Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Robotik – Sicherheit ohne Schutzzaun

01.07.2011
Roboter sind aus der modernen Arbeitswelt nicht mehr wegzudenken – in der Produktion, im Labor oder in der Medizin assistieren sie den Menschen. Ein neues projektions– und kamerabasiertes System sorgt künftig dafür, dass es bei der Zusammenarbeit nicht zu Kollisionen kommt.

Vorsichtig hebt und positioniert der Roboter ein schweres Bauteil, währenddessen schweißt ein Mitarbeiter direkt daneben leichte Aluminiumwerkstücke an eine Maschine an. Zwar sind solche Szenarien derzeit noch Zukunftsmusik, nach dem Willen der Industrie werden sie jedoch schon bald zum Arbeitsalltag gehören.


Sichtbare Linien kennzeichnen den Schutzraum. Betritt eine Person diesen Bereich, unterbricht der Roboter seine Arbeit und Warnsignale erfolgen. (© Fraunhofer IFF)

Vor allem bei Montagetätigkeiten sollen sich Mensch und Roboter künftig ergänzen und ihre speziellen Fähigkeiten für die Zusammenarbeit nutzen: Der stählerne Assistent könnte seine Kraft, Ausdauer und Geschwindigkeit ausspielen – der Mensch hingegen seine Fingerfertigkeit und sein motorisches Geschick. Derzeit sind die automatischen Helfer jedoch meist von Schutzzäunen umgeben. Die Arbeitsschutzvorschriften erlauben den Kontakt zwischen Personen und Robotern nur unter bestimmten Bedingungen – zu groß ist die Gefahr, dass sich Menschen verletzen. Um die Zusammenarbeit dennoch zu ermöglichen, sollen neue Technologien Arbeitsräume und Sicherheitsbereiche definieren, die der Mensch nicht betreten darf.

Beim Überschreiten dieser Schutzzonen wird der Roboter gestoppt oder verlangsamt. Eine neuartige Lösung zur hochflexiblen Arbeitsraumüberwachung haben jetzt Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg im Projekt »ViERforES« entwickelt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Bei dieser Sicherheitslösung kommen herkömmliche Projektoren und Kameras zum Einsatz, die in der Regel an der Decke angebracht werden. Die Besonderheit des Systems: Die zu überwachenden Schutzzonen werden direkt auf den Fußboden oder auch an die Wand projiziert. Dabei zeichnen die Projektionsstrahlen sichtbare Linien in den Arbeitsraum. Menschen erkennen das Schutzfeld somit sofort und wissen, wie weit sie sich dem Roboter nähern dürfen.

Werden die Sicherheitsbereiche durch Betreten von Personen verletzt, so erkennt die Kamera dies umgehend – die projizierten Linien werden unterbrochen. Der Roboter bremst sogleich. Zusätzlich lassen sich optische und akustische Warnsignale erzeugen. Eine weitere Besonderheit: Die markierten Bereiche können in ihrer Lage und Größe variieren und beliebige Formen annehmen – etwa einen Kreis, ein Rechteck oder variable Freiformen. »Wir verwenden übliche Standardkomponenten, daher lässt sich unsere Lösung kostengünstig installieren. Beamer und Kamera sind zueinander kalibriert und synchronisiert«, sagt Dr. Norbert Elkmann, Geschäftsfeldleiter am IFF. Soll eine größere Fläche überwacht werden, kann das System um zusätzliche Projektoren und Kameras erweitert werden.

Das Überwachungssystem arbeitet mit moduliertem Licht. »Das hat den Vorteil, dass es auch bei Fremdlichteinflüssen wie Sonneneinstrahlung und Schatten zuverlässig einsetzbar ist. Bisherige rein kamerabasierte Systeme zur Raumüberwachung arbeiten nur bedingt fremdlicht-unabhängig«, erklärt Elkmann. Die Experten können das System darüber hinaus mit Robotersteuerungen koppeln und so das Warn- oder Schutzfeld dynamisch anpassen. Arbeitet der Roboter zum Beispiel zeitweise nur im linken Bereich seines Arbeitsraums, muss nicht der maximale Roboterarbeitsraum gesichert werden.

Elkmann und sein Team haben ihr Verfahren zum Patent angemeldet. Ein Prototyp ist bereits vorhanden. Die Anwendungsmöglichkeiten des projektions- und kamerabasierten Systems beschränken sich nicht nur auf die sichere Mensch-Roboter-Interaktion. Auch andere sicherheitsrelevante Bereiche wie öffentliche Gebäude können überwacht werden. Das System lässt sich auch dort einsetzen, wo die Schutzzonen nicht erkennbar sein sollen – mittels Projektion von nicht sichtbarem Licht.

Dr. Norbert Elkmann | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/19/sicherheit-ohne-schutzzaun.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Riesen-Drehmomentsensor aus der PTB bringt Präzision vom Labor in den Prüfstand
24.11.2017 | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

nachricht Licht ermöglicht „unmögliches“ n-Dotieren von organischen Halbleitern
23.11.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie