Dreidimensionales Kamerasystem

Unsichtbare Wächter

Das Deutsche Museum in München präsentiert auf eindrucks- volle Art Geschichte und Gegenwart von Wissenschaft und Technik und macht so den rasanten technologischen Wandel begreifbar. Wie der Betreiber die Besucher mit unsichtbaren, virtuell definierten Schutzräumen vor Gefahren schützt, demonstriert ein intelligentes Kamerasystem von Pilz für die dreidimensionale Raumüberwachung.

Verletzungsrisiko: Die dreidimensionale Raumüberwachung des Safety-Eye stellt fest, ob sich Personen in einem Aktionsraum von mechanischen Einheiten befinden oder eine Zone mit erhöhter Sicherheitsstufe betreten haben.

Welcher Technik- und Hardware-Aufwand noch 1993 erforderlich war, um große Datenmengen zu speichern, zeigt der Magnetbandspeicher Powder Horn 9310 der US-amerikanischen Firma Storage Tek. Er misst 2,3 Meter in der Höhe und 3,25 Meter im Durchmesser. In seinem Inneren bietet er Platz für insgesamt 6.000 Magnetbänder. Bei Datenanforderung drehte sich die Robotik-Einheit um die zentrale Mittelachse bis zur jeweiligen Ablageposition des äußeren oder inneren Storage-Systems. Eine Handling-Applikation fuhr mit hoher Geschwindigkeit anschließend entlang der vertikalen Linearachse zum entsprechenden Fach, entnahm die Kassette und transportierte diese zu einem freien Leselaufwerk. Heute findet das Speichervolumen des Powder Horn 9310 bequem in einem Towergehäuse von der Größe eines kleinen Kühlschranks Platz.

Um Besuchern in der Ausstellung „Schaufenster Robotik“ eine Vorstellung von der Größe zu geben, wurde der Magnetbandspeicher frontal aufgeschnitten. Die radiale Drehachse ist zwar aus Sicherheitsgründen stillgelegt, doch um zumindest einen Teil der mechanischen Funktionalität des Magnetbandspeichers zu demonstrieren, simuliert die lineare Entnahmeeinheit in regelmäßigen Abständen die Entnahme einer Kassette. Um Gefährdungen auszuschließen, hält eine etwa 90 cm hohe Absperrung aus Glas die Besucher auf Distanz. Weil diese allein aber noch keinen zuverlässigen Schutz vor Eingriffen oder gar Überklettern bietet, waren zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen gefragt. Eine Lösung, die praktisch nicht sichtbar ist und gleichzeitig einen größtmöglichen Schutz bietet ist das erste sichere dreidimensionale Kamerasystem Safety-Eye. Dieses System von Pilz ist eine kamerabasierte 3D-Sicherheitstechnologie für die Raumüberwachung. Über dem entsprechenden Bereich installiert, kommt das sichere Kamerasystem ganz ohne zusätzliche bauliche und mitunter hinderliche Maßnahmen am Boden aus. Es kontrolliert den dreidimensionalen Raum mittels intelligenter Sensorik lückenlos und bietet völlig neue Möglichkeiten.

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Sicherheit aus der Vogelperspektive

Das sichere Kamerasysteme ermittelt und meldet das Eindringen von Objekten in zuvor frei definierte Räume – sogenannte Warn- und Schutzräume. So registriert beim ausgestellten Magnetbandspeicher eine erste, virtuell vor dem Absperrzaun angebrachte etwa 40 cm tiefe Warnzone jeden Eingriff und macht den Verursacher optisch auf potenzielle Gefahren aufmerksam. Die Aktivität der Lineareinheit bleibt in diesem Stadium per Definition noch unbeeinflusst. Erst wenn das System einen Eingriff in den ersten über der Glas-Absperrung schwebenden Schutzraum oder gar ein Übersteigen der Absperrung in den als Schutzraum definierten angrenzenden Bereich erkennt, veranlasst das System in Sekundenbruchteilen den sofortigen und sicheren Halt der Robotik-Einheit. Registriert der Sensor, dass der kritische Schutzraum wieder frei ist, fährt die Handling-Einheit nach einer vorgegebenen Zeitspanne selbständig wieder an.

Sollte jemand den definierten Schutzbereich verlassen und weiter in das Innere des Datenspeichers vordringen, sorgt eine weitere Sicherheits-Hüllkurve im unmittelbaren Zugangsbereich des Exponats dafür, dass die Gefahr bringende Bewegung nicht automatisch wieder anläuft. In diesem Fall muss das Aufsichtspersonal nach persönlicher Kontrolle und per Quittierfunktion die Handlingeinheit neu starten. Zusätzlich ließe sich vor die Absperrung noch eine virtuelle Erfassungszone legen, die mit einer Begrüßungsansage oder dem Start eines Erläuterungstextes verknüpft werden könnte. Bis zu 16 dreidimensionale unabhängige Warn- und Schutzräume lassen sich mit der Software Safety-Eye Configurator einrichten.

Was im Museum der anschaulichen Demonstration dient, kommt im automatisierten industriellen Produktionsalltag immer häufiger zum Einsatz. Bei komplexen Produktionsabläufen und vor allem dort, wo Menschen eng mit Maschinen interagieren müssen, sind starre Einhausungen oder andere unflexible mechanische Einrichtungen nicht mehr zeitgemäß. Mit virtuellen Schutzräumen im dreidimensionalen Raum sorgt das System von oben für faktische Sicherheit am Boden und steigert gleichzeitig Produktivität und Effizienz. Vor allem im Bereich der Automobilfertigung – insbesondere an der Nahtstelle zwischen Mensch und Roboter – sorgt Safety-Eye für schrankenlose Sicherheit und größtmögliche Flexibilität. st

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