Lernfähiges, berührungsloses Infrarot-Sensorsystem für Schutzeinrichtungen an Sägen (insbesondere Baustellenkreissägen und Knochenbandsäge in Fleischzerlegebetrieben) LBIS

Status:

abgeschlossen 12/2011

Zielsetzung:

Das Projekt "Lernfähiges, berührungsloses Infrarot-Sensorsystem für Schutzeinrichtungen an Sägen" (LBIS) befasste sich mit der Konzeption, Entwicklung und praktischen Erprobung einer Sensortechnologie, welche eine schnelle, sichere und berührungslose Erkennung von Händen an Sägen (und anderen handbeschickten Maschinen) ermöglicht. Eine solche Technologie kann erheblich zur Unfallvermeidung an vielen unfallträchtigen Maschinen beitragen. So können die Arbeitsbedingungen vieler Menschen verbessert und gleichzeitig die Kosten für medizinische Behandlungen und Unfallrenten bei der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung reduziert werden. Der Fokus des Projekts lag auf den Anwendungsbeispielen der Knochenbandsäge und Baustellenkreissäge.

Aktivitäten/Methoden:

Die Idee zu dieser Sensortechnologie entstand bereits im Vorfeld des Projekts. Entsprechende Schutzrechte wurden gemeinsam vom IFA und der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg angemeldet (Patent EP2054193 / EP2193878). Hierbei handelt es sich um einen optoelektronischen Sensor, welcher mittels LEDs kurze Tastpulse aussendet und das reflektierte Licht mithilfe von Fotodioden erfasst. Dabei werden LEDs mit unterschiedlichen Spektralbändern verwendet, um eine Multispektralabtastung zu erreichen.

Zur Konzeption gehörte eine umfassende Messkampagne zu Beginn des Projekts, bei der spektroskopische Messungen im nahinfrarot- und sichtbaren Spektralbereich an 329 Personen durchgeführt wurden. Zudem wurden typische Werkstücke vermessen, darunter 76 Holz- und 20 Fleischproben.

Die erhobenen Daten wurden mittels einer hierfür entwickelten Data-Mining-Software ausgewertet und die bestmögliche Kombination von Wellenlängen im Nahinfrarotspektrum ausgewählt, um möglichst gute Ergebnisse für alle relevanten Anwendungsgebiete zu erzielen. Hierbei ist zu beachten, dass die in Frage kommenden Wellenlängenbänder auf die am Markt verfügbaren LEDs beschränkt waren, da die Entwicklung kundenspezifischer LEDs den Kostenrahmen des Projekts bei weitem überschritten hätte.

Ergebnisse:

In der Konstruktionsphase wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Jenoptik ein Konzept zum optischen Aufbau der Sende- und Empfangseinheit erarbeitet. Die Optoelektronik und Mechanik wurde anschließend ebenfalls von der Firma Jenoptik gefertigt. Die Entwicklung der übrigen Elektronik und Software wurde vollständig von den Projektmitarbeitern der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg durchgeführt.

Es wurden Verfahren zur Kalibrierung und Akquise von Lerndaten entwickelt, um die erstellten Funktionsmuster in Betrieb nehmen zu können. Ein motorisiertes Linearpositionierungssystem wurde verwendet, um eine Vielzahl von Proben aus allen relevanten Abständen unter definierten Bedingungen vermessen zu können.

Abschließend wurden Tests unter praxisnahen Bedingungen an Metall- und Knochenbandsägen sowie Baustellenkreissägen durchgeführt. Die Ergebnisse des LBIS-Projekts können nun zur Entwicklung von Gebrauchsmustern genutzt werden. Hierzu bieten sich als Industriepartner beispielsweise die Firmen SIRMAN und AVOLA an, mit denen durch Vermittlung der beteiligten Berufsgenossenschaften im Rahmen des Projektes zusammengearbeitet wurde.

Stand: