In der Industrieautomation steht die Sicherheit der Mitarbeiter, Produkte und Anlagen an erster Stelle. Zu diesem Zweck wurde eine Vielzahl von Sicherheitstechnologien entwickelt.
Radar, 2D-LiDAR und 3D-Time-of-Flight (ToF) sind drei dieser Technologien, die in der Industrie häufig eingesetzt werden. Jede Technologie hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, und es ist wichtig, die Unterschiede zu verstehen, um eine fundierte Entscheidung über die einzusetzende Technologie treffen zu können.
Radar ist eine auf elektromagnetischen Wellen basierende Sensortechnologie, die Funkwellen zur Erkennung von Objekten nutzt. Bei Sicherheitsanwendungen kann mit Radar die Anwesenheit von Personen oder Objekten erkannt werden, um gefährliche Bewegungen von Maschinen zu stoppen und ein unerwartetes Wiederanlaufen zu verhindern.
Radar wurde erstmals in den 1930er Jahren in der Fertigungsindustrie eingesetzt. Es wurde zunächst entwickelt, um im zweiten Weltkrieg Flugzeuge aufzuspüren. Danach wurde es für die zivile Nutzung angepasst und ist seitdem in der Fertigungsindustrie für eine Vielzahl von Anwendungen weit verbreitet. Radarlösungen für Sicherheitsanwendungen sind mit Performance Level d erhältlich und werden in der Regel zur Erkennung von Personen und Objekten verwendet, um gefährliche Bewegungen zu stoppen und ein unerwünschtes Wiederanlaufen zu verhindern.
1. Keine Beeinträchtigung durch störende Materialien: Radar arbeitet auch in Umgebungen mit Staubwolken, Holzspänen, Funken und Kunststoffpartikeln effektiv.
2. Hohe Performance in rauen Umgebungen: Das Radar für Sicherheitsanwendungen von SICK, safeRS3, bietet die Schutzklasse IP67 und kann bei -30 °C bis +60 °C betrieben werden. Zudem ist es höchst tolerant gegenüber Verschmutzungen.
3. Schutzfelder: Lösungen wie der safeRS3 von SICK bieten konfigurierbare Feldgrößen und können bis zu vier Schutzfelder gleichzeitig überwachen. Und all das mit Performance Level d.
2D-LiDAR (en: Light Detection and Ranging) ist eine laserbasierte Sensortechnologie, die Licht zur Erkennung von Objekten verwendet. Diese Technologie wird häufig in Sicherheitsanwendungen eingesetzt, in denen große Bereiche oder komplexe Konturen abgedeckt werden müssen.
Sie nutzt Laser, um Objekte in einer zweidimensionalen Ebene zu erkennen und so detaillierte Informationen über die Umgebung zu erhalten. Mit diesen Sensoren können u. a. Personen und Objekte erkannt, Entfernungen gemessen oder sich bewegende Objekte identifiziert werden. Sie können auch zur Erkennung von Hindernissen und zur Vermeidung von Kollisionen in automatisierten Fertigungsprozessen eingesetzt werden.
2D-LiDAR wurde in den frühen 2000er Jahren erstmals in der Fertigung eingesetzt. Zu Beginn wurde es vor allem in der Automobilindustrie für Systeme zur Kollisionsvermeidung verwendet. Mittlerweile ist 2D-LiDAR mit Zertifizierung nach Safety Performance Level d und auch Performance Level b erhältlich und wird in einer Vielzahl von Fertigungsindustrien eingesetzt, darunter in der Robotik, der Logistik sowie in Produktionsstätten allgemein. In den letzten Jahren ist die Technologie immer beliebter geworden, da die Kosten gesunken sind und die Genauigkeit sich verbessert hat.
Zudem kann 2D-LiDAR zur Überwachung und Erkennung von Veränderungen in der Umgebung eingesetzt werden. Dies sorgt für mehr Sicherheit und Effizienz im Fertigungsprozess. 2D-LiDAR eignet sich sowohl für stationäre als auch für mobile Anwendungen. Typische stationäre Anwendungen sind z.B. die horizontale Bereichsüberwachung oder die vertikale Zugangsabsicherung. Bei mobilen Anwendungen muss ein gleichzeitiger Feldschutz für mobile Roboter oder fahrerlose Transportfahrzeuge möglich sein. So können diese schrittweise Abbremsen und Anhalten, je nachdem, in welches Feld ein Objekt oder eine Person eindringt.
1. Hinderniserkennung: 2D-LiDAR-Systeme können Hindernisse und Personen in einem Raum erkennen, was für Sicherheitsanwendungen in der Fertigung und Logistik unerlässlich ist.
2. Hochauflösendes Scannen: Die hochauflösenden Scan-Fähigkeiten von 2D-LiDAR-Systemen ermöglichen die Lokalisierung und Navigation mit Hilfe von hochgenauen und präzisen Messdaten.
3. Kurze Reaktionszeiten: 2D-LiDAR-Systeme können Objekte schnell und genau erkennen, wodurch die Reaktionszeit in sicherheitskritischen Anwendungen verkürzt werden kann.
4. Sichere Schutzfelder: 2D-LiDAR-Systeme können zur Überwachung von Schutzfeldern nach Performance Level d oder Performance Level b in Fertigungsumgebungen eingesetzt werden und ermöglichen das sichere Bewegen von Menschen und Maschinen.
5. Echtzeit-Überwachung: 2D-LiDAR-Systeme liefern Echtzeit-Feedback und -Daten, die für Sicherheitskontrollen, Vermessung und die Überwachung genutzt werden können.
3D-Time-of-Flight (ToF, Lichtlaufzeit) ist eine auf optischen Prinzipien basierende Sensortechnologie, die Licht zur Erkennung von Objekten verwendet. Bei dieser Technologie wird ein Lichtimpuls ausgesendet und die Zeit gemessen, die der Impuls benötigt, um von Objekten in der Umgebung reflektiert zu werden.
3D-ToF wird häufig in Sicherheitsanwendungen eingesetzt, die detaillierte Informationen über die Umgebung erfordern. Mithilfe eines Lichtimpulses kann 3D-ToF eine genaue 3D-Karte des überwachten Bereichs erstellen. Diese Karte kann dann dazu verwendet werden, Objekte zu erkennen und festzustellen, ob sie sich bewegen.
Die 3D-Time-of-Flight-Technologie wurde in den frühen 2000er Jahren erstmals in der Fertigung eingesetzt. Ursprünglich wurde sie für die Bilderfassung und das Scannen in 3D verwendet. Seither hat sich ihr Einsatz jedoch auf eine Vielzahl von Anwendungen ausgeweitet. Erstmals seit 2023 ist diese Technologie mit einem Sicherheitslevel, Performance Level c erhältlich. Dies ermöglicht nun sicherheitsgerichtete Anwendungen wie Kollisionsschutz für mobile Roboter, 3D-Schutz für kollaborierende Roboter und Objekterkennung bei Förderanlagen.
