Viele Fertigungsprozesse weisen einen immer höheren Automatisierungsgrad auf. Roboter spielen dabei eine wichtige Rolle, oft arbeiten sie eng mit ihren menschlichen Kollegen zusammen. Der Arbeitssicherheit kommt dabei besondere Bedeutung zu. Das Fraunhofer IWU und seine Industriepartner Synapticon sowie NexCobot stellen sich dieser Herausforderung mit einer neuen Architekturlösung.
Dezentrale Steuerungsarchitektur
Das Herzstück dieser Lösung ist eine dezentrale, generische Steuerungsarchitektur, die für adaptive Cobots in kollaborativen Anwendungen maßgeschneidert ist. Die zentrale Sicherheitssteuerung berechnet dazu, in welchen Bewegungsbereichen oder Arbeitssituationen sich der Roboter im kollaborativen Betrieb mit reduzierter Geschwindigkeit oder mit begrenzter Leistung und Kraft bewegen muss. Das System umfasst roboterunabhängige, sichere Bewegungssteuerungen für ausfallsichere kollaborative Roboter mit Ethercat (FSoE) und Echtzeitberechnung kompakter dynamischer Sicherheitsbereiche. Es eignet sich somit für effiziente und flexible Anwendungen in der Mensch/Roboter-Kollaboration. „Ein intelligentes Sicherheitssystem überwacht die relevanten Bereiche und passt die Robotersteuerung situativ an jede denkbare Interaktion zwischen Mensch und Roboter an“, betont Dr. Mohamad Bdiwi, Teamleiter Kollaborative Robotersysteme am Fraunhofer IWU.
NexCobot ist an der neuen Architektur mit seiner RobaSafe-SIL2/SIL3-Robotersteuerungslösung beteiligt. Diese verkürzt Entwicklungszeiten und stellt die Leistung bereit, die erforderlich ist, um sowohl Rechenprozesse als auch sicherheitsrelevante Funktionen auf derselben Platine zu unterstützen. Damit kann die Zahl der benötigten Hardwarekomponenten in vielen Anwendungsszenarien reduziert werden.
Die Steuerungslösung ist in der neuen Sicherheitsarchitektur mit der am Fraunhofer IWU entwickelten, dynamischen 3D-Arbeitsbereichsüberwachung DynaSafe verknüpft. Mithilfe von DynaSafe wird die gesamte Fabrik zu einem sicheren, von Mensch und Maschine gemeinsam genutzten Arbeitsraum.