer Relevanz ist unser Simulationsansatz für Cobots mit künstlicher Intelligenz (KI), die ihre Bewegungen eigenständig planen. Hier sind die genauen Bewegungsabläufe des Cobots nicht im Vorfeld vom Bedienpersonal programmiert und somit völlig unbekannt. Das gilt auch für mögliche Kollisionsgefahren. In Simulationen können die KI-generierten Roboter-Bewegungen hinsichtlich ihrer Verletzungsrisiken bewertet werden, bevor der Roboter sie ausführt.

Derzeit forscht das Fraunhofer IFF an einer Technologie für die vollautomatische und rechtskonforme Absicherung von Cobots an. Damit wird ihre Sicherheit noch einfacher als ihre Programmierung.

Unser Beitrag zur internationalen Normung: Technische Regeln für Cobots

Wir gestalten aktiv Normen, Richtlinien und Verfahren zur sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration. Die Kräfte und Drücke, die bei einem möglichen Kontakt zwischen Mensch und Robotersystem maximal auftreten dürfen, haben wir gemeinsam mit der DGUV, der BGHM und dem IFA in weltweit einmaligen Probandenstudien empirisch ermittelt. Die dabei entstandenen biomechanischen Grenzwerte wurden an die internationale Normenorganisation ISO übergeben und sollen baldmöglichst in die Neufassung von ISO 10218-2 einfließen. Außerdem haben wir zusammen mit internationalen Experten eine weltweit einheitliche Vorgehensweise entwickelt, mit der Kräfte und Drücke an Cobots gemessen werden können. Die Mitglieder von ISO stimmen derzeit darüber ab, ob die neuentwickelte Vorgehensweise als offizieller Standard (ISO/PAS 5672) veröffentlicht wird.

Aktuelle Projekte

 

rokit

Ein neues Kompetenzcluster entsteht, dass beim Einsatz von Assistenzrobotern im öffentlichen Raum umfangreich informiert und unterstützt. 

ICON SafeCom

Das SafeCoM-Projekt zielt darauf ab, die Kosten für Robotertests durch ein digitales Modell um mehr als 80 % zu senken, was breitere Anwendungen und höhere Sicherheitsstandards verspricht. 

 

Sichere Anpassung von Robotern an neue Situationen

Das EU-Projekt RoboSAPIENS entwickelt adaptive und sichere Robotiksysteme, die sich unvorhergesehenen Veränderungen anpassen können, und verfolgt dabei Ziele wie die Verbesserung der Anpassungsfähigkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit und intelligenten Selbstanpassung von Robotern durch Deep Learning und fortschrittliche Techniken.

Ältere Projekte

Softwaregestützte Plattform zur Unterstützung menschlicher Arbeitskräfte in vernetzten Fabriken

Im Projekt SHOP4CF wurde eine offene, hauptsächlich softwarebasierte Plattform zur Unterstützung menschlicher Arbeitskräfte in vernetzten Fabriken entwickelt, die KMUs bei der digitalen Transformation unterstützt.

COVR

Abbau von Hindernissen zur Förderung eines breiteren Einsatzes von kollaborierenden Robotern in einer Vielzahl von Branchen und Bereichen.

Hardware-Plattform für die schnelle und kostengünstige Integration von Cobots

Das ROSSINI-Projekt entwickelte eine Hardware-Plattform, die eine schnelle, kostengünstige und sichere Integration von kollaborativen Robotern in Produktionsanlagen ermöglicht. Ein Schwerpunkt lag auf der Weiterentwicklung und Optimierung von Sicherheitsvalidierungsmethoden, um die Einsatzmöglichkeiten und Verbreitung der Mensch-Roboter-Kollaboration zu fördern.

 

Werkzeuge für die kosteneffiziente Planung von kollaborativen Roboterapplikationen

Im Projekt MR_KOOP wurden neue Werkzeuge und Methoden für die Planung von kollaborativen Roboterzellen entwickelt, die eine sichere Mensch-Roboter-Kooperation ermöglichen und schon in der Planungsphase Sicherheitsaspekte berücksichtigen. Diese Werkzeuge sollen die Integration solcher Roboter in Produktionsprozesse erleichtern und beschleunigen, indem sie die aktuellen methodischen Lücken schließen.

 

Nachwuchsforschungsgruppe Kognitive Arbeitssysteme im menschzentrierten Arbeitsumfeld

Die Nachwuchsforschungsgruppe KaSys entwickelt ein kognitives Arbeitssystem mit autonomen Funktionen, das manuelle Handhabungs- und Fertigungsvorgänge an die individuelle Leistungsfähigkeit des Menschen anpasst.