Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb 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 neuartige Technologie entwickelt, die neben der Gewährleistung der Sicherheit auch zusätzliche Funktionalitäten wie zum Beispiel Interaktionsmöglichkeiten, 3D-Umgebungserfassung und Werkerassistenz bereitstellt. Selbstüberwachung, Reduzierung des Fremdlichteinflusses und deterministische Auswertealgorithmen prädestinieren das System für den Einsatz in Mensch-Roboter-Kooperationsszenarien. Die Sichtbarkeit der projizierten Sicherheitsbereiche erhöht zudem die Transparenz für den Nutzer und resultiert in einer erhöhten Verfügbarkeit der gesamten Anlage.
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 und evaluiert. Dazu wird das auf Projektor‐ und Kameratechnik basierende System optimiert sowie die Software erweitert, um den Anforderungen hinsichtlich der Einsatzfähigkeit in verschiedensten Umgebungen bei hoher Verfügbarkeit als auch bezüglich der funktionalen Sicherheit zu genügen. Ein weiterer Aspekt stellt zudem die Flexibilität und Anpassbarkeit des Systems an unterschiedlichste Mensch‐Roboter‐Kooperationsarbeitsplätze dar, aufgrund dessen modular erweiterbare Projektor‐Kamera-Einheiten entwickelt wurden, die in einfacher Weise an die Anforderungen der jeweiligen Szenarien adaptiert werden können. Neben der Gewährleistung der Sicherheit wird diese Technologie weiterhin als Visualisierungs‐, Werkerassistenz‐ und Interaktionssystem eingesetzt und stellt somit dem Werker eine Vielfalt an Möglichkeiten zur Darstellung von Informationen, Unterstützung und der intuitiven Kommunikation mit dem Roboter zur Seite.
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 des Roboters können entsprechend der Abstandsformel aus der Norm ISO/TS 15066 minimale Sicherheitsbereiche dynamisch um den Roboter erzeugt werden, so dass zu jedem Zeitpunkt ein maximaler Arbeitsbereich für den Menschen zur Verfügung steht. Diese Technologie ordnet sich somit in das Sicherheitskonzept „Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung“ der Norm ISO/TS 15066 ein.
Neben der Selbstüberwachung des Systems ermöglicht die Verwendung einer eigenen Beleuchtung zur Etablierung der Sicherheitsbereiche eine Reduzierung des Fremdlichteinflusses auf ein Minimum. Dies führt zu einer erhöhten Robustheit gegenüber wechselnden Umgebungsbedingungen und maximiert somit die Verfügbarkeit der gesamten Anlage.
