Time-of-Flight-Verfahren ermöglicht sichere Arbeitsraumüberwachung
Sichere Forschung
Die Digital Factory der Fachhochschule Technikum Wien ist eine Pilotfabrik, in der praxistypische Industrie-4.0-Szenarien realisiert werden. Zu den Technologien und Robotersystemen, die hier erprobt werden, zählt nun auch die Lösung Spotguard des österreichischen Startups Tofmotion. Das auf dem 3D-Kameraverfahren Time of Flight (ToF) basierende Produkt ermöglicht sichere Forschungstätigkeiten im Kontext der virtuellen Arbeitsraumüberwachung.
Spotguard ermöglicht am Technikum Wien sichere Forschungstätigkeiten im Kontext der virtuellen Arbeitsraumüberwachung eines Roboters. (Bild: Tofmotion GmbH)
Spotguard ist eine einsatzbereite Lösung bestehend aus Hard- und Software, die zuverlässig und in Echtzeit Objekte erkennt, die in Gefährdungs- bzw. Bewegungsräume eindringen. In diesem Fall wird automatisch ein Signal an den Maschinencontroller gesendet und eine entsprechende Reaktion eingeleitet. „Wir ermöglichen Maschinen die räumliche Wahrnehmung, die die Basis für eine echte Mensch/Roboter-Kollaboration darstellt.“ betont Dr. Christian N. Neufeld, CEO von Tofmotion. Spotguard übernimmt definierte Sicherheitsaufgaben und soll Menschen und Maschinen gegen Kollisionen schützen. Spotguard ist mittlerweile schon in zahlreichen Anwendungen in der Industrie im Einsatz. Außerdem kooperiert Tofmotion mit dem Technikum Wien, wo die Lösung im Sommer 2020 in Betrieb genommen wurde. Es gehört zu den Aufgaben der Technikum Digital Factory, studentische Projekte wie dieses zu ermöglichen. Die Forschungseinrichtung des Kompetenzfeldes Digital Manufacturing, Automation & Robotics beherbergt eine heterogene Systemlandschaft aus über 20 verschiedenen industriellen Robotern unterschiedlicher Hersteller und Funktionsweisen.
Zuverlässige Sicherung des Arbeitsraums
Tofmotion unterstützte die Installation und Integration von Spotguard in die Steuerung des betreffenden Roboters. Darüber hinaus erfolgte eine Schulung von zwei Mitarbeitern der Technikum Digital Factory, in der sie mit der Software und Benutzeroberfläche vertraut gemacht wurden. Dabei wurden einzustellende Parameter, physikalische Rahmenbedingungen des Systems sowie die Erstellung von unterschiedlichen Warn- und Gefahrenzonen geschult und die Kalibrierung durch Tofmotion durchgeführt. „Im derzeitigen Setup ist Spotguard in eine Robot-Machining-Applikation eingebunden. Konkret handelt es sich um eine Roboterstation, die subtraktive Bearbeitungstätigkeiten durchführt“, erläutert Neufeld. „Die Installation der Kamera etwa 5m über dem Boden erlaubt eine ganzheitliche Sicherung des Arbeitsraumes und den Schutz der Mitarbeitenden der Technikum Digital Factory.“
Um das zu ermöglichen, wurde der einzige Zugang zur Station über die Spotguard-Benutzeroberfläche mit digitalen Warn- und Gefahrenzonen überlagert. Je nach Position der Person in den definierten Zonen löst das System einen leichten Stopp (Kategorie 2) oder einen Nothalt (Kategorie 1) des Roboters aus. Das so entstandene System aus Kuka-Roboter und Spotguard trägt vor allem zu Forschungstätigkeiten bei, die im Rahmen des durch die Stadt Wien geförderten Projektes ‚Sicherheit in intelligenten Produktionsumgebungen – SIP4.0‘ durchgeführt werden. Dabei untersuchen die Mitarbeiter die komplexen Gegebenheiten in modernen Industriebetrieben in Bezug auf Maschinensicherheit (Safety) und Informationssicherheit (IT-Security) und wie sie sich diese gegenseitig beeinflussen.
