DE102010025781B4 - Portable safety input device for a robot controller - Google Patents
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Abstract
Steuersystem zur Bedienung eines Roboters (4), miteiner Robotersteuerung (3) undeiner Eingabeanordnung,wobei die Eingabeanordnungeine Sicherheitseingabeeinrichtung (1) undein damit, insbesondere lösbar, verbindbares Handgerät (2) zum Steuern dieses Roboters mittels Kommunikation mit dessen Robotersteuerung (3) aufweist,wobei das Handgerät (2) ein Steueridentifikationsmittel zum Übermitteln einer Steueridentifikation (ID) an die Robotersteuerung, insbesondere zum Übermitteln einer Steueridentifikation (ID) an die Robotersteuerung und die Sicherheitseingabeeinrichtung, aufweistwobei die tragbare Sicherheitseingabeeinrichtung (1)wenigstens ein Eingabemittel (1.2, 1.3, 1.4) zum Eingeben eines Sicherheitssignals an die Robotersteuerung (3),eine Schnittstelle (1.1) zur Kommunikation mit dem mit der Sicherheitseingabeeinrichtung, insbesondere lösbar, verbundenen Handgerät (2) undein Sicherheitsidentifikationsmittel zur Übermittlung einer Identifikation (ID1)der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung, insbesondere andie Robotersteuerung und das Handgerät, aufweist,wobei das Steuersystem ein Kommunikationsmittel (10) zur drahtlosen oder drahtgebundenen sicheren Kommunikation der Robotersteuerung mit der Sicherheitseingabeeinrichtung und ein Kommunikationsmittel (20, 21) zur drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikation der Robotersteuerung mit dem Handgerät aufweist, undwobei die Robotersteuerung ein Vergleichsmittel zum Vergleichen einer von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelten Identifikation (ID1) mit einer von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelten Steueridentifikation (ID) aufweist.Control system for operating a robot (4), with a robot controller (3) and an input arrangement, the input arrangement having a safety input device (1) and a hand-held device (2) which can be connected thereto, in particular detachably, for controlling this robot by means of communication with its robot controller (3), wherein the hand-held device (2) has control identification means for transmitting a control identification (ID) to the robot controller, in particular for transmitting a control identification (ID) to the robot controller and the safety input device, the portable safety input device (1) having at least one input means (1.2, 1.3, 1.4) for inputting a security signal to the robot controller (3),an interface (1.1) for communication with the hand-held device (2) connected, in particular detachably, to the security input device anda security identification means for transmitting an identification (ID1) of the security input device a n the robot controller, in particular to the robot controller and the hand-held device, the control system having a communication means (10) for wireless or wired secure communication between the robot controller and the safety input device and a communication means (20, 21) for wireless or wired communication between the robot controller and the hand-held device has, andwherein the robot controller has a comparison means for comparing an identification (ID1) transmitted from the safety input device to the robot controller with a control identification (ID) transmitted from the hand-held device to the robot controller.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare Sicherheitseingabeeinrichtung mit einem Eingabemittel zum Eingeben eines Sicherheitssignals an eine Robotersteuerung, eine Eingabeanordnung und ein Steuersystem zur Bedienung eines Roboters, die eine solche Sicherheitseingabeeinrichtung aufweisen, eine Robotersteuerung für ein solches Steuersystem sowie ein Verfahren zur Bedienung eines Roboters mittels eines solchen Steuersystems.The present invention relates to a portable safety input device with an input means for entering a safety signal to a robot controller, an input arrangement and a control system for operating a robot, which have such a safety input device, a robot controller for such a control system and a method for operating a robot using such control system.
Spezielle Handgeräte zum Steuern von Robotern mittels Kommunikation mit deren Robotersteuerung sind beispielsweise aus der
Andererseits haben heutzutage elektronische Standard-Kleingeräte wie mobile Telephone, PDAs („Personal Digital Assistants“) oder sogenannte Handhelds oftmals bereits ausreichend Rechenleistung und Speicherkapazität, um - nach Implementierung entsprechender Software - auch als Handgerät zum Steuern eines Roboters genutzt zu werden.On the other hand, today's small standard electronic devices such as mobile telephones, PDAs (“Personal Digital Assistants”) or so-called handhelds often already have sufficient computing power and storage capacity to also be used as a handheld device to control a robot after the appropriate software has been implemented.
Dem steht jedoch entgegen, dass bei der Bedienung eines Roboters hohe Sicherheitsanforderungen zu erfüllen sind - insbesondere müssen Nothalt-Eingabemöglichkeiten und dergleichen stets sicher funktionieren. Dies ist mit den Standard-Kleingeräten, die hierfür weder hard- noch softwaretechnisch vorgesehen sind, nicht möglich.However, this is opposed by the fact that high safety requirements have to be met when operating a robot - in particular, emergency stop input options and the like must always function safely. This is not possible with standard small devices, which are not designed for this purpose either in terms of hardware or software.
Aus der
Die
Die
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bedienung eines Roboters mittels eines Handgeräts zu verbessern.The object of the present invention is to improve the operation of a robot using a hand-held device.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 9 stellt eine Robotersteuerung für ein solches Steuersystem, Anspruch 10 ein Verfahren zur Bedienung eines Roboters mittels eines solchen Steuersystems und Anspruch 11 ein Computerprogrammprodukt zur Implementierung von erfindungsgemäßen Mitteln bzw. Verfahren unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.This object is solved by a control system with the features of
Erfindungsgemäß wird eine tragbare, mit einem Handgerät auch informationstechnisch verbindbare Sicherheitseingabeeinrichtung vorgeschlagen.According to the invention, a portable safety input device that can also be connected in terms of information technology to a hand-held device is proposed.
Das Handgerät kann insbesondere ein elektronisches Standard-Kleingerät wie ein mobiles Telephon, PDA, Handheld, Pocket PC, Smartphone, Net- oder Notebook, Laptop, Multifunktionsgerät oder dergleichen sein. Diese Geräte stehen kostengünstig von einer Vielzahl Anbieter zur Verfügung, durchlaufen in der Regel deutlich raschere Evolutionszyklen als spezielle Handgeräte für Roboter, und bieten zudem weitere Anwendungen wie Telephonie, Dokumentenverwaltung und -bearbeitung, Applikation zusätzlicher Programme und dergleichen.The hand-held device can in particular be a small standard electronic device such as a mobile telephone, PDA, handheld, pocket PC, smartphone, network or notebook, laptop, multifunction device or the like. These devices are available inexpensively from a large number of suppliers, generally go through significantly faster evolution cycles than special hand-held devices for robots, and also offer other applications such as telephony, document management and processing, application of additional programs and the like.
Das Handgerät dient zum Steuern wenigstens eines Roboters mittels Kommunikation mit einer Robotersteuerung für diese(n) Roboter. Dabei kann die Steuerintelligenz, also beispielsweise die Bahnplanung, Interpolation, Regelung und dergleichen, wenigstens teilweise in dem Handgerät implementiert sein. Die Robotersteuerung, mit der das Handgerät kommuniziert, kann dann beispielsweise im Wesentlichen nur noch die Leistungselektronik der Roboterantriebe umfassen. In einer bevorzugten Ausführung ist die Steuerintelligenz vollständig oder wenigstens teilweise in der Robotersteuerung implementiert. Das Handgerät kann dann insbesondere als sogenannter Remote-Client gemäß einem Remote Desktop Protokoll wie beispielsweise Windows RDP oder Thinstuff LX fungieren und eine Bedienoberfläche der Robotersteuerung simulieren. Vorzugsweise weist hierzu die Robotersteuerung die Funktion eines Remote-Servers oder -Masters auf.The hand-held device is used to control at least one robot by communicating with a robot controller for that robot(s). The control intelligence, ie for example the path planning, interpolation, regulation and the like, can be implemented at least partially in the hand-held device. The robot controller with which the hand-held device communicates can then, for example, essentially only include the power electronics of the robot drives. In a preferred embodiment, the control intelligence is fully or at least partially implemented in the robot controller. The hand-held device can then act in particular as a so-called remote client according to a remote desktop protocol such as Windows RDP or Thinstuff LX and simulate a user interface of the robot controller. For this purpose, the robot controller preferably has the function of a remote server or master.
Die Sicherheitseingabeeinrichtung kann hingegen vorzugsweise in sicherer Technik mit der Robotersteuerung kommunizieren. Sie ist zur Eingabe von Sicherheitssignalen wie insbesondere einem Nothalt-Signal vorgesehen, die eine entsprechende Reaktion der Robotersteuerung bzw. des Roboters bewirken, beispielsweise einen STOP 0, STOP 1 oder STOP 2 bei Betätigen eines Nothalt-Knopfes bzw. -Sensors. Zusätzlich oder alternativ kann als Sicherheitssignal zum Beispiel ein Zustimm-Signal vorgesehen sein, welches über die Sicherheitseingabeeinrichtung eingegeben wird, indem beispielsweise ein Zustimmtaster bzw. -sensor betätigt wird und ein Betrieb, insbesondere eine Bewegung, des Roboters nur bei betätigtem Zustimm-Eingabemittel zugelassen wird. Als Sicherheitssignal kann zusätzlich oder alternativ auch ein Betriebsart-Signal zur Auswahl einer Betriebsart, beispielsweise eines Automatik-, Test- und Einrichtbetriebs, und/oder ein Autorisierungs-Signals vorgesehen sein, das beispielsweise durch Einstecken eines Schlüssels, einer ID-Karte oder dergleichen in ein Autorisierungs-Eingabemittel ausgelöst wird.In contrast, the safety input device can preferably communicate with the robot controller using safe technology. It is intended for inputting safety signals, such as an emergency stop signal in particular, which cause the robot controller or robot to react accordingly, for example a STOP 0,
Erfindungsgemäß ist nun eine Schnittstelle zur Kommunikation der tragbaren Sicherheitseingabeeinrichtung mit dem Handgerät vorgesehen. Diese kann beispielsweise eine, vorzugsweise parallele oder serielle, kontaktierende Schnittstelle, insbesondere eine USB-Schnittstelle aufweisen, wobei in einer bevorzugten Weiterbildung eines von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät als USB-Master und das andere von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät als USB-Client bzw. -Slave fungiert. Gleichermaßen kann diese Schnittstelle auch eine kontaktlose Schnittstelle aufweisen, insbesondere ein Sende-/Empfangsmittel für eine Funkübertragung zwischen Geräten wie WPAN, zum Beispiel eine Bluetooth-Verbindung.According to the invention, an interface for communication between the portable security input device and the hand-held device is now provided. This can have, for example, a preferably parallel or serial contacting interface, in particular a USB interface, whereby in a preferred development one of the safety input device and the handheld device acts as the USB master and the other from the safety input device and the handheld device as the USB client or USB interface .-slave acts. Equally, this interface can also have a contactless interface, in particular a transmission/reception means for radio transmission between devices such as WPAN, for example a Bluetooth connection.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass Steuerbefehle, die von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelt werden, und Sicherheitssignale, die über die Sicherheitseingabeeinrichtung in die Robotersteuerung eingegeben werden, von derselben Eingabeanordnung kommen.It can thereby be ensured that control commands, which are transmitted from the hand-held device to the robot controller, and safety signals, which are input into the robot controller via the safety input device, come from the same input arrangement.
Hierzu übermittelt nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Sicherheitsidentifikationsmittel der Sicherheitseingabeeinrichtung eine, vorzugsweise eindeutige und/oder sicherheitseingabeeinrichtungsspezifische, Identifikation, beispielsweise einen Code der Sicherheitseingabeeinrichtung, an die Robotersteuerung und an das Handgerät. Dies kann jeweils einmalig, insbesondere bei Etablierung der Bedienung, oder zyklisch oder kontinuierlich erfolgen.For this purpose, according to a first aspect of the present invention, a safety identification means of the safety input device transmits a preferably unique and/or safety input device-specific identification, for example a code of the safety input device, to the robot controller and to the hand-held device. This can be done once, in particular when the operation is established, or cyclically or continuously.
Ein Steueridentifikationsmittel des Handgeräts übermittelt dann einmalig, insbesondere bei Etablierung der Bedienung, oder zyklisch oder kontinuierlich, eine Steueridentifikation auf Basis der von der Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelten Identifikation an die Robotersteuerung.A control identification means of the hand-held device then transmits a control identification to the robot controller once, in particular when the operation is established, or cyclically or continuously, on the basis of the identification transmitted from the safety input device to the hand-held device.
Dabei können die Identifikation, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelt, mit der Identifikation, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelt, und/oder mit der Steueridentifikation identisch sein. Gleichermaßen können die Identifikation, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelt, und/oder die Steueridentifikation beispielsweise ein Komplement, eine Prüfsumme oder dergleichen der von der Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelten Identifikation sein.In this case, the identification that the security input device transmits to the hand-held device can match the identification that the security input device transmitted to the robot controller and/or be identical to the control identification. Equally, the identification that the safety input device transmits to the robot controller and/or the control identification can be, for example, a complement, a checksum or the like of the identification that the safety input device transmits to the hand-held device.
Die Steueridentifikation kann beispielsweise über ein RDP Protokoll übermittelt werden. Insbesondere kann sie über einen sogenannten „Virtual Channel“ übermittelt werden.The tax identification can be transmitted via an RDP protocol, for example. In particular, it can be transmitted via a so-called "virtual channel".
Ein Vergleichsmittel der Robotersteuerung vergleicht - wiederum einmalig, insbesondere bei Etablierung der Bedienung, oder zyklisch oder kontinuierlich - die von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelte Identifikation mit der von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelten Steueridentifikation.A comparison means of the robot controller compares—once again, once, in particular when operation is established, or cyclically or continuously—the identification transmitted from the safety input device to the robot controller with the control identifier transmitted from the hand-held device to the robot controller.
Erfüllen diese eine vorgegebene Relation, kann die Robotersteuerung davon ausgehen, dass Steuerbefehle und Sicherheitssignale von derselben Eingabeanordnung kommen, und darf beispielsweise Steuerbefehle ausführen, die über ein Handgerät übermittelt werden, solange Zustimm-Signale von der Sicherheitseingabeeinrichtung vorliegen. Sofern die Identifikation, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung und das Handgerät übermittelt, mit der Steueridentifikation identisch ist, wird die vorgegebene Relation erfüllt, wenn das Vergleichsmittel feststellt, dass die von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelte Identifikation mit der von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelten Steueridentifikation identisch ist.If these meet a specified relationship, the robot controller can assume that control commands and safety signals come from the same input arrangement and may, for example, execute control commands that are transmitted via a hand-held device as long as there are approval signals from the safety input device. If the identification that the safety input device transmits to the robot controller and the hand-held device is identical to the control identification, the specified relationship is met when the comparison means determines that the identification transmitted from the safety input device to the robot controller corresponds to that from the hand-held device to the robot controller transmitted tax identification is identical.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung übermittelt umgekehrt das Steueridentifikationsmittel des Handgeräts nicht nur eine Steueridentifikation an die Robotersteuerung, sondern auch an die Sicherheitseingabeeinrichtung, deren Sicherheitsidentifikationsmittel auf Basis dieser übermittelten Steueridentifikation eine Identifikation von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelt.According to a second aspect of the present invention, conversely, the control identification means of the hand-held device not only transmits a control identification to the robot controller, but also to the safety input device, whose safety identification means transmits an identification from the safety input device to the robot controller on the basis of this transmitted control identification.
Im Übrigen entspricht dieser zweite Aspekt dem vorstehend erläuterten ersten Aspekt, lediglich wird die Identifikation, die zwischen Sicherheitseingabeeinrichtung und Handgerät übermittelt wird, durch das Handgerät und nicht wie bei dem ersten Aspekt durch die Sicherheitseingabeeinrichtung bestimmt.Otherwise, this second aspect corresponds to the first aspect explained above, only the identification that is transmitted between the security input device and the hand-held device is determined by the hand-held device and not, as in the first aspect, by the safety input device.
Insbesondere kann entsprechend gemäß dem zweiten Aspekt die Steueridentifikation eine, vorzugsweise eindeutige und/oder handgerätespezifische, Identifikation, beispielsweise einen Code des Handgerätes sein, die einmalig, zyklisch oder kontinuierlich an die Sicherheitseingabeeinrichtung übermittelt wird. Die Steueridentifikation, die das Handgerät an die Sicherheitseingabeeinrichtung übermittelt, kann mit der Steueridentifikation, die das Handgerät an die Robotersteuerung übermittelt, und/oder mit der Identifikation identisch sein, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelt. Gleichermaßen können die Identifikationen wiederum beispielsweise Komplemente, Prüfsummen oder dergleichen sein.In particular, according to the second aspect, the control identification can be a preferably unique and/or hand-held device-specific identification, for example a code of the hand-held device, which is transmitted once, cyclically or continuously to the security input device. The control identification that the hand-held device transmits to the safety input device can be identical to the control identification that the hand-held device transmits to the robot controller and/or to the identification that the safety input device transmits to the robot controller. Equally, the identifications can in turn be complements, checksums or the like, for example.
Insbesondere, wenn nach dem ersten oder zweiten Aspekt eine Identifikation zyklisch oder kontinuierlich zwischen Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung und/oder zwischen Handgerät und Robotersteuerung übermittelt wird, kann durch das Handgerät und/oder die Robotersteuerung auch eine Trennung von Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung erkannt werden. Empfängt das Handgerät beispielsweise keine Identifikation, obwohl dies vorgesehen ist, kann es die Bedienung des Roboters unterbrechen, insbesondere keine Steuerbefehle mehr übertragen. Gleichermaßen kann die Robotersteuerung die Bedienung des Roboters durch das Handgerät unterbrechen, wenn dieses keine Steueridentifikation übermittelt, obwohl dies vorgesehen ist und beispielsweise durch ein Watch-Dog-Mittel überwacht wird.In particular, if according to the first or second aspect an identification is transmitted cyclically or continuously between the handheld device and the safety input device and/or between the handheld device and the robot controller, the handheld device and/or the robot controller can also detect a separation of the handheld device and the safety input device. For example, if the hand-held device does not receive an identification, although this is intended, it can interrupt the operation of the robot, in particular no longer transmit any control commands. Likewise, the robot controller can interrupt the operation of the robot by the hand-held device if the latter does not transmit any control identification, although this is intended and is monitored by a watch-dog device, for example.
Mithin können aus Standard-Kleingeräten und einer mit diesen über eine Schnittstelle, vorzugsweise Standard-Schnittstelle wie USB, Bluetooth oder dergleich, verbundenen Sicherheitseingabeeinrichtung eine sichere Eingabeanordnung gebildet und so die Vorteile von Standard-Kleingeräten genutzt werden.Consequently, a secure input arrangement can be formed from standard small devices and a security input device connected to them via an interface, preferably a standard interface such as USB, Bluetooth or the like, and the advantages of standard small devices can thus be used.
Die Sicherheitseingabeeinrichtung ist in einer bevorzugten Ausführung zur Eingabe eines Sicherheitssignals an die Robotersteuerung des Roboters in sicherer Technik ausgebildet. Hierzu kann sie beispielsweise entsprechende sichere, vorzugsweise redundante, insbesondere diversitäre Eingänge, Ausgänge, Baugruppen und/oder Verarbeitungspfade aufweisen.In a preferred embodiment, the safety input device is designed using safe technology to input a safety signal to the robot controller of the robot. For this purpose, it can have, for example, appropriate secure, preferably redundant, in particular diverse inputs, outputs, assemblies and/or processing paths.
Die drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation der Robotersteuerung mit der Sicherheitseingabeeinrichtung erfolgt entsprechend vorzugsweise ebenfalls in sicherer Technik, beispielsweise gemäß dem Protokoll EtherCAT bzw. „Safety over EtherCAT“ („FSoE“). Die Kommunikation der Robotersteuerung mit dem Handgerät, also insbesondere die Übermittlung der Steueridentifikation, etwa über einen Virtual Channel, die Übermittlung von über das Handgerät eingegebenen Steuerbefehlen und/oder die Übermittlung von Daten zur Simulation der Bedienoberfläche durch ein als Remote Desktop Client fungierendes Handgerät, kann ebenfalls drahtlos, insbesondere mittels Bluetooth, oder drahtgebunden erfolgen. Sie erfolgt in einer bevorzugten Ausführung über Standard Ethernet gemäß TCP/IP, UDP und/oder RDP Protokoll.The wireless or wired communication of the robot controller with the safety input device preferably also takes place using safe technology, for example according to the EtherCAT or “Safety over EtherCAT” (“FSoE”) protocol. The communication of the robot controller with the hand-held device, ie in particular the transmission of the control identification, for example via a virtual channel, the transmission of control commands entered via the hand-held device and/or the transmission of data for simulating the User interface by a handheld device acting as a remote desktop client can also be wireless, in particular by means of Bluetooth, or wired. In a preferred embodiment, it takes place via standard Ethernet according to TCP/IP, UDP and/or RDP protocol.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine lösbare Arretierung zur Befestigung des Handgeräts an der Sicherheitseingabeeinrichtung vorgesehen. Diese kann -je nach Typ der zur Verbindung vorgesehenen Handgeräte - beispielsweise in an sich bekannter Weise durch eine Klemmvorrichtung, Anschläge zur formschlüssigen Anlage oder Aufnahme des Handgeräts oder dergleichen gebildet sein.In a preferred embodiment, a releasable lock is provided for attaching the handset to the security input device. Depending on the type of hand-held device provided for connection, this can be formed, for example, in a manner known per se by a clamping device, stops for form-fitting contact or reception of the hand-held device or the like.
Vorzugsweise weist eines von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät eine Energiequelle für das andere von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät auf, wobei die Schnittstelle dann vorzugsweise auch zur Energieübertragung ausgebildet ist. Alternativ können auch Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung energetisch autonom ausgebildet sein.One of the safety input device and the hand-held device preferably has an energy source for the other of the safety input device and the hand-held device, with the interface then preferably also being designed for energy transmission. Alternatively, the hand-held device and safety input device can also be designed to be energetically autonomous.
In einer bevorzugten Ausführung weist das Handgerät ein Befehlseingabemittel zum Eingeben eines Steuerbefehls an die Robotersteuerung des Roboters und/oder ein Ausgabemittel zum Ausgeben einer Information von der Robotersteuerung des Roboters auf. Ein- und Ausgabemittel können beispielsweise durch einen Touchscreen gemeinsam realisiert sein. Gleichermaßen kann ein Befehlseingabemittel auch einen Joystick, eine oder mehrere Tasten oder ein Touchpad umfassen, ein Ausgabemittel zusätzlich oder alternativ zu einer optischen Ausgabe wie insbesondere einem Bildschirm auch eine akustische und/oder haptische Ausgabe.In a preferred embodiment, the hand-held device has a command input means for inputting a control command to the robot controller of the robot and/or an output means for outputting information from the robot controller of the robot. Input and output means can be realized jointly by a touchscreen, for example. Equally, a command input means can also include a joystick, one or more keys or a touchpad, an output means can also have an acoustic and/or haptic output in addition or as an alternative to a visual output such as a screen in particular.
Vorstehend erläuterte Mittel wie beispielsweise Sicherheitsidentifikationsmittel, Steueridentifikationsmittel oder Vergleichsmittel können gleichermaßen hard- und/oder softwaretechnisch implementiert sein, also beispielsweise durch entsprechende Mikrocontroller, Baugruppen, Programme bzw. Programmmodule.Means explained above, such as security identification means, control identification means or comparison means, can equally be implemented in hardware and/or software, ie for example by appropriate microcontrollers, assemblies, programs or program modules.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine Sicherheitseingabeeinrichtung zur Verbindung bzw. Kommunikation mit unterschiedlichen Handgeräten vorgesehen, indem sie beispielsweise eine Standard-Schnittstelle wie USB und/oder eine Arretierung zur Befestigung unterschiedlicher Handgeräte aufweist.In a preferred embodiment, a security input device is provided for connection or communication with different hand-held devices, for example by having a standard interface such as USB and/or a lock for attaching different hand-held devices.
Das Beenden der Bedienung kann vorzugsweise über das Handgerät kommandiert werden, beispielsweise durch entsprechende Eingabe, und erfolgt dementsprechend vorzugsweise nicht in sicherer Technik. Vorzugsweise ist dann eine Zeitspanne vorgesehen, innerhalb der die sichere Kommunikation zwischen Robotersteuerung und Sicherheitseingabeeinrichtung geordnet beendet wird.The end of the operation can preferably be commanded via the hand-held device, for example by appropriate input, and is therefore preferably not carried out using secure technology. A period of time is then preferably provided within which the secure communication between the robot controller and the safety input device is ended in an orderly manner.
Ein Aspekt der Erfindung kann nach Vorstehendem insbesondere als getrennte Übermittlung von Identifikationen (Identifikation bzw. Steueridentifikation) durch Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung nach vorheriger Übermittlung zwischen Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung definiert werden, so dass sichergestellt ist, dass Sicherheitssignale von der Sicherheitseingabeeinrichtung kommen, die mit dem Handgerät verbunden ist und kommuniziert, von dem die Steuerbefehle kommen.According to the above, one aspect of the invention can be defined in particular as the separate transmission of identifications (identification or control identification) by the handheld device and safety input device to the robot controller after prior transmission between the handheld device and safety input device, so that it is ensured that safety signals come from the safety input device that is connected to and communicates with the handset from which the control commands come.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
-
1 : ein Steuersystem mit einer Robotersteuerung und einer Eingabeanordnung mit einer Sicherheitseingabeeinrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und -
2 : den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 : a control system including a robot controller and an input device including a safety input device according to an embodiment of the present invention; and -
2 : the course of a method according to the invention.
In der Robotersteuerung 3 ist eine HMI („Human-Machine-Interface“) zur Eingabe von Steuerbefehlen unter einem Betriebssystem, beispielsweise Windows, implementiert, die über ein RDP Protokoll auf einem RDP Client simuliert werden kann.An HMI (“Human Machine Interface”) for entering control commands under an operating system, for example Windows, is implemented in the
Ein Handgerät in Form eines mobilen Telephons 2 weist einen Touchscreen 2.2 auf, der einerseits als Ausgabemittel zum Ausgeben von Information von der Robotersteuerung 3, insbesondere zur Darstellung einer Bedienoberfläche, und zugleich als Befehlseingabemittel zum Eingeben von Steuerbefehlen dient und hierzu Tasten 2.1 aufweist.A hand-held device in the form of a
Das Handgerät 2 ist mittels einer Klemmeinrichtung 2.5, wie sie im Prinzip beispielsweise von Halterungen für mobile Telephone in Kraftfahrzeugen bekannt ist, lösbar an einer tragbaren Sicherheitseingabeeinrichtung 1 befestigt und mit dieser über eine USB-Schnittstelle 1.1 (strichliert in
Die Sicherheitseingabeeinrichtung 1 weist einen Nothalt-Knopf 1.2, einen Zustimm-Taster 1.3 sowie einen Betriebsart-Wahlschalter 1.4 auf.The
Zur Bedienung des Roboters 4 über das Handgerät 2 wird nun einerseits eine sichere Kommunikation zwischen der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 und der Robotersteuerung 3 eingerichtet, wie in
Außerdem übermittelt die Sicherheitseingabeeinrichtung 1 in sicherer Technik ein Betriebsart-Signal in Abhängigkeit von der Stellung des Betriebsart-Wahlschalters 1.4, aufgrund dessen die Robotersteuerung 3 beispielsweise einen Automatikbetrieb, in dem der Roboter 3 ein vorgegebenes Programm mit der hierfür vorgesehenen Geschwindigkeit abfährt, einen Testbetrieb, in dem er das Programm mit reduzierter Geschwindigkeit abfährt, oder einen Einrichtbetrieb ausführt, in dem der Roboter nur manuell verfahren werden kann.In addition, the
Wenigstens einmal bei der Etablierung der sicheren Kommunikation zwischen Sicherheitseingabeeinrichtung und Robotersteuerung, in einer Abwandlung auch zyklisch oder kontinuierlich, übermittelt ein Sicherheitsidentifikationsmittel der Sicherheitseingabeeinrichtung eine Identifikation „ID1“ an die Robotersteuerung 3, wie in
Davor, gleichzeitig oder anschließend wird wenigstens einmal, in einer Abwandlung auch zyklisch oder kontinuierlich, diese Identifikation durch das Sicherheitsidentifikationsmittel auch über die USB-Schnittstelle 1.1 oder in einer nicht dargestellten Abwandlung mittels Bluetooth an das Handgerät 2 übermittelt, wie in
Davor, gleichzeitig oder anschließend wird eine RDP-Session zwischen dem Handgerät 2 und der Robotersteuerung 3 über ein Standard-Ethernet-Kommunikationsmittel 20 aufgebaut, wie in
Wenigstens einmal bei der Etablierung der Bedienung, in einer Abwandlung auch zyklisch oder kontinuierlich, übermittelt ein Steueridentifikationsmittel des Handgeräts 2 die Identifikation ID1, die von der Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelt worden ist, als Steueridentifikation ID an die Robotersteuerung, wie in
Wie in
Ein Sicherheitsmittel der Robotersteuerung 3 vergleicht nun wenigstens einmal bei der Etablierung der Bedienung, in einer Abwandlung auch zyklisch oder kontinuierlich, die von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 an die Robotersteuerung 3 übermittelten Identifikation ID1 mit der von dem Handgerät 2 über den Virtual Channel 21 an die Robotersteuerung 3 übermittelten Steueridentifikation ID.A safety means of the
Stimmen diese überein (
Stimmt hingegen die von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 an die Robotersteuerung 3 übermittelten Identifikation ID1 mit der von dem Handgerät 2 an die Robotersteuerung 3 übermittelten Steueridentifikation ID nicht überein (
Auf diese Weise kann der Roboter 4 über die Robotersteuerung 3 mittels einem von mehreren unterschiedlichen elektronischen Standard-Kleingeräten, beispielsweise unterschiedlichen Smartphones gesteuert werden, indem auf diesen ein RDP-Client mit dem RDP-Server der Robotersteuerung 3 kommuniziert und so insbesondere eine Bedienoberfläche 2.2 auf dem Handgerät simuliert wird. Da die Robotersteuerung eine Identifikation ID1, die sie von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 empfängt, mit einer Steueridentifikation ID vergleicht, die das Handgerät 2 auf Basis der von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 übermittelten Identifikation ID1 seinerseits an die Robotersteuerung 3 übermittelt, kann sichergestellt werden, dass das Handgerät über die Schnittstelle 1.1 mit derjenigen Sicherheitseingabeeinrichtung verbunden ist, von der die Robotersteuerung 3 die Sicherheitssignale, beispielsweise ein Zustimm-Signal, erhält.In this way, the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Sicherheitseingabeeinrichtungsecurity input device
- 1.11.1
- Schnittstelle (USB oder Bluetooth)Interface (USB or Bluetooth)
- 1.21.2
- Nothalt-Knopf (Nothalt-Eingabemittel)Emergency stop button (emergency stop input means)
- 1.31.3
- Zustimm-Taster (Zustimm-Eingabemittel)Approval button (approval input means)
- 1.41.4
- Betriebsart-Wahlschalter (Betriebsart-Eingabemittel)Operating mode selector switch (operating mode input means)
- 1.51.5
- lösbare Arretierungreleasable lock
- 22
- Mobiltelephon (Handgerät)mobile phone (handheld)
- 2.12.1
- Touchscreen-Taste (Befehlseingabemittel)Touchscreen button (command input means)
- 2.22.2
- Touchscreen (Ausgabemittel)Touchscreen (output means)
- 33
- Robotersteuerungrobot controller
- 44
- Roboterrobot
- 1010
- Kommunikationsmittel (EtherCAT)Means of communication (EtherCAT)
- 2020
- Kommunikationsmittel (Ethernet)Means of communication (Ethernet)
- 2121
- Virtual ChannelVirtual Channel
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