具有桌下机械手的工作设备制造技术

本发明专利技术的主题是一种用于部分自动地执行工作步骤的工作设备，所述工作设备包括具有工作台面的工作台和设置在所述工作台面之上的协作工作区域，在所述协作工作区域中能手动地和自动地执行工作步骤，其中，用于执行自动的工作步骤的机械手设置在所述工作台面之下，并且在所述工作台面中存在至少一个开口，所述工作区域通过所述开口对于机械手而言是可接近的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有桌下机械手的工作设备


[0001]本专利技术涉及一种用于部分自动地执行工作步骤的工作设备，所述工作设备包括具有工作台面的工作台和设置在所述工作台面之上的协作工作区域，在所述协作工作区域中能手动地和自动地执行工作步骤。

技术介绍

[0002]使用工业机械手是在当今的工业产品生产中重要的组成部分。工业机械手的典型应用包括例如焊接、结合、涂敷、切割、装配、包装、标记、检验或运输和处理(Abfertigen)。工业机械手通常具有以下各组件：包括旋转轴和平移轴的承载结构、设置在所述承载结构上的驱动单元、操作头例如抓取系统、用于预定机械手动作的可编程的控制装置以及用于监测运动学链的位置的内部传感器。
[0003]传统上在工业制造环境中机械手的工作区域(亦即以下空间：所述空间在机械手的正常运行中被所述机械手的承载结构、驱动单元或操作头的任意部分占据)在所述机械手的运行期间严格防护以防人员的进入，以便保护所述人员以防由于机械手的工作事故。对此，机械手的工作区域通常用保护挡板或围栏围住并在必要时附加地还利用传感器、例如光栅来监测。
[0004]而在推进自动化目标的进程中，对于机械手与人员的严格分离的工作区域的安全范例越来越多地被协作式方案所代替，所述协作式方案拓展人与机器的直接的、物理上的交互。特别是，所述方案的目标是提高制造效率，例如通过以下方式：机械手承担对于人来说在身体上费力的工作，从而人可以更加专注于其优越的认知能力。为了在由人和机器共同使用的工作区域中避免工作事故，这样的协作机械手与外部传感器连接，所述外部传感器给机械手控制装置提供关于在协作工作区域中或在所述协作工作区域的周围环境中工作的人员或其身体部分的位置和运动的信息，从而控制装置一方面可以控制机械手以用于与人员直接交互以便共同实施工作步骤，并且另一方面可以在事故紧急情况下将机械手立刻置于静止状态中或触发其他适当的安全措施。
[0005]用于可靠地开动工业机械手的推荐的保护措施在机械标准DIN EN ISO 12100和所应用的协调标准(DIN EN ISO 10218-1,ISO/TS15066)中说明。根据例如以公开文件WO 2017/163251 A2和DE 10 2016 002 781 A1以及技术文件DE 20 2015 101 621 U1给出的现有技术，用于部分自动地制造产品的、具有用于机械手和人员的协作工作区域的设备包括具有工作台面的工作台和设置在所述工作台面之上的协作工作区域，所述协作工作区域不仅对于站在或坐在所述工作台前的人员而言、而且对于机械手而言是可接近的。所述机械手在现有技术中安装在所述工作台面上或设置在所述工作台面之上、例如安装在工作台的后部结构上或在门架系统上。所述协作工作区域通常还被护栏包围，所述护栏包括用于人员的可关闭的入口。这样的护栏构成冗余的安全措施，所述安全措施附加地确保由机械手自行实施的并且无需与人直接配合工作的工作步骤的安全以防事故。
[0006]如以下所说明的那样，根据现有技术的这种工作设备在灵活性和可接近性、规定
时间以及投入成本和资格要求方面包含一系列缺点。
[0007]机械手在工作台面上或在工作台的后部挡板上的布置在工作设备集成到生产线中时对于材料物流构成强烈限制的边界条件。所述材料物流例如包括由运抵的和运出的构件以及所供应的、要在所述工作设备中装配到所述构件上的各组件组成的材料流。协作工作区域的对于材料物流而言的可接近性受机械手在工作台面上或在后部挡板上的存在所强烈妨碍，从而工作台的庞大的几何尺寸可能是必要的，特别是因为工作设备的为了人员进入而设置的侧面出于安全原因要尽可能保持畅通并且因此不应被用于材料物流。
[0008]在使用设置在工作台之上的、用于容纳机械手的门架系统时给出一种对可接近性本质上的改善。现有技术的这种变型方案的缺点是协作工作区域显著地向上扩大，所述协作工作区域不可避免地也包含进行协作的人员的特别敏感的脖颈和头部区域。因此，在这种情况下要采取更耗费的保护措施、例如协作工作的机械手的更复杂的外部传感器或更大面积的围栏。这些相应的由结构形式决定的缺点也直接反映在工作设备在其与不同的生产环境的可集成性方面缺乏灵活性中，并且因此也间接地与高的特定投入成本相关联。

技术实现思路

[0009]因此本专利技术的目的是，提出一种用于在使用机械手的情况下部分自动地执行工作步骤的设备，所述设备克服现有技术的上述缺点，亦即特别是改善协作工作区域的可接近性和在设备的可集成性方面的灵活性。特别是应尽可能减小在工作台上传感器监测的工作区域。
[0010]所述目的从根据权利要求1前序部分所述的设备出发结合各特征部分的特征来实现。本专利技术的有利的进一步改进方案在各从属权利要求中给出。
[0011]本专利技术包括以下技术教导：机械手在所述工作设备中设置在工作台面之下，所述机械手经由至少一个要设置在所述工作台面中的开口穿过所述工作台面实现对工作区域的接近。对此，本专利技术从以下思想出发：显著地减小传感器监测的协作工作区域，从而在用于所述工作区域的安全保障而要设置的措施的复杂性、结构空间和投入成本方面相应地优化所述措施。
[0012]根据本专利技术，这通过以下方式实现：机械手在所述工作台面之下设置在所述工作台中，所述机械手仅以其结构的一部分、特别是以操作头从所述工作台出来进入到所述协作工作区域中，以便实施自动的工作步骤。对此，作为用于机械手到工作区域的入口，要在工作台面中设置至少一个适当地设计尺寸的开口。因此，机械手的支撑结构和驱动单元的大部分在执行自动的工作步骤期间保留在工作台面之下，在工作台面之下可以通过非常简单且非常成本有利的保护装置、例如在侧面环绕的硬的挡板来保护所述机械手。根据本专利技术，要耗费地进行保护的协作工作区域限于在工作台面之上向上明显地减小的体积中，并且可能仅较多地由协作的人员的手介入或在理想状态下仅还由手动引导的工具介入。
[0013]由于将机械手移置到工作台面下并且减少用于协作工作区域的保护装置(例如围栏和传感器装置)的结构空间，工作设备的对于材料物流或还有其他协作的人员而言的可接近性提高，因为原则上可以从所有侧面以及从上方灵活地接近工作台面。由此，在工作设备到较大的工作环境中的可集成性方面的灵活性还得到提高，所述灵活性通过以下方式进一步提高：相比于根据现有技术的设备而更紧凑的结构型式也引起整体上更小的空间需
要。
[0014]协作工作区域对于材料物流和人员而言改善的可接近性在运行流程中通过以下方式导致进一步的经济上的优点：可以缩短预设时间和处理时间并且可以减少错误的出现概率和特定的危险等级。
[0015]此外，提出根据本专利技术的工作设备的各有利的实施方式，所述各有利的实施方式能以适当的形式相互组合。
[0016]所述工作台应当这样大地设计尺寸，使得机械手完全地于所述工作台在工作台面之下的结构体积中找到位置。因此，可以与环绕在所述工作台侧面的护栏共同实现所述工作设备的紧凑且独立的结构型式，由此，所述工作设备高度适合用于集成到更大的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于部分自动地执行工作步骤的工作设备(1)，所述工作设备包括具有工作台面(21)的工作台(2)和设置在所述工作台面(21)之上的协作工作区域(3)，在所述协作工作区域中能同时手动地和自动地执行工作步骤，其特征在于，用于执行自动的工作步骤的机械手(4)设置在所述工作台面(21)之下，并且在所述工作台面(21)中存在至少一个开口(22)，所述工作区域(3)通过所述开口对于机械手(4)而言是可接近的。2.根据权利要求1所述的工作设备(1)，其特征在于，所述工作台(2)设计尺寸为，使得机械手(4)基本上完全地容纳于工作台(2)在工作台面(21)之下的结构体积中。3.根据权利要求1或2所述的工作设备(1)，其特征在于，所述机械手(4)包括至少一个关节臂(41)。4.根据前述权利要求中任一项所述的工作设备(1)，其特征在于，所述工作台面(21)包括至少一个缓存处(23)，所述缓存处位于所述工作区域(3)之下，并且所述缓存处能从工作区域(3)、从工作台面(21)之下的区域以及从工作设备(1)之外的区域接近。5.根据权利要求4所述的工作设备(1)，其特征在于，所述缓存处(23)设置在边缘侧，使得在多个工作设备(1)接连排列时...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：海拉有限双合股份公司，
类型：发明
国别省市：