Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

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 auf die Detektionsleistung 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 gleichzeitig die Verfügbarkeit der gesamten Anlage.

Im EU‐Projekt »FourByThree« wird die vom Fraunhofer IFF patentierte Technologie zur optischen Arbeitsraumüberwachung von Mensch‐Roboter‐Kooperationsarbeitsplätzen bei 4 Endanwendern in industriellen Szenarien eingesetzt. 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.

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/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.

Das Projekt wird von der Europäischen Union im Rahmen des Horizon 2020 Forschungs- und Innovationsprogramms unter der Fördernummer 637095 gefördert.

Laufzeit: 01.12.2014 – 30.11.2017

Projektkoordinator: Fundacion Tekniker      

[Link zur Projekt‐Webseite: http://fourbythree.eu/]