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Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem und ein entsprechendes Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Aus der
DE 10 2005 003 827 B4 ist bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Interaktion zwischen einem Menschen und einer Robotereinheit an einem Roboterarbeitsplatz bekannt, bei der die Annäherung eines Menschen anhand zweier Sicherheitsschwellen überwacht wird. Über eine erste Sensoreinheit wird eine Annäherung eines Menschen an den Arbeitsplatz derart erfasst, dass bei einem Unterschreiten eines ersten Sicherheitsabstandes ein erstes Signal und bei einem Unterschreiten eines zweiten Sicherheitsabstandes ein zweites Signal erzeugt wird. Bei Vorliegen des ersten Signals ist es vorgesehen, die Robotereinheit in einem vorgebbaren Zustand, in einen so genannten sicheren Betriebshalt zu überführen. Liegt das zweite Signal vor, wird die Robotereinheit in einen so genannten Not-Aus-Zustand überführt, in dem die Robotereinheit bewegungslos in ihrer momentanen Stellung verharrt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass am Arbeitsplatz der Robotereinheit ein zusätzlicher Sicherheitsschalter angeordnet ist, der die Robotereinheit in den Zustand des sicheren Betriebshaltes überführt.
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Aus der
DE 103 20 343 B4 ist ein Verfahren zur überwachten Kooperation zwischen einer Robotereinheit und einem Menschen bekannt, bei dem nach einem vorgebbaren Programmablauf Handhabungsschritte innerhalb eines sowohl von der Robotereinheit als auch vom Menschen zugänglichen gemeinsamen Arbeitsraumes durchgeführt werden. Hierbei ist es vorgesehen, dass der Robotereinheit bei relativer Annäherung an den Menschen ein Bewegungsmuster aufgeprägt wird, dass sich durch die Bewegungsrichtung, Bewegungsgeschwindigkeit sowie dem Abstand der Robotereinheit relativ zum Menschen auszeichnet. Aus einer Vielzahl unterschiedlicher abgespeicherter Bewegungsmuster wird ein für den Menschen individuelles Bewegungsmuster ausgewählt, so dass dem Menschen ein Gefühl an Arbeitssicherheit und Kontrolle über die Robotereinheit vermittelt wird. Jedes Bewegungsmuster liegt mindestens in einer ersten und zweiten Qualitätsstufe vor, die sich beispielsweise in ihrer Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung unterscheiden. Unter Berücksichtigung eines aktuellen Abbremsweges der Robotereinheit sowie einer maximalen eigenen Bewegungsgeschwindigkeit des Menschen wird die Robotereinheit solange abgebremst oder zum Stillstand gebracht, bis eine Kollisionsgefahr auszuschließen ist.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner Systeme zur dreidimensionalen Bilderfassung bekannt, welche mit Hilfe einer aktiven Beleuchtung arbeiten. Dazu gehören so genannten Time-of-flight-(TOF-) oder Laufzeitmesssysteme. Diese verwenden eine amplitudenmodulierte oder gepulste Beleuchtung, zur Ausleuchtung der zu erfassenden dreidimensionalen Szenerie.
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Mit Kamera bzw. Kamerasystem sollen insbesondere alle 3D-TOF-Kamerasysteme mit umfasst sein, die eine Laufzeitinformation aus der Phasenverschiebung einer emittierten und empfangenen Strahlung gewinnen. Als 3D-TOF-Kameras sind insbesondere PMD-Kameras mit Photomischdetektoren (PMD) geeignet, wie sie u. a. in den Anmeldungen
DE 196 35 932 ,
EP 1 777 747 ,
US 6 587 186 und auch
DE 197 04 496 beschrieben und beispielsweise von der Firma ‚ifm electronic gmbh’ als Frame-Grabber O3D101/M01594 zu beziehen sind. Die PMD-Kamera erlaubt insbesondere eine flexible Anordnung der Lichtquelle und des Detektors, die sowohl in einem Gehäuse als auch separat angeordnet werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Eindringen bzw. Einbringen bestimmter Objekte in einen Überwachungsbereich zu erleichtern.
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Die Aufgabe wird in vorteilhafter Weise durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhaft sieht das erfindungsgemäße Überwachungssystem mindestens eine 3D-TOF-Kamera zur Überwachung eines, insbesondere sicherheitskritischen, Bereichs vor. Das Überwachungssystem umfasst eine Auswerteeinheit, die bei einem Eindringen eines Objekts in den überwachten Bereich eine Sicherheitsfunktion aktiviert. Die Auswerteeinheit ist derart ausgestaltet, dass die Aktivierung der Sicherheitsfunktion unterbleibt, wenn an dem eindringenden Objekt Freigabeelemente erkannt werden.
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Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass Objekte, die in einem bestimmten Bereich eindringen sollen und dürfen eindeutig vom Überwachungssystem erkannt werden und das Eindringen dadurch erlaubt wird, dass die vorgesehene Sicherheitsfunktion für diese erlaubten Objekte nicht ausgelöst wird.
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Vorteilhaft ist in gleicher Weise ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Bereichsüberwachung vorgesehen.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung möglich.
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Besonders nützlich ist es, wenn ein Freigabeelement als Markierung mit mindestens einer spezifizierten optischen und/oder geometrischen Eigenschaft ausgebildet ist.
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Durch dieses Vorgehen wird vorteilhaft realisiert, dass die freizugebenden Objekte Marker aufweisen, die von der 3D-TOF-Kamera eindeutig aufgrund ihrer optischen und/oder geometrischen Eigenschaften identifiziert werden können. Hierzu eignen sich insbesondere Reflektoren, die eine bestimmte Größe, Form und/oder Reflektivität aufweisen. Wenn ein Objekt mit einem solchen Reflektor in einen definierten Abschnitt des überwachten Bereichs eindringt, kann die Sicherheitsfunktion des Überwachungssystems sicher überbrückt werden.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn der überwachte Bereich zumindest teilweise oder auch vollständig mit Markierungselementen mit mindestens einer definierten optischen Eigenschaft gekennzeichnet ist. Solche Bereiche können beispielsweise mit Hilfe von Reflektoren oder reflektierenden Klebebändern begrenzt werden. So ist es in einfacher Art und Weise möglich, bereits durch Erfassen einer Reflektivitätsänderung ein Eindringen eines Objektes zu detektieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, das Eindringen eines Objekts aufgrund einer Abstandsänderung und/oder einer Änderung einer optischen Eigenschaft zu erkennen.
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Zweckmäßigerweise ist das System ferner derart ausgestaltet, dass bei einem Eindringen eines Objekts in den Überwachungsbereich nur dann eine Sicherheitsfunktion ausgelöst wird, wenn am eindringenden Objekt keine Freigabeelemente erkannt werden.
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Ferner ist es vorgesehen, in den Grenzen des überwachten Bereichs ein Freigabebereich zu definieren, wobei die die Unterdrückung der Sicherheitsfunktion anhand von Freigabeelementen dann nur für den Freigabebereich zugelassen ist. Durch dieses Vorgehen lassen sich in vorteilhafter Weise unterschiedliche Sicherheitsbereiche innerhalb eines überwachten Bereichs realisieren.
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Vorzugsweise ist der Freigabebereich ferner vollständig, teilweise oder auch nur an seinen Grenzen mit optischen Markierungen gekennzeichnet
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 schematisch ein 3D-TOF-Kamerasystem,
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2 ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem für einen Maschinenarbeitsbereich,
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3 den Maschinenarbeitsbereich in Aufsicht,
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4 ein Eindringen eines Objekts in zwei überwachte Bereiche,
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5 eine Beschickung einer Maschine mit einem Werkstückträger,
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6 eine Bereitstellung einer Palette in einem überwachten Bereich.
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1 zeigt eine Messsituation für eine optische Entfernungsmessung mit einem 3D-TOF-Kamerasystem, wie es beispielsweise aus der
DE 197 04 496 bekannt ist.
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Das 3D-TOF-Kamerasystem umfasst hier eine Sendeeinheit bzw. ein Beleuchtungsmodul 100 mit einer Lichtquelle 12 und einer dazugehörigen Strahlformungsoptik 50 sowie eine Empfangseinheit bzw. 3D-TOF-Kamera 200 mit einer Empfangsoptik 150 und einem Fotosensor 15. Der Fotosensor 15 ist vorzugsweise als Pixel-Array, insbesondere als PMD-Sensor, ausgebildet. Die Empfangsoptik besteht typischerweise zur Verbesserung der Abbildungseigenschaften aus mehreren optischen Elementen. Die Strahlformungsoptik 50 der Sendeeinheit 100 ist vorzugsweise als Reflektor ausgebildet. Es können jedoch auch diffraktive Elemente oder Kombinationen aus reflektierenden und diffraktiven Elementen eingesetzt werden.
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Das Messprinzip dieser Anordnung basiert im Wesentlichen darauf, dass ausgehend von der Phasendifferenz des emittierten und empfangenen Lichts die Laufzeit des emittierten und reflektierten Lichts ermittelt werden kann. Zu diesem Zwecke werden die Lichtquelle und der Fotosensor 15 über einen Modulator 18 gemeinsam mit einer bestimmten Modulationsfrequenz mit einer ersten Phasenlage a beaufschlagt. Entsprechend der Modulationsfrequenz sendet die Lichtquelle 12 ein amplitudenmoduliertes Signal mit der Phase a aus. Dieses Signal bzw. die elektromagnetische Strahlung wird im dargestellten Fall von einem Objekt 20 reflektiert und trifft aufgrund der zurückgelegten Wegstrecke entsprechend phasenverschoben mit einer zweiten Phasenlage b auf den Fotosensor 15. Im Photosensor 15 wird das Signal der ersten Phasenlage a des Modulators 18 mit dem empfangenen Signal, das mittlerweile eine zweite Phasenlage b angenommen hat, gemischt und aus dem resultierenden Signal die Phasenverschiebung bzw. die Objektentfernung ermittelt.
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2 zeigt schematisch einen Maschinenarbeitsplatz 500 mit einem Roboter 30 und einer Person 300. Der Roboter 30 ist hier als Greif- bzw. Werkzeug-Roboter mit eine Steuergerät 35, mit mehreren Gelenkarmen 32 und Gelenken 33 ausgestaltet. Zwischen der Person 300 bzw. dem eindringenden Objekt 800 und dem Roboter 30 befindet sich ein Arbeitsplatz 500, der gemeinsam von der Person 300 und dem Roboter 30 vorzugsweise kooperierend genutzt wird.
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Die gesamte Situation in der sich der Roboter 30 und die Person 300 befinden wird von einer 3D-TOF-Kamera 10 erfasst. Ferner steht die 3D-TOF-Kamera 10 mit dem Steuergerät 35 des Roboters 30 in Verbindung.
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Der Rand des Arbeitsbereichs 500, der zugleich auch ein Überwachungsbereich 480 sein soll, ist umlaufend mit einer optischen Markierung 450 versehen. Die optische Markierung 450 ist vorzugsweise als Reflektorband ausgestaltet. Wesentlich für die optische Markierung 450 ist, dass sie eine optische Eigenschaft aufweist, die sicher und zuverlässig durch dass Überwachungssystem zu erkennen ist.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, ausgehend von der optischen Markierung 450 einen größeren oder kleineren Überwachungsbereich 480 festzulegen. Außerdem ist der Überwachungsbereich nicht auf eine zweidimensionale Ausdehnung beschränkt, sondern kann auch dreidimensional in beliebiger Geometrie aufgespannt werden. Die optische Markierung 450 des Bereichs dient im Wesentlichen als Orts-Referenz zur Festlegung des Überwachungsbereichs 480.
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Die Parameter für die Festlegung eines solchen Überwachungsbereichs können beispielsweise in einer Auswerteeinheit des Überwachungssystems hinterlegt werden. Im dargestellten Beispiel ist eine solche Auswerteeinheit 210 in der 3D-TOF-Kamera 10 integriert. Eine separate Anordnung in einem Steuergerät kommt jedoch ebenso in Betracht. Ferner weist die Auswerteeinheit 210 vorzugsweise eine Bildverarbeitung auf bzw. steht mit einer in Verbindung und erlaubt so insbesondere auch eine Objekterkennung.
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Im dargestellten Fall befindet sich die Person 300 noch außerhalb des Überwachungsbereichs 480. An den Armen sichtbar trägt die Person 300 optische Freigabeelemente 400. Da sich die Person 300 außerhalb des gesicherten Arbeitsbereichs befindet bleiben die Freigabeelemente 400 vom Überwachungssystem zunächst unbeachtet.
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Erst bei einem Eindringen der Person 300 in den überwachten Bereich 480 wird anhand der erkannten Freigabeelemente 400 eine Sicherheitsfunktion des Überwachungssystems unterdrückt. Gegebenenfalls kann die Unterdrückung bzw. das Muting der Sicherheitsfunktion als Signal für eine weitere Anwendung zur Verfügung gestellt werden.
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Ohne ein erkanntes Freigabeelement wird bei einem Eindringen einer Person oder eines Objekts die Sicherheitsfunktion aktiviert. Die Sicherheitsfunktion kann hierbei vielfältig gestaltet sein, beispielsweise als Bereitstellung eines Sicherheitsalarms, wobei der Alarm vorzugsweise von weiteren Vorrichtungen weiter verarbeitet werden kann.
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Im dargestellten Beispiel stellt die Auswerteeinheit 210 bei einer aktivierten Sicherheitsfunktion dem Steuergerät 35 des Roboters 30 einen Alarm zu Verfügung. Bei Vorliegen eines solchen Alarms greift das Steuergerät 35 in die Roboterfunktionen ein und bringt den Roboter sicher zum Stillstand, so dass eine Gefährdung der unbefugt eindringenden Person ausgeschlossen ist.
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Die Erkennung eines Freigabeelements 400 ist nicht zwingend auf den Zeitpunkt des Eindringens beschränkt. Da der Erfassungsbereich der 3D-TOF-Kamera 10 typischerweise über den zu sichernden Überwachungsbereich 480 hinausgeht, kann eine Person oder ein Objekt bereits bei einer Annäherung erfasst werden. So kann bereits im Vorfeld überprüft werden, ob die sich nähernde Person bzw. Objekt 800 die notwendigen Freigabeelemente 400 aufweist. Gegebenenfalls kann bei fehlenden Freigabeelementen 400 ein Voralarm ausgelöst werden, so dass der sich nähernden Person beispielsweise ein Fehlen der Freigabeelemente 400 signalisiert werden kann.
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Weiterhin weist auch der Roboter 300 an seinen Greifarmen optische Freigabeelemente 400 zur Unterdrückung bzw. Muting einer Sicherheitsfunktion des Überwachungssystems auf. Die optionale Verwendung von Freigabeelementen 400 an Maschinenteilen ist vornehmlich als diversitäre und redundante Sicherheitsmaßnahme zu betrachten. Prinzipiell kann die Bewegung und die Position eines Roboters 30 bzw. Gelenkarms 32 bereits anhand der Steuerdaten und/oder Positionssensoren des Roboters 30 bestimmt werden. Über die am Roboterarm angeordneten Freigabeelemente 400 kann dies über die Auswerteeinheit 210 redundant erfolgen. Zum einen wird anhand der erkannten Freigabeelemente das Eindringen in den überwachten Bereich 480 erlaubt und zum anderen ist dem System die Position der Freigabeelemente und somit auch die Position des Roboterarms bekannt.
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Zur besseren Unterscheidung können die Freigabeelemente 400 an Personen 300 sich optisch und/oder geometrisch von den Freigabeelementen an Maschinen und/oder Objekten unterscheiden.
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Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, dass unterschiedliche Werkzeugköpfe mit unterschiedlichen Freigabeelementen ausgestattet werden. So kann beispielsweise die Verwendung eines für einen aktuellen Prozess ungeeigneten Werkzeugkopf verhindert werden.
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Ferner kann es auch vorgesehen sein, dass die Bewegung des Roboterarms nur für bestimmte Abschnitte des Arbeitsbereiches freigegeben ist.
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Weiterhin befindet sich innerhalb des Überwachungsbereichs 480 ein Arbeitsmaterial 540 ohne optische Freigabeelemente, ohne dass eine Sicherheitsfunktion aktiviert wird oder ist. Grundsätzlich kann das Überwachungssystem so ausgestaltet sein, dass Objekte, die sich bereits im Inneren des überwachten Bereiches befinden oder über ein erlaubtes Eindringen in den überwachten Bereich gebracht wurden als sicherheitsunkritisch betrachtet werden. Darüber hinaus ist es auch denkbar, neben der Freigabe durch Freigabeelemente 400 auch eine Freigabe über eine Objekterkennung zu erlauben.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist es zur besseren Erkennung der Extremitäten der Person 300 vorgesehen, an bevorzugten Stellen wie beispielsweise Kopf, Schulter, Handgelenk, Arm- und Kniegelenk sowie im Fußbereich weitere optische Freigabeelemente 400 oder Markierungsmittel anzuordnen.
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Die von der 3D-TOF-Kamera erfasste Situation kann ferner insbesondere im Hinblick auf Position und Bewegung der Person 300 ausgewertet werden. Zwar ist das Eindringen der Person 300 mit entsprechenden Freigabeelementen 400 in den überwachten und typischerweise sicherheitskritischen Bereich 480 grundsätzlich erlaubt aber ausgehend von der Position-, Bewegung- und/oder Lage der Person 300 kann eine sicherheitskritische Situation in Relation zum Roboter- bzw. Maschinensystem entstehen. Die 3D-TOF-Kamera 10 bzw. die Auswerteeinheit 210 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass ausgehend von den erkannten Raumdaten der Person 300 in Relation zu den bekannten Positions- und Bewegungsplänen des Roboters eine sicherheitskritische Lage der Person 300 erkannt und unterbunden werden kann. Um die Gefahr für die Person zu reduzieren oder gegebenenfalls auch abzuwenden, kann es vorgesehen sein, beispielsweise die Geschwindigkeit der Robotergelenke bzw. arme 32 bei Annäherung zu verringern, sodass sichergestellt werden kann, dass der Roboterarm 32 jederzeit gefahrlos zum Stillstand gebracht werden kann.
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Bei einer kooperierenden Interaktion zwischen Person 300 und Roboter 30 werden von der Person 300 vorbestimmte Bewegungsmuster erwartet. Kooperiert die Person 300 innerhalb dieser Bewegungsmuster, hält die Maschine den kooperativen Prozessablauf aufrecht. Weicht die Person 300 jedoch von diesem Prozessablauf ab, geht die Maschine gegebenenfalls in einen Sicherheitsmodus oder weicht den Bewegungen der Person 300 aus.
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Insbesondere auch für einen kooperierenden Prozessablauf kann es vorgesehen sein, dass die maximale Geschwindigkeit des Roboters so gewählt ist, dass er innerhalb einer vorgegebenen Sicherheitsgrenze bei Gefahr zum Stillstand kommt. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeit des Roboters mit abnehmendem Abstand der Person 300 von dem Roboter 30 reduziert wird.
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3 zeigt schematisch die interaktive Situation in einer Aufsicht. In der Darstellung befindet sich die Person 300 am Maschinenarbeitsplatz 500 und kann beispielsweise das auf dem Arbeitsplatz 500 befindliche Arbeitsmittel 540 dem Roboter 30 kooperativ zur Verfügung stellen.
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Die Person 300 ist mit dem rechten Arm, an dem sich ein Freigabemittel 400 befindet, in den überwachten Bereich 480 eingedrungen. Erfindungsgemäß wird nun aufgrund des erkannten Freigabemittels 400 die Sicherheitsfunktion für den überwachten Bereich 480 unterdrückt, so dass sich die freigegebene Person nun innerhalb des überwachten sicherheitskritischen Bereichs frei bewegen kann.
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Im dargestellten Fall ist es jedoch zusätzlich vorgesehen, die Freigabe bzw. die Unterdrückung der Sicherheitsfunktion nur bis zu einer Freigabegrenze 485 zu erlauben. Somit ist ein erlaubtes Eindringen der Person 300 in diesem Beispiel nur von der dem Roboter 30 gegenüberliegenden Seite und nur bis zur Freigabegrenze 485 möglich. Überschreitet die Person 300 mit einem Körperteil die Freigabegrenze 485 erfolgt trotz der erkannten Freigabeelemente 400 eine Aktivierung der Sicherheitsfunktion, d. h. im vorliegenden Beispiel wird der Roboter 30 zum Stillstand gebracht. Ist die Roboteranwendung als sicherheitsunkritisch zu betrachten, so kann gegebenenfalls auf eine Freigabegrenze 485 verzichtetet werden und die Person 300 ist für den gesamten Überwachungsbereich 480 freigegeben, d. h. die Sicherheitsfunktion ist für den gesamten Überwachungsbereich 480 unterdrückt.
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Durch dieses Vorgehen lässt sich abhängig von der Anwendung und gewünschten Sicherheit ein Freigabebereich bzw. -raum 490 festlegen, der entweder über den gesamten überwachten Bereich 480 oder über ein über eine Freigabegrenze 485 eingeschränkten Bereich erstreckt.
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Um die Sicherheit der interagierenden Person zu erhöhen, kann auch auf Seiten des Roboters eine eigene Freigabegrenze eine so genannte Maschinenfreigabegrenze vorgesehen sein. Überschreitet der Roboter 30 aufgrund einer Fehlfunktion diese Grenze wird eine Sicherheitsfunktion aktiviert.
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Im dargestellten Fall wird der zu sichernde Arbeitsbereich von einer einzigen 3D-TOF-Kamera 10 überwacht. Selbstverständlich ist es auch möglich den Bereich mit mehreren 3D-TOF-Kameras 10 zu überwachen, sodass in vorteilhafter Weise auch verdeckte Bereiche oder Informationen redundant erfasst werden können.
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Im dargestellten Beispiel ist der Randbereich des zu sichernden Feldes durchgehend mit optischen Markierungen versehen, es ist jedoch auch möglich, nur einzelne Abschnitte oder besonders kritische Bereiche zu markieren. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Freigabebereich 490 eine von dem übrigen Sicherheitsbereich verschiedene optische Eigenschaft aufweist. Dies erlaubt eine besonders schnelle und sichere Detektion eines in den nicht freigegebenen Sicherheitsbereich eindringenden Objektes. Auch ist es denkbar, nur die Grenzen des Freigabebereichs 490 zu markieren.
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Die Markierung des zu überwachenden Bereiches mit Markierungselementen bekannter optischer Eigenschaft erlaubt es, den Hintergrund sehr sicher und insbesondere auch diversitär, beispielsweise durch Ermittlung von Abstand und Reflektivität der Markierungsmittel, zu erkennen. Der Eintritt eines Objektes bzw. auch einer Person kann dann in der Regel sowohl aufgrund des geänderten Abstandes als auch aufgrund der geänderten Reflektivität erkannt werden. Weiterhin kann auch die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit aufgrund der 3D-Daten und aufgrund des Bildflusses im Amplitudenbild der 3D-Kamera ermittelt werden.
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4 zeigt eine typische Situation einer Fertigung beispielsweise eine Autofertigungsstraße. Durch entsprechende optische Markierungen 450 sind ein linker und ein rechter Sicherheitsbereich 480 gekennzeichnet. Das Objekt 530 beispielsweise ein Auto dringt innerhalb der Freigabegrenzen 485 sowohl in den linken als auch rechten Sicherheitsbereich 480 bzw. in den Freigabebereich 490 ein. Aufgrund der optischen Freigabeelemente 400 auf dem Objekt 530 unterdrückt das Überwachungssystem für dieses Objekt die Sicherheitsfunktion. Alternativ zu einem zusätzlich am Objekt angebrachten Freigabeelement 400 kann insbesondere bei einem Auto ein Fahrzeugteil mit einer besonderen optischen Eigenschaft, beispielsweise ein Scheinwerferreflektor, als Freigabeelement herangezogen werden.
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Abhängig von der gewünschten Sicherheit kann vom Überwachungssystem entweder nur das eindringende Objekt 530, 800 freigegeben werden oder gegebenenfalls auch eine Freigabe für den gesamten Freigaberaum 490 erfolgen. Wird der gesamte Freigaberaum 490 freigegeben, so ist es möglich, dass Personen und auch weitere Objekte innerhalb des Freigaberaumes 490 agieren können, solange sich das freigegebene Objekt 530, 800 innerhalb des Freigaberaums 490 befindet. Verlässt das freigegebene Objekt 530, 800 den gesicherten bzw. überwachten Bereich 450 wird die Unterdrückung der Sicherheitsfunktion wieder aufgehoben.
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Ist für eine erhöhte Sicherheitsanforderung gewünscht, dass nur das Objekt 530 freigegeben wird, so ist dann im Überwachungssystem bzw. in der Auswerteeinheit 210 vorzugsweise die Dimensionen des freizugebenden Objektes zu hinterlegen. Im vorliegenden Fall beispielsweise die Breite B und/oder Länge L des Objektes 530, 800. Dringt ein weiteres Objekt ohne Freigabeelement 400 in den überwachten Bereich 480 bzw. in den Freigaberaum 490 ein, wird die Sicherheitsfunktion aktiviert.
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5 zeigt eine Beschickung einer Maschine 650 mit einem Werkstückträger 610. Der sicherheitskritische Bereich der Maschine 650 ist an drei Seiten mit optischen Markierungen 450 umrandet. Der Werkstückträger 610 ist an zwei gegenüberliegenden Ecken mit optischen Freigabeelementen 400 versehen. Die Freigabeelemente im dargestellten Beispiel weisen eine unterschiedliche geometrische Form auf, so dass neben der Freigabe auch eine korrekte Positionierung des Werkstückträgers 610 erkannt werden kann. Anhand der optischen Freigabeelemente 400 kann beispielsweise auch eine optische Kodierung verschiedener Werkstückträger erfolgen, sodass beispielsweise nur bestimmte Werkstückträger für die Maschine 650 vom Überwachungssystem zugelassen werden.
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In 6 ist eine Bereitstellung einer Material-Palette 710 in einem überwachten Bereich 480 dargestellt. Hierbei ist an einem Arm der Fertigungsmaschine 750 eine 3D-TOF-Kamera 10 angeordnet, die den mit optischen Markierungsmitteln 450 gekennzeichneten Sicherheitsbereich 480 überwacht. Der zu überwachende Bereich 480 ist hierbei geringfügig größer als durch die optischen Markierungen 450 vorgegeben festgelegt. Die Mutingfunktion, d. h. die Unterdrückung der Sicherheitsfunktion anhand von Freigabeelementen 400, soll sich hierbei über den gesamten überwachten Bereich erstrecken. Der Freigabereich 490 stimmt somit mit dem überwachten Bereich 480 überein. Im dargestellten Beispiel ist es vorgesehen, die Palette 710 innerhalb des Sicherheitsbereiches 480 der Maschine 750 zur Verfügung zu stellen. Zur Unterdrückung der Sicherheitsfunktion weist die Palette 710, also das eindringende Objekt 800, an zwei Ecken entsprechende optische Freigabeelemente 400 auf.
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Neben der Freigabe der bereitgestellten Palette 710 kann darüber hinaus nach der Platzierung der Palette 710 auch überprüft werden, ob die Palette unberechtigt entfernt wird. Die Palette 710 kann im dargestellten Fall dazu dienen, Fertigungsgut zum späteren Abtransport aufzunehmen. Die Überwachung kann dabei derart ausgestaltet sein, dass durch Abdecken der Palette 710 und somit auch der Freigabeelemente 400 mit Transportgut eine Belegung der Palette 710 erkannt und signalisiert wird. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass neben der Freigabe auch eine Transportgutbelegung festgestellt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Überwachungssystem ist selbstverständlich nicht nur auf die oben genannten Ausführungsbeispiele beschränkt. In nicht abschließender Aufzählung sind insbesondere auch Anwendungen in der Raumüberwachung, in Alarmsystemen, Lagersystemen, Verkehrssystemen und weiteren Anwendungen denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005003827 B4 [0002]
- DE 10320343 B4 [0003]
- DE 19635932 [0005]
- EP 1777747 [0005]
- US 6587186 [0005]
- DE 19704496 [0005, 0027]
