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Validierung der funktionalen Sicherheit bei der mobilen Manipulation mit Servicerobotern

Anwenderleitfaden. Projekt VaSiMa, Abschlussbericht
 
: Jacobs, Theo

Stuttgart, 2013, 26 S.
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie BMWi
01FS11009; VaSiMa
Deutsch
Bericht
Fraunhofer IPA ()
VaSiMa; mobiler Manipulator; Mensch-Roboter-Kooperation (MRK); funktionale Sicherheit; Roboter; Normung; Sicherheit

Abstract
Wurden in den vergangenen Jahrzehnten in der industriellen Fertigung meist stationäre Roboter eingesetzt, die mit Hilfe trennender Schutzeinrichtungen vom Menschen getrennt waren, geht der Trend heutzutage zunehmend zu flexiblen mobilen Roboterplattformen mit einem oder mehreren Manipulatoren, die je nach Bedarf einen menschlichen Werker in direkter Interaktion unterstützen können. Auch für Einsatzgebiete außerhalb der industriellen Fertigung, beispielsweise in Haushaltsumgebungen sowie im öffentlichen Bereich, wird vermehrt an mobilen Robotern mit Roboterarmen geforscht, die in direkter Interaktion mit dem Menschen agieren sollen.
Da bei mobilen Systemen, insbesondere im häuslichen Bereich, auf fest installierte Sicherheitssysteme weitestgehend verzichtet werden muss, stellt die Absicherung mobiler Roboter mit Manipulator eine große Herausforderung dar. Um Kollisionen mit dem Menschen oder anderen Hindernissen zu vermeiden, muss der Arbeitsraum eines mobilen Roboters ständig mit Hilfe von Kameras, Laserscannern oder anderer Sensoren überwacht werden, was insbesondere bei veränderlichen Umgebungen hohe Ansprüche an die Robustheit der eingesetzten Systeme stellt. Neben der Gefahr von Kollisionen erfordert der Einsatz in direkter Nähe des Menschen auch weitere Fähigkeiten, beispielsweise den gefahrlosen Transport von Gegenständen.
Existierende Sicherheitsnormen im Bereich der Robotik, beispielsweise ISO 10218-11 und -2, beziehen sich hauptsächlich auf klassische, stationäre Industrieroboter, auf mobile Systeme wird dagegen kaum eingegangen. Generelle Sicherheitsnormen für Maschinen geben dagegen nur sehr allgemeine Anforderungen an die sichere Gestaltung mobiler Roboter. Hersteller von mobilen Robotern mit Manipulationsfähigkeiten stehen daher vor dem Problem, dass keine klaren normativen Anforderungen an die Absicherung ihrer Produkte existieren. Insbesondere gibt es kaum Festlegungen für die Validierung der erreichten Sicherheit.
Um Herstellern und Anwendern mobiler manipulierender Roboter die Validierung ihrer Systeme zu erleichtern wurden im Projekt VaSiMa existierende Validierungsmethoden für die Sicherheit von Servicerobotern untersucht und Vorschläge für weitergehende Methoden zur Validierung der Sicherheit erarbeitet. Der vorliegende Anwenderleitfaden soll den Entwicklern von Servicerobotern aufzeigen, welche normativen Anforderungen an die Validierung bereits heute existieren und wie die in Normen Vorgegebenen Tests durch weitere ergänzt werden können, um die Sicherheit von Serviceroboterprodukten umfassend sicherzustellen.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-287477.html