Fraunhofer: Sichere Arbeitsbereiche Ohne Schutzzäune effizienter arbeiten

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Die innovative Robotik-Software «Botfellows Dynamic Safety» erübrigt künftig festgelegte, umzäunte Sicherheitszonen für Roboter. Dynamische Sicherheitszonen ersetzen physisch abgegrenzte Arbeitsräume von Mensch und Industrie-Roboter.

Die Botfellows GmbH, im September 2024 aus dem Fraunhofer Institut IWU, Chemnitz, ausgegründet, stellt ihre Sicherheitssoftware «Botfellows Dynamic Safety» vor. Sie ist direkt in Robotersteuerungen integrierbar. Das Team aus Dr.-Ing. Mohamad Bdiwi (CEO), Sebastian Krusche, Paul Eichler und Jayanto Halim (seit vielen Jahren bereits gemeinsam am Institut IWU tätig) konzentriert seine Entwicklung auf dynamisch ändernde, situativ optimale Sicherheitszonen anstelle starr abgegrenzter Arbeitsbereiche.

Dynamisch anpassen

Die Software von Botfellows passt die Bewegung von Leichtbau- oder Industrierobotern dynamisch an, indem sie deren Geschwindigkeit nur dann reduziert – bei Bedarf bis zum Stillstand –, wenn sich Personen tatsächlich dem Arbeitsbereich nähern. Erkennt das Zusammenspiel aus Sensorik und Kameras, dass keinerlei Kollisionsgefahr droht, arbeiten der oder die Roboter in den vorgesehenen Bewegungsbahnen und bei der regulären Geschwindigkeit. Die Forschungsergebnisse der Botfellows zur sicheren Teamarbeit von Mensch und Roboter haben zahlreiche Praxistests bestanden. Die Software ist nun erstmals in die Robotersteuerung eines Herstellers integriert.

Nahtlos integriert

Die Chemnitzer Robotikspezialisten kooperieren dazu mit dem chinesischen Hersteller Estun. Die Software «Botfellows Dynamic Safety» ist direkt, also ohne zusätzliche Schnittstellen eingebunden. Die einfache Implementierung und Bedienung war ein wichtiges Entwicklungsziel. Dazu sagt Dr.-Ing. Mohamad Bdiwi: «Dies ist der Schlüssel, um hochflexibel automatisieren und maximale Sicherheit gewährleisten zu können – weil sich unsere Software perfekt in die Robotersteuerung einfügt, statt deren Komplexität zu erhöhen.»

Produktiv und sicher palettieren

Insbesondere beim Palettieren erweist sich eine Kollaboration von Mensch und Roboter als vorteilhaft. Jeweilige Stärken können umfassend genutzt werden. So lassen sich effiziente und flexible Prozesse verwirklichen. Dabei sind in sicheren Arbeitsräumen ohne physische Schutzzäune unterschiedliche Szenarien möglich.

• Koexistenz: Mensch und Roboter arbeiten parallel in einem gemeinsamen Arbeitsbereich, ohne dass ein Schutzzaun erforderlich ist. Der Roboter übernimmt automatisierte Palettieraufgaben, wie das Stapeln und Sortieren von Kartons, während der Mensch in der Nähe Qualitätskontrollen durchführt oder Material nachlegt.

• Kooperation: Mensch und Roboter teilen sich denselben Arbeitsbereich und wechseln sich zeitlich in den Palettieraufgaben ab. Der Roboter stapelt schwere Kartons auf der Palette, während der Mensch kleinere, empfindliche Produkte hinzufügt und die Stabilität der Palette sicherstellt. Dadurch wird eine flexible Anpassung an verschiedene Produktarten ermöglicht.

• Kollaboration: Mensch und Roboter arbeiten zeitgleich im selben Arbeitsbereich und ergänzen sich direkt. Der Roboter hebt und reicht schwere oder unhandliche Kartons, während der Mensch sie präzise auf der Palette positioniert, Lücken ausfüllt und die finale Ausrichtung überprüft. Diese Form der Zusammenarbeit erhöht die Effizienz und Ergonomie des Palettierprozesses

Wirtschaftlich, flexibel, effizient

Mit den dynamischen Sicherheitszonen können Produktionsbetriebe drei wesentliche Vorteile erreichen. Zum einen vermindert der Verzicht auf physische Schutzzäune deutlich Investitions- und Wartungskosten. Zudem erfordern Roboterzellen weniger Fläche in Produktionshallen.

Dynamisch gesicherte Roboterzellen können zudem flexibel an jeweilige Aufgaben angepasst werden. Das Produktionslayouts lässt sich kurzfristig und einfach ändern. Das erfordert keinerlei Umbauten sowie Rüst- und Einstellarbeiten. Darüber hinaus sorgen dynamisch angepasste Sicherheitszonen für einen situativ engere und somit meist produktivere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Ungenutzte, für den Mensch aus Sicherheitserwägungen gesperrte Arbeitsbereiche werden minimiert.

(kmu)

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