DE102022116305A1

DE102022116305A1 - Sicherheitssystem und Verfahren mit einem Sicherheitssystem

Info

Publication number: DE102022116305A1
Application number: DE102022116305.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hofmann
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-01-04

Abstract

Verfahren mit einem Sicherheitssystem (1) und Sicherheitssystem (1) zum Absichern einer Maschine (2) mit einem Sicherheitssensor (3), welcher dazu ausgelegt ist, die Anwesenheit eines Objekts (9) in einem Überwachungsbereich (4) zu detektieren und ein Erfassungssignal auszugeben, wenn sich ein Objekt (9) in dem Überwachungsbereich (4) befindet, und einer Steuer- und Auswerteeinheit (5), welche dazu ausgelegt ist, das Erfassungssignal von dem Sicherheitssensor (3) zu empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mobiler Identifikationstransponder (6) vorgesehen ist, wobei der mobile Identifikationstransponder (6) einer Person (7) zugeordnet ist und an der Person (7) angeordnet ist, mindestens eine im Sicherheitssensor (3) angeordnete Transponder-Kommunikationseinheit (8) vorhanden ist, welche mit der Steuer- und Auswerteeinheit (5) verbunden ist, die Steuer- und Auswerteeinheit (5) dazu ausgelegt ist, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignal des mobilen Identifikationstransponders (6) zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom mobilen Identifikationstransponder (6) empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren mit einem Sicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
Sensoren werden i.d.R. immer an Maschinen angeschlossen, um diese zu steuern. Dies gilt insbesondere für Sicherheitssensoren. So bilden Sicherheitssensor und Aktor eine Wirkkette bzw. ein Sicherheitssystem. Viele sicherheitssensorgesteuerte Wirkketten sind hoch komplex und bedürfen einer sicherheitstechnischen Unterweisung, damit sie von einem Bediener betrieben werden können.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin ein verbessertes Sicherheitssystem bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sicherheitssystem zum Absichern einer Maschine mit einem Sicherheitssensor, welcher dazu ausgelegt ist, die Anwesenheit eines Objekts in einem Überwachungsbereich zu detektieren und ein Erfassungssignal auszugeben, wenn sich ein Objekt in dem Überwachungsbereich befindet, und einer Steuer- und Auswerteeinheit, welche dazu ausgelegt ist, das Erfassungssignal von dem Sicherheitssensor zu empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal zu erzeugen, wobei mindestens ein mobiler Identifikationstransponder vorgesehen ist, wobei der mobile Identifikationstransponder einer Person zugeordnet ist und an der Person angeordnet ist, mindestens eine im Sicherheitssensor angeordnete Transponder-Kommunikationseinheit vorhanden ist, welche mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, die Steuer- und Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignals des Identifikationstransponder zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom Identifikationstransponder empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.
Die Aufgabe wird weiter gemäß Anspruch 10 gelöst durch ein Verfahren mit einem Sicherheitssystem zum Absichern einer Maschine mit einem Sicherheitssensor, welcher dazu ausgelegt ist, die Anwesenheit eines Objekts in einem Überwachungsbereich zu detektieren und ein Erfassungssignal auszugeben, wenn sich ein Objekt in dem Überwachungsbereich befindet, und einer Steuer- und Auswerteeinheit, welche dazu ausgelegt ist, das Erfassungssignal von dem Sicherheitssensor zu empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal zu erzeugen, wobei mindestens ein mobiler Identifikationstransponder vorgesehen ist, wobei der mobile Identifikationstransponder einer Person zugeordnet wird und an der Person angeordnet wird, mindestens eine im Sicherheitssensor angeordnete Transponder-Kommunikationseinheit vorhanden ist, welche mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, die Steuer- und Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignals des Identifikationstransponder zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom Identifikationstransponder empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.
Eine Erlaubnis, ob einen Wirkkette bzw. das Sicherheitssystem betrieben werden darf, wird also mit Hilfe von dem mobilen Identifikationstransponder kontrolliert. Die Transponder-Kommunikationseinheit befindet sich fest an einer in der Wirkkette bzw. dem Sicherheitssystem verbauten Komponente nämlich dem Sicherheitssensor.
Gemäß der Erfindung wird ein Schlüssel-Schloss-Prinzip mittels Transponder-Kommunikationseinheit und mobilem Identifikationstransponder bereitgestellt, bei dem das Schloss also die Transponder-Kommunikationseinheit innerhalb der Wirkkette bestehend aus dem Sicherheitssensor und einem Aktor angebracht ist. Der Schlüssel, also der mobile Identifikationstransponder ist im Besitz einer Person, die mit der Wirkkette interagieren soll. Der mobile Identifikationstransponder und die Transponder-Kommunikationseinheit kommunizieren mittels Funkwellen. Die Steuer- und Auswerteeinheit ist dazu ausgelegt, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest eines zusätzlichen Transpondersignals bzw. Freigabesignals des Identifikationstransponders zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom Identifikationstransponder empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.
Abhängig von dem Ausgangssignal kann dann eine Maschine freigeschaltet oder gestoppt werden. Der mobile Identifikationstransponder muss von der Person nicht in der Hand gehalten werden. Vielmehr ist der mobile Identifikationstransponder an der Person oder beispielsweise an der Kleidung der Person angeordnet. Dadurch kann die Person beide Hände frei für Interaktionen benutzen, beispielsweise um eine Mensch-Maschine Interaktion durchzuführen.
Wurde beispielsweise eine grundlegende Änderung einer Applikation bzw. der Maschine vorgenommen, kann die Steuer- und Auswerteeinheit alle mobilen Identifikationstransponder von beispielsweise nicht unterwiesenen Personen derart berücksichtigen, dass ein Ausgangssignal nicht erzeugt wird und die Maschine nicht in Gang gesetzt werden kann. Erst nach einer Unterweisung bzw. einer Auffrischungsunterweisung kann die Wirkkette also die Maschine wieder in Gang gesetzt werden. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass die Sicherheit für nicht unterwiesene Personen erhöht wird.
Beispielsweise können auch Wartungspersonen einen mobilen Identifikationstransponder tragen bzw. aufweisen. Damit kann die Wartungsperson einer konkreten Maschine zugeordnet werden. Damit können Fehler bei der Wartung der Maschine minimiert werden, da die Maschine bzw. die Applikation nicht verwechselt werden kann. Aufgrund des mobilen Identifikationstransponders der Wartungsperson wird die zugeordnete Maschine abgeschaltet und für die Wartung zugänglich gemacht.
Beispielsweise kann in der Steuer- und Auswerteeinheit ein Anwendungsprogramm hinterlegt und ausgeführt werden, um eine audio-visuelle Sicherheitsunterweisung zu ermöglichen oder mit dem beispielsweise Wartungsarbeiten instruiert werden können.
Dadurch dass die Transponder-Kommunikationseinheit in dem Sicherheitssensor angeordnet ist, welcher der Maschine zugeordnet ist, liegen im Sicherheitssensor bereits die notwendigen Informationen zum mobilen Identifikationstransponder vor. Der Sicherheitssensor muss damit zwingend vorhanden sein und kann auch nicht deaktiviert werden, beispielsweise aufgrund einer Manipulation.
Beispielsweise kann die Funktion der Transponder-Kommunikationseinheit und des zugehörigen mobilen Identifikationstransponders selektiv aktiviert werden, je nach Anwendung der Maschine. Beispielsweise kann die Verwendung der Transponder-Kommunikationseinheit und des zugehörigen mobilen Identifikationstransponders durch einen Kunden abonniert werden. Beispielsweise können verschiedene Funktionsstufen der Transponder-Kommunikationseinheit und des zugehörigen mobilen Identifikationstransponders aktiviert werden.
Die Erfindung kann am Beispiel einer Mensch-Roboter Kollaboration (kurz: MRK) Applikation verdeutlicht werden. Die Maschine ist beispielsweise durch einen Roboter gebildet. Der Sicherheitssensor ist mit einer Transponder-Kommunikationseinheit ausgestattet. Der Sicherheitssensor ist beispielsweise an einen Roboter angeschlossen. Ein kollaborativer Betrieb zw. Mensch und Roboter kann nun nur ermöglicht werden, wenn die Person einen entsprechenden Unterweisungsstand hat und dieser gültig ist. Dies wird mit dem mobilen Identifikationstransponder, den die Person bzw. der Werker trägt, überprüft.
Sicherheit ist gemäß vorliegender Erfindung Sicherheit im Sinne von Maschinensicherheit. Beispielsweise regelt die Norm EN/IEC 61496 die Anforderungen an einen sicheren Sensor bzw. Sicherheitssensor bzw. eine sichere berührungslos wirkende Schutzeinrichtung (BWS) zur Absicherung von Gefahrenbereichen. Maschinensicherheit ist in der Norm EN 13849 geregelt. Die Sicherheit wird beispielsweise durch einen zweikanaligen oder zweikanalig diversitären Aufbau einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Fehleraufdeckung und zur Funktionsprüfung gewährleistet. Der Sicherheitssensor gemäß vorliegender Erfindung ist beispielsweise eigensicher ausgebildet und erkennt interne Fehler. Bei Entdeckung eines Fehlers wird beispielsweise ein Fehlersignal generiert. Weiter verfügt der Sicherheitssensor optional über eine Sensortestung.
In Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein zweiter mobiler Identifikationstransponder an einer Vorrichtung angeordnet. Beispielsweise kann der zweite mobile Identifikationstransponder an einem Roboter, an einem autonomen Fahrzeug, an einem Fahrzeug, an einer Maschine, oder an einer Zellensteuerung angeordnet sein.
Der zweite mobile Identifikationstransponder ist somit einer Vorrichtung zugeordnet und an der Vorrichtung angeordnet. Die Steuer- und Auswerteeinheit ist dazu ausgelegt, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignal des zweiten mobilen Identifikationstransponders zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom mobilen Identifikationstransponder empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein zweiter mobiler Identifikationstransponder an einer Zuführung für Verarbeitungsmaterial angeordnet. Nur wenn die Zuführung beispielsweise in einer vordefinierten Position ist und Verarbeitungsmaterial vorhanden ist, wird das Ausgangssignal erzeugt und die Applikation bzw. die Maschine kann in Betrieb genommen werden. Die Applikation bzw. die Maschine kann somit auch temporär bzw. zeitweise gestoppt werden, beispielsweise wenn kein Verarbeitungsmaterial vorhanden ist.
In Weiterbildung der Erfindung weist der mobile Identifikationstransponder Betätigungsmittel auf. Die Betätigungsmittel können beispielsweise durch eine Betätigungstaste, beispielsweise auch eine Berührungstaste oder ähnliches ausgebildet sein.
Es ist beispielsweise vorgesehen, dass der Träger also die Person des mobilen Identifikationstransponders den mobilen Identifikationstransponder bestätigen muss, um sicherzustellen, dass die Person auch der zugeordnete Benutzer bzw. Besitzer des mobiler Identifikationstransponders ist. Hierzu weist der mobile Identifikationstransponder beispielsweise Eingabemittel auf. Dies kann beispielsweise durch die Eingabe eines Passworts oder eines temporär gültigen Pins erfolgen. Weiter kann auch beispielsweise vorgesehen sein mittels eines vorgesehenen Fingerabdruckscanners einen Fingerabdruck der Person einzulesen und abzufragen. Weiter kann beispielsweise ein Gesichtsscanner oder eine Kamera, insbesondere eine 3D-Kamera vorgesehen sein, um einen Gesichtsscan einzulesen und abzufragen. Weiter kann beispielsweise ein Augenscanner vorgesehen sein, um einen Irisscan durchzuführen, einzulesen und abzufragen. Weiter kann beispielsweise ein charakteristisches Vitalsignal der Person eingelesen und abgefragt werden. Beispielsweise kann hierzu der Puls gemessen und ausgewertet werden oder auch die Stimme der Person aufgenommen und ausgewertet werden. Hierzu kann der mobile Identifikationstransponder beispielsweise mit einer Smartwatch gekoppelt werden, welche von der Person getragen wird oder die Smartwatch selbst bildet den mobilen Identifikationstransponder.
Ist eine Person bzw. ein Werker unterwiesen wird das Ausgangssignal erzeugt und der kollaborative Betrieb ist nun möglich.
Beispielsweise kann je nach Unterweisungsstand bzw. Unterweisungsgrad (Anfänger, Erfahrener, oder Experte) die Maschine oder der Roboter beispielsweise unterschiedlich schnell bewegt werden.
Beispielsweise kann je nach Wachheitszustand oder geleisteter aktueller Arbeitszeit die Maschine oder der Roboter beispielsweise unterschiedlich schnell bewegt werden, um Risiken durch Müdigkeit zu minimieren.
Beispielsweise kann je nach Alter der Unterweisung die Steuer- und Auswerteeinheit veranlassen, dass über die Transponder-Kommunikationseinheit und den mobilen Identifikationstransponder die Person zu einer erneuten Unterweisung aufgefordert wird oder beispielsweise an diese erinnert wird.
Nicht nur Werker als Personen, sondern auch Instandhaltungspersonen haben Vorteile durch die vorliegende Erfindung. Eine Instandhaltungsperson kann z.B. bei gültiger Zulassung und gültigem Wartungsvertrag zu einer bestimmten Uhrzeit und für ein bestimmtes Zeitfenster die Erlaubnis zur Wartung erhalten. Diese kann beispielsweise mit einem oben erwähnten temporär gültigen Pin freigeschalten werden. So kann vermieden werden, dass die falsche Applikation gewartet wird oder zum falschen Zeitpunkt gewartet wird.
Im Falle einer sporadisch eingesetzten Instandhaltungsperson kann eine Transponder-Ortungseinheit der Transponder-Kommunikationseinheit auch dazu genutzt werden die Instandhaltungsperson zu der zu wartenden Applikation bzw. Maschine zu lotsen. Eine Funkortung erlaubt beispielsweise eine Innenraum-Lokalisierung (Indoor-Lokalisierung). Dies kann beispielsweise Wartungsaufgaben in großen Werkhallen sehr effizient machen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ausgangssignal nicht mehr erzeugt wird, wenn der mobile Identifikationstransponder außerhalb der Reichweite der Transponder-Kommunikationseinheit ist. Beispielsweise kann hier auch eine Toleranzzeit berücksichtigt werden damit ein kurzzeitiges Verlassen der Reichweite nicht zu einem Stopp oder einer Einschränkung der Maschine führen. Dadurch wird eine Manipulationsmöglichkeit zumindest reduziert.
Ist eine Funkverbindung bzw. eine Ortung des mobilen Identifikationstransponders gegeben so ist klar, dass sich der Träger bzw. die Person des mobilen Identifikationstransponders in der Nähe der Maschine bzw. der Applikation befindet. Somit können Eingriffe bzw. Eintritte in die Applikation oder ein Schutzfeld der Applikation wahrscheinlich werden. Dies kann somit zu Anforderungen der Sicherheitsfunktion führen. Situativ kann damit das erforderliche Performance Level oder Sicherheitsintegritätslevel (Safety Integrity Level, SIL) einer Applikation angepasst werden. Denn in diese beiden Größen geht die Frequenz der Risikoexposition ein. Der mit der Transponder-Kommunikationseinheit versehene Sicherheitssensor kann somit in Abwesenheit einer Person als ein nicht sicherer Sensor arbeiten, der darauf ausgelegt ist, maximalen Durchsatz zu erzielen, da nun keine Kompromisse wegen der Sicherheitsanforderungen gemacht werden müssen.
Alle notwendigen Daten für die Kopplung zwischen Transponder-Kommunikationseinheit und mobilem Identifikationstransponder werden beispielsweise in einer Datenbank hinterlegt. Aus dieser Datenbank heraus werden dann Zuweisungen gesteuert. Dies können eine Aufforderung zu einer Wiederholungsunterweisung oder einer Wartung oder einer Umrüstung sein.
Anstatt Aufforderungen kann die Datenbank auch besondere Push-Nachrichten senden. Dies können z.B. Instruktionen für eine Wartung sein. Diese Push-Nachrichten werden nur kausal an den mobilen Identifikationstransponder versendet, nämlich dann, wenn der mobile Identifikationstransponder in der Nähe der Transponder-Kommunikationseinheit ist. Es können dann auch Fehlermeldungen versendet werden. Z.B. „Was fehlt noch, um die Maschine zu starten?“
Die Datenbank kann mittels Blockchain gesichert werden. So kann Manipulation unterbunden werden. Sämtliche Änderungen in den Unterweisungsstati oder Instandhaltungen können so dokumentiert und dezentral gespeichert werden. Es kann somit auch hinterlegt werden wer wann an einer Applikation war. Zu welcher Zeit also eine Transponder-Kommunikationseinheit den Zugang zu einer Maschine bzw. Wirkkette geöffnet hat.
Der mobile Identifikationstransponder kann auch als Schlüsselgerät bezeichnet werden. Beispielsweise kann der mobile Identifikationstransponder durch eine Smartwatch, ein Fitnessarmband, einen smarten Kopfhörer, einen Schlüsselfinder, durch Funktags beispielsweise der Firma Apple (Airtags) oder der Firma Samsung (Galaxy SmartTag), durch smarte Brillen (Smart glasses), durch Betriebsausweise, durch Identifikationskarten oder Ähnliches gebildet sein.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Sicherheitssensor, eine Sicherheitskamera, eine 3D-Sicherheitskamera, eine Sicherheitskamera auf Basis der Lichtlaufzeit, ein Sicherheitslaserscanner, ein FMCW-Lidar-Sensor, ein Sicherheitslichtgitter oder ein ähnlicher Sicherheitssensor. Mit derartigen Sicherheitssensoren wird in einem Überwachungsbereich beispielsweise mindestens ein Schutzfeld überwacht. In das Schutzfeld eintretende Personen oder eindringende Objekte werden detektiert und ein Objektfeststellungssignal generiert.
In Weiterbildung der Erfindung ist mindestens die Kommunikation zwischen der Transponder-Kommunikationseinheit und dem mobilen Identifikationstransponder sicherheitsgerichtet. Hier werden beispielsweise Prüfsummerverfahren, zyklische Prüfungen, Selbstdiagnoseverfahren, redundante Kommunikationspfade oder andere Maßnahmen eingesetzt, um eine sicherheitsgerichtete Kommunikation zu gewährleisten. Somit können beispielsweise Normanforderungen der Norm ISO 13849-1 erfüllt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist mittels des mobilen Identifikationstransponders ein Stoppbefehl und/oder eine Freigabe eines Sicherheitsbereichs ausführbar.
In Weiterbildung der Erfindung ist der mobile Identifikationstransponder ein NFC Transponder.
Bei der drahtlosen Kommunikationsverbindung kann es sich somit um eine Near-field-Communication, kurz NFC, also um eine Nahfeldkommunikation handeln.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Identifikationstransponder ein UWB Transponder.
Damit bildet die Transponder-Kommunikationseinheit und der mobile Identifikationstransponder ein Funkortungssystem, welches ein Ultrabreitband-Funkortungssystem ist, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.
Eine absolute Bandbreite beträgt bei einem Ultrabreitband-Funkortungssystem wenigstens 500 MHz oder eine relative Bandbreite beträgt mindestens 20% der zentralen Frequenz.
Die Reichweite eines derartigen Funkortungssystems beträgt beispielsweise 0 bis 50 m. Dabei wird die kurze zeitliche Dauer der Funkpulse für die Ortung benutzt.
Das Funkortungssystem sendet damit nur Funkwellen mit einer niedrigen Energie aus. Das System ist sehr flexibel einsetzbar und weist keine Interferenzen auf.
Jedoch gibt es auch weitere alternative Funkstandards, um die Funkverbindung zwischen Transponder-Kommunikationseinheit und mobilem Identifikationstransponder herzustellen. Beispielsweise Bluetooth oder WiFi. Diese sind i.d.R. weniger präzise, dadurch ist nur eine weniger genaue Lokalisierung möglich.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:

1 und 2 jeweils ein Sicherheitssystem zum Absichern einer Maschine mit einem Sicherheitssensor.

In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Sicherheitssystem 1 zum Absichern einer Maschine 2 mit einem Sicherheitssensor 3, welcher dazu ausgelegt ist, die Anwesenheit eines Objekts 9 in einem Überwachungsbereich zu detektieren und ein Erfassungssignal auszugeben, wenn sich ein Objekt 9 in dem Überwachungsbereich 4 befindet, und einer Steuer- und Auswerteeinheit 5, welche dazu ausgelegt ist, das Erfassungssignal von dem Sicherheitssensor 3 zu empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal zu erzeugen, wobei mindestens ein mobiler Identifikationstransponder 6 vorgesehen ist, wobei der mobile Identifikationstransponder 6 einer Person 7 zugeordnet ist und an der Person 7 angeordnet ist, mindestens eine im Sicherheitssensor 3 angeordnete Transponder-Kommunikationseinheit 8 vorhanden ist, welche mit der Steuer- und Auswerteeinheit 5 verbunden ist, die Steuer- und Auswerteeinheit 5 dazu ausgelegt ist, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignal des Identifikationstransponders 6 zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 5 ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom Identifikationstransponder 6 empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.
Die Transponder-Kommunikationseinheit 8 befindet sich fest an einer in dem Sicherheitssystem verbauten Komponente nämlich dem Sicherheitssensor 3. Damit ist die Transponder-Kommunikationseinheit 8 räumlich bei dem Sicherheitssensor 3 oder beispielsweise innerhalb eines Gehäuses des Sicherheitssensors 3 angeordnet. Die Steuer- und Auswerteeinheit 5 kann räumlich getrennt vom Sicherheitssensor 3 angeordnet sein oder beispielsweise auch innerhalb eines Gehäuses des Sicherheitssensors 3 angeordnet sein.
Der mobile Identifikationstransponder 6 und die Transponder-Kommunikationseinheit 8 kommunizieren mittels Funkwellen. Die Steuer- und Auswerteeinheit 5 ist dazu ausgelegt, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignal bzw. Freigabesignal des mobilen Identifikationstransponders 6 zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 5 ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom Identifikationstransponder 6 empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.
Abhängig von dem Ausgangssignal kann dann die Maschine 2 freigeschaltet oder gestoppt werden. Der mobile Identifikationstransponder 6 muss von der Person 7 nicht in der Hand gehalten werden. Vielmehr ist der mobile Identifikationstransponder 6 an der Person 7 oder beispielsweise an der Kleidung der Person 7 angeordnet.
Wurde beispielsweise eine grundlegende Änderung einer Applikation bzw. der Maschine 2 vorgenommen, kann die Steuer- und Auswerteeinheit 5 alle mobilen Identifikationstransponder 6 von beispielsweise nicht unterwiesenen Personen 6 derart berücksichtigen, dass ein Ausgangssignal nicht erzeugt wird und die Maschine 6 nicht in Gang gesetzt werden kann. Erst nach einer Unterweisung bzw. einer Auffrischungsunterweisung kann die Wirkkette also die Maschine 2 wieder in Gang gesetzt werden.
Beispielsweise können auch Wartungspersonen einen mobilen Identifikationstransponder 6 tragen bzw. aufweisen. Damit kann die Wartungsperson einer konkreten Maschine 2 zugeordnet werden. Aufgrund des mobilen Identifikationstransponders 6 der Wartungsperson wird die zugeordnete Maschine 2 abgeschaltet und für die Wartung zugänglich gemacht.
Beispielsweise kann in der Steuer- und Auswerteeinheit 5 ein Anwendungsprogramm hinterlegt und ausgeführt werden, um eine audio-visuelle Sicherheitsunterweisung zu ermöglichen oder mit der beispielsweise Wartungsarbeiten instruiert werden können.
Die Erfindung kann am Beispiel einer Mensch-Roboter Kollaboration (kurz: MRK) Applikation verdeutlicht werden. Die Maschine 2 ist beispielsweise durch einen Roboter gebildet. Der Sicherheitssensor 3 ist mit einer Transponder-Kommunikationseinheit 8 ausgestattet. Der Sicherheitssensor 3 ist beispielsweise an einen Roboter angeschlossen. Ein kollaborativer Betrieb zw. Mensch und Roboter kann nun nur ermöglicht werden, wenn die Person 7 einen entsprechenden Unterweisungsstand hat und dieser gültig ist. Dies wird mit dem mobilen Identifikationstransponder 6, den die Person 7 bzw. der Werker trägt, überprüft.
Beispielsweise ist gemäß 2 mindestens ein zweiter mobiler Identifikationstransponder 10 an einer Vorrichtung 11 angeordnet. Beispielsweise können der zweite mobile Identifikationstransponder an einem Roboter, an einem autonomen Fahrzeug, an einem Fahrzeug, an einer Maschine, oder an einer Zellensteuerung angeordnet sein. Gemäß 2 ist der zweite mobile Identifikationstransponder 10 an einem Förderband oder einer Materialzuführung angeordnet.
Der zweite mobile Identifikationstransponder 10 ist somit einer Vorrichtung 11 zugeordnet und an der Vorrichtung 11 angeordnet. Die Steuer- und Auswerteeinheit 5 ist dazu ausgelegt, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignal des zweiten mobilen Identifikationstransponders 10 zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 5 ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom zweiten mobilen Identifikationstransponder 10 empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.
Beispielsweise ist gemäß 2 ein zweiter mobiler Identifikationstransponder 10 an einer Zuführung für Verarbeitungsmaterial angeordnet. Nur wenn die Zuführung beispielsweise in einer vordefinierten Position ist und Verarbeitungsmaterial vorhanden ist, wird das Ausgangssignal erzeugt und die Applikation bzw. die Maschine 2 kann in Betrieb genommen werden. Die Applikation bzw. die Maschine kann somit auch temporär bzw. zeitweise gestoppt werden, beispielsweise wenn kein Verarbeitungsmaterial vorhanden ist.
Beispielsweise weist der mobile Identifikationstransponder 6 Betätigungsmittel auf. Die Betätigungsmittel können beispielsweise durch eine Betätigungstaste, beispielsweise auch eine Berührungstaste oder ähnliches ausgebildet sein.
Es ist beispielsweise vorgesehen, dass der Träger also die Person 7 des mobilen Identifikationstransponders den mobilen Identifikationstransponder 6 bestätigen muss, um sicherzustellen, dass die Person 7 auch der zugeordnete Benutzer bzw. Besitzer des mobilen Identifikationstransponders 6 ist. Hierzu weist der mobile Identifikationstransponder beispielsweise Eingabemittel auf.
Beispielsweise ist der Sicherheitssensor 3 eine Sicherheitskamera, eine 3D-Sicherheitskamera, eine Sicherheitskamera auf Basis der Lichtlaufzeit, ein Sicherheitslaserscanner, ein Sicherheitslichtgitter oder ein ähnlicher Sicherheitssensor 3. Mit derartigen Sicherheitssensoren 3 wird in einem Überwachungsbereich beispielsweise mindestens ein Schutzfeld überwacht. In das Schutzfeld eintretende Personen 7 oder eindringende Objekte 9 werden detektiert und ein Objektfeststellungssignal generiert.
Beispielsweise ist mindestens die Kommunikation zwischen der Transponder-Kommunikationseinheit 8 und dem mobilen Identifikationstransponder 6 sicherheitsgerichtet. Hier werden beispielsweise Prüfsummerverfahren, zyklische Prüfungen, Selbstdiagnoseverfahren, redundante Kommunikationspfade oder andere Maßnahmen eingesetzt, um eine sicherheitsgerichtete Kommunikation zu gewährleisten. Somit können beispielsweise Normanforderungen der Norm ISO 13849-1 erfüllt werden.
Beispielsweise ist der mobile Identifikationstransponder 6 ein NFC Transponder oder ein UWB Transponder.
Bezugszeichen:

1: Sicherheitssystem
2: Maschine
3: Sicherheitssensor
4: Überwachungsbereich
5: Steuer- und Auswerteeinheit
6: mobiler Identifikationstransponder
7: Person
8: Transponder-Kommunikationseinheit
9: Objekt
10: zweiter mobiler Identifikationstransponder
11: Vorrichtung

Claims

Sicherheitssystem (1) zum Absichern einer Maschine (2) mit einem Sicherheitssensor (3), welcher dazu ausgelegt ist, die Anwesenheit eines Objekts (9) in einem Überwachungsbereich (4) zu detektieren und ein Erfassungssignal auszugeben, wenn sich ein Objekt (9) in dem Überwachungsbereich (4) befindet, und einer Steuer- und Auswerteeinheit (5), welche dazu ausgelegt ist, das Erfassungssignal von dem Sicherheitssensor (3) zu empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mobiler Identifikationstransponder (6) vorgesehen ist, wobei der mobile Identifikationstransponder (6) einer Person (7) zugeordnet ist und an der Person (7) angeordnet ist, mindestens eine im Sicherheitssensor (3) angeordnete Transponder-Kommunikationseinheit (8) vorhanden ist, welche mit der Steuer- und Auswerteeinheit (5) verbunden ist, die Steuer- und Auswerteeinheit (5) dazu ausgelegt ist, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignal des mobilen Identifikationstransponders (6) zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom mobilen Identifikationstransponder (6) empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.
Sicherheitssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweiter mobiler Identifikationstransponder (10) an einer Vorrichtung (11) angeordnet ist.
Sicherheitssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweiter mobiler Identifikationstransponder an einer Zuführung für Verarbeitungsmaterial angeordnet ist.
Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Identifikationstransponder (6) Betätigungsmittel aufweist.
Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitssensor (3), eine Sicherheitskamera, eine 3D-Sicherheitskamera, eine Sicherheitskamera auf Basis der Lichtlaufzeit, ein Sicherheitslaserscanner, ein FMCW-Lidar-Sensor oder ein Sicherheitslichtgitter ist.
Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Kommunikation zwischen der Transponder-Kommunikationseinheit (8) und dem mobilen Identifikationstransponder (6) sicherheitsgerichtet ist.
Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des mobilen Identifikationstransponders (6) ein Stoppbefehl und/oder eine Freigabe eines Sicherheitsbereichs ausführbar ist.
Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Identifikationstransponder (6) ein NFC-Transponder ist.
Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Identifikationstransponder (6) ein UWB-Transponder ist.
Verfahren mit einem Sicherheitssystem (1) zum Absichern einer Maschine (2) mit einem Sicherheitssensor (3), welcher dazu ausgelegt ist, die Anwesenheit eines Objekts in einem Überwachungsbereich (4) zu detektieren und ein Erfassungssignal auszugeben, wenn sich ein Objekt in dem Überwachungsbereich (4) befindet, und einer Steuer- und Auswerteeinheit (5), welche dazu ausgelegt ist, das Erfassungssignal von dem Sicherheitssensor (3) zu empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mobiler Identifikationstransponder (6) vorgesehen ist, wobei der mobile Identifikationstransponder (6) einer Person (7) zugeordnet wird und an der Person (7) angeordnet wird, mindestens eine im Sicherheitssensor (3) angeordnete Transponder-Kommunikationseinheit (8) vorhanden ist, welche mit der Steuer- und Auswerteeinheit (5) verbunden ist, die Steuer- und Auswerteeinheit (5) dazu ausgelegt ist, das Ausgangssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem zusätzlichen Transpondersignal des mobilen Identifikationstransponders (6) zu erzeugen, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, nach Überprüfung und Verifikation des vom mobilen Identifikationstransponder (6) empfangenen Transpondersignals das Ausgangssignal zu erzeugen.