ROBOTATTOO

Arbeitsrobotern fehlt es an einfach nachrüstbaren Systemen zur Kollisionsvermeidung

In produzierenden KMU werden aus Kosten-, Flexibilitäts- und Ergonomiegründen vermehrt CoBots eingesetzt. CoBots sind kollaborative Industrieroboter, die den Menschen im Produktionsprozess bei monotonen, körperlich belastenden oder äußerste Präzision erfordernden Arbeitsschritten unterstützen und mit Hilfe spezieller Sicherheitsfunktionen (z.B. der Begrenzung der Bewegungsgeschwindigkeit) eine sichere Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ermöglichen.

Da CoBots sich einen Arbeitsraum ohne trennende Schutzeinrichtungen mit Menschen teilen, müssen Kollisionsmöglichkeiten möglichst ausgeschlossen werden. Existierende Lösungen zur Kollisionsdetektion bzw. -Dämpfung behindern die Arbeitseffizienz durch häufige Sicherheitshalte oder unangenehme Kollisionen. Es fehlt bislang eine einfache und zuverlässige Lösung für eine vorausschauende Umgebungsüberwachung, die für alle CoBot-Plattformen kostengünstig implementiert bzw. nachgerüstet werden kann.
 

Laserstrukturierte Sensor-Tattoos erzeugen ein 3D-Bild der unmittelbaren Arbeitsraumumgebung

RoboTattoo ermöglicht über eine intelligente, einfach zu applizierende und kostengünstige Sensorschicht eine sichere, zuverlässige und effiziente CoBot-Interaktion. Ein lacktechnisch aufgetragenes Beschichtungssystem wird mittels 3D-Laserabtrag zu leitfähigen Einzelbereichen (Elektroden) strukturiert. So entsteht ein anwendungsspezifisch auslegbares Array aus kapazitiven und somit näherungssensitiven Einzelsensoren direkt auf der CoBot-Oberfläche, unabhängig von deren Form oder Material.

Die Sensorschicht enthält flächige Näherungssensoren und erzeugt ein ortsaufgelöstes 3D-Bild der unmittelbaren Arbeitsraumumgebung. Eine hohe Sensoranzahl gewährleistet den sicheren Betrieb, auch wenn einzelne Sensoren beschädigt, verschmutzt oder ausgefallen sind. So erkennt der CoBot Personen und Hindernisse und passt seine Bewegungsbahn automatisch an. Dies führt im Erfolgsfall zu einem vollständig kollisionsfreien MRK-System mit verringerten Taktzeiten und einer erhöhten Systemsicherheit.
 

Laserabtrag und Steuerungstechnik – Kompetenzen des Fraunhofer IWS

Das Fraunhofer IWS beschäftigt sich im Rahmen des Projekts mit dem selektiven Laserabtrag von dreidimensionalen Oberflächen auf CoBots. Der hierfür flächige Abtrag soll automatisiert durchgeführt werden, so dass Scanner und Roboter im 3D-Arbeitsraum kombiniert werden. Neben dem selektiven Laserabtrag erarbeitet das Fraunhofer IWS die steuerungstechnische Lösung für die automatisierte Strukturierung durch Bewegungsüberlagerung von Scanner und Roboter.