用于作用到物件上的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于作用到物件上的设备以及方法。提供一种用于作用到物件(10)上的设备供使用。该设备包括用于制造和/或装配或用于运输物件的操纵设备(12)、尤其工业机器人；至少一个用于探测事件(14)、尤其用于无触碰的探测且用于生成至少一个信号(24)的传感器(20)。此外，该设备包括控制设备(21)，其中，该控制设备(21)设立用于，在关于操纵设备(12)的临界间距A1之内探测到事件(14)的情况下控制操纵设备(12)的至少一个部件的运动(30)并且尤其减小运动速度。控制设备(21)此外设立用于，借助于针对操纵设备(12)的工作过程、尤其针对即将到来的运动过程的信息的处理来限定临界间距A1。

【技术实现步骤摘要】
用于作用到物件上的设备和方法
本专利技术涉及一种用于作用到物件上的设备以及方法。
技术介绍
当今的工业机器人适合于在工业生产中实施持续变大的工作份额。在此，以越来越大的程度要求灵活性，在人-机器人-合作方面也要求灵活性。在共同的工作环境中，机器人能够紧密地与人共同工作，且在此承担大量任务。可能的是，将人的灵活性和创造性与机器人的精确度和重复精度相组合。为此，不仅适合的机器人而且相应的安全技术是必要的。保护人免于机器人的可运动部件或移动式机器人的运动的伤害是在人-机器人-合作中最重要的目的。迄今对人的保护通常通过使人和机器人的工作空间在空间上分隔来进行。为此建立物理上的障碍如保护栅栏，这随之带来在生产车间(Produktionsstätte)的空间需求、投资成本和灵活性方面的缺点。备选地，用于无保护栅栏地进行自动化的概念方案也是已知的，在这些概念方案中，虚拟的保护空间例如以围绕机器人的确定的间距来限定。借助于传感器、例如二维激光扫描器或光栅来探测对保护空间的侵犯、即人或物件侵入到保护空间中。信号被导引到安全控制装置处，并且相应的控制指令被给到机器人处，例如用于使其运动停止。这些解决方案(此外由于较长的信号路径)通过较大的保护空间和与此相应地受限制的机器人运动而出众，因为设置有较大的安全区域。必要时，必须使用专门的轻量化结构机器人和/或限制运动速度，以便在碰撞的情形下减少受伤风险。文件DE10320343A1描述一种用于在共同可接近的工作空间中机器人单元与人之间受监视的合作的方法。在机器人和人之间相对靠近的情形中，机器人如此运动，使得其方向、速度及其相对人的间距使此人获得工作安全和控制的感觉。机器人能够在考虑制动路径和人的运动速度的情况下制动或被带到静止状态。人的运动被感测并且由机器人控制装置来评估；机器人能够在任何时候在其与人的实时位置处被带到静止状态中。文件DE102004041821A1描述一种用于保证带有可运动部件的、在机器方面受控制的操纵器、例如移动式工业机器人的设备，在该工业机器人中，使用无触碰地作用的接近传感器，以便监视工作空间的与安全性相关的部分。从属的安全方法通过以下方式突出，即，共同评估关于可运动部件的位置的信息以及关于人员或物体的出现的信息并且将其转换成用于操纵器的相应控制指令。能够限定多个带有不同安全间距的地带、例如安全地带和危险地带，在这些地带中进行机器人的减速或关掉。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供用于作用到物件上的设备和方法供使用，利用所述设备和方案能够以可靠的、简单的、灵活的且成本适宜的方式来保护人免于操纵设备、尤其工业机器人的运动的伤害。该任务通过根据权利要求1的用于作用到物件上的设备以及通过根据权利要求7的用于作用到物件上的方法来解决。该设备的有利的设计方案在从属权利要求2至6中说明，该方法的有利的设计方案在从属权利要求8至10中描述。本专利技术的第一方面是一种用于作用到物件上的设备。该设备包括用于制造和/或装配或用于运输物件的操纵设备、尤其工业机器人，以及至少一个用于探测事件、尤其用于无触碰的探测且用于生成至少一个信号的传感器。此外，该用于作用到物件上的设备包括控制设备，其中，该控制设备设立用于，在关于操纵设备的临界间距A1之内探测到事件的情况下控制操纵设备的至少一个部件的运动并且尤其减小运动速度。此外，该控制设备设立用于，借助于针对操纵设备的工作过程、尤其针对即将到来的运动过程的信息的处理来限定临界间距A1。事件的探测是事件的出现的识别，例如在关于操纵设备的临界间距A1之内探测到物体的进入或出现或探测到其它参数例如热。在此，物体能够例如是可运动的或不可运动的物件、建筑部分或人。探测尤其借助于传感器并且在操纵设备的工作区域中进行。在关于操纵设备的临界间距A1之内的事件的探测包括在关于操纵设备的部件的临界间距A1之内的探测。在一种实施方式中，关于操纵设备的临界间距A1被限定为围绕该操纵设备的临界间距A1。备选地，该设备也能够如此设计，使得临界间距A1在投影平面中被限定。例如以该方式能够将物体的外边界与操纵设备的外边界之间的间距到工作区域的通常水平平面中的投影使用在俯视图中。尤其，控制设备设立用于，在通过传感器探测到事件的情况下处理传感器的相应信号，并且在处理信号的情况下进行操纵设备的控制。在此，不可排除的是，信号事先已经例如借助于用于处理多个传感器的信号的信号处理设备来处理。也可能的是，用于作用到物件上的设备包括多个操纵设备，这些操纵设备借助于共同的控制设备来控制。在该情况下，控制设备设立用于，给每个操纵设备限定至少一个临界间距A1。工作过程能够实时执行和/或是即将到来的工作过程。尤其表示即将到来的工作或运动过程。换言之，控制设备设立成借助于关于操纵设备的即将到来的运动的信息来限定描述保护区域的临界间距A1。在此，针对工作过程的信息能够来源于用于操纵设备的控制指令、例如来源于实施这些控制指令的经限定的程序。此外或对此备选地。信息能够来源于任意传感器并且例如是经探测或测量的值。换言之，能够处理理论值和/或实际值，以便限定临界间距A1。对操纵设备的至少一个部件的运动的控制尤其是运动速度的减小、即运动的减速或停止。这能够例如通过减小起驱动作用的力和/或通过制动来得到。在此，运动的控制能够在处理由传感器输出的信号的情况下进行。传感器尤其设立用于探测在关于操纵设备的临界间距A1之内的事件。至少一个传感器能够布置在操纵设备处和/或布置在操纵设备的外部。在一种设计方案中，设立有用于测量事件与操纵设备之间的间距的传感器。在此，同样能够使用间距例如在俯视图中到工作区域的水平平面中的投影。临界间距A1尤其沿操纵设备的不同方向能够是不同的，关于操纵设备周围在二维或三维中即采纳不同的值。控制设备在该情况下设立用于与方向相关地限定临界间距A1。在操纵设备的部件的运动的情形中，例如沿运动方向，在操纵设备的可运动部件之前相比在操纵设备的该可运动部件之后需要更大的保护区域。由此，根据本专利技术的设备实现更大的运动空间和运动速度。该设备在布局变化(Layoutänderung)时、例如在构件引入方面变化时是灵活的。尤其地，不仅临界间距A1的限定而且事件的探测都在定期的时间间隔下、通常在数秒范围内、或连续地或实时地进行。可能的是，使通过临界间距A1来限定的保护区域以视觉可感知的方式来输出。这例如借助于增强现实解决方案(AugmentedReality-Lösung)例如数据眼镜来实现，并且能够例如用于质量保证或用于检验保护区域。换言之，取决于操纵设备、例如机器人的已执行的和/或待执行的工作或运动来进行保护区域的限定。这能够例如是保护区域的提前限定、即保护区域与机器人的即将到来的运动的匹配，其中，在机器人的背侧、即背离运动方向的侧边处相比在其面向运动方向的侧边处需要更小的保护区域。因为探测基于传感器结果，所以能够无关于机器人为了控制其工作过程是获得事先已限定的、即固定的控制指令还是对此备选地获得可灵活匹配的控制指令来进行探测。因为物体如人或机器与操纵设备之间的碰撞能够可靠地被阻止，所以不再需要临时的解决方案如使用轻量化结构机器人以减小在碰撞时出现的力。可使用成本适宜的标准机器人。当在临界间距A1之内探测到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于作用到物件(10)上的设备，包括‑ 操纵设备(12)、尤其工业机器人，其用于制造和/或装配或用于运输物件，‑ 至少一个传感器(20)，其用于探测事件(14)、尤其用于无触碰的探测，并且用于生成至少一个信号(24)，以及‑ 控制设备(21)，其中，所述控制设备(21)设立用于，在关于所述操纵设备(12)的临界间距A1之内探测到事件(14)的情况下控制所述操纵设备(12)的至少一个部件的运动(30)并且尤其减小运动速度，其特征在于，所述控制设备(21)此外设立用于，借助于针对所述操纵设备(12)的工作过程、尤其针对即将到来的运动过程的信息的处理来限定所述临界间距A1。

【技术特征摘要】
2016.11.14 DE 102016222245.71.一种用于作用到物件(10)上的设备，包括-操纵设备(12)、尤其工业机器人，其用于制造和/或装配或用于运输物件，-至少一个传感器(20)，其用于探测事件(14)、尤其用于无触碰的探测，并且用于生成至少一个信号(24)，以及-控制设备(21)，其中，所述控制设备(21)设立用于，在关于所述操纵设备(12)的临界间距A1之内探测到事件(14)的情况下控制所述操纵设备(12)的至少一个部件的运动(30)并且尤其减小运动速度，其特征在于，所述控制设备(21)此外设立用于，借助于针对所述操纵设备(12)的工作过程、尤其针对即将到来的运动过程的信息的处理来限定所述临界间距A1。2.根据权利要求1所述的用于作用到物件(10)上的设备，其特征在于，所述控制设备(21)设立用于，借助于用于所述操纵设备(12)的至少一个控制指令的处理来限定所述临界间距A1。3.根据权利要求1和2中任一项所述的用于作用到物件(10)上的设备，其特征在于，至少一个传感器(20)是雷达仪器。4.根据权利要求1至3中至少一项所述的用于作用到物件(10)上的设备，其特征在于，为了探测事件(14)，多个传感器(20)尤其基于不同探测方法如此设立及布置，使得其探测区域至少局部地重叠和/或穿透。5.根据权利要求1至4中至少一项所述的用于作用到物件(10)上的设备，其特征在于，多个传感器(20)如此布置，使得在所述操纵设备(12)的整个工作区域(40)中能够进行事件(14)的探测。6.根据权利要求1至5中至少一项所述的用于作用到物件(10)上的设备，其特征在于，所述控制设备(21)设立用于，对关于尤其在关于所述操纵设备(12)的临界间距A1之内探测的事件(14)的信号进行处理，并且在与关于已限...

【专利技术属性】
技术研发人员：M布罗西希，D布希霍尔茨，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE