DE102015001575A1

DE102015001575A1 - Method and device for visualizing the movement of a robot

Info

Publication number: DE102015001575A1
Application number: DE102015001575.3A
Authority: DE
Inventors: Johann Hegel; Volker Riebeling
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-02-07
Filing date: 2015-02-07
Publication date: 2016-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Visualisierung der Bewegung eines Roboters, zum Beispiel eines Industrieroboters für eine Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) in einem gemeinsamen Arbeitsraum, mit einer optischen Anzeigeeinrichtung, die bei einer bevorstehenden und/oder während einer Roboterbewegung angesteuert und aktiviert wird. Erfindungsgemäß ist die Anzeigeeinrichtung durch wenigstens ein am Roboter (2) angebrachtes optisches Anzeigeelement (17–23) gebildet, das direkt an wenigstens einem gesteuert bewegbaren Roboterglied (9, 10, 14) und/oder an wenigstens einem bewegungsübertragenden Roboterglied (11, 13) und/oder an wenigstens einem am Roboter angebrachten Werkzeug (16) angeordnet ist und das bei einer bevorstehenden und/oder während einer Bewegung des Robotergliedes (9, 10, 11, 13, 14) und/oder des Werkzeugs (16) entsprechend der jeweiligen Bewegungsrichtung zur Visualisierung dieser Bewegungsrichtung angesteuert und aktiviert wird.The invention relates to a method and a device for visualizing the movement of a robot, for example an industrial robot for a human-robot cooperation (MRC) in a common working space, with an optical display device which is activated during an imminent and / or during a robot movement and is activated. According to the invention, the display device is formed by at least one optical display element (17-23) attached to the robot (2), which is mounted directly on at least one controllably movable robot member (9, 10, 14) and / or on at least one motion-transmitting robot member (11, 13). and / or at least one tool (16) attached to the robot and that during an imminent and / or during a movement of the robot member (9, 10, 11, 13, 14) and / or the tool (16) corresponding to the respective Movement direction is controlled and activated to visualize this direction of movement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Visualisierung der Bewegung eines Roboters, insbesondere in einer Fertigungsanlage, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The invention relates to a method for visualizing the movement of a robot, in particular in a production plant, according to the preamble of claim 1 and a corresponding device according to the preamble of claim 11.

Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich von Bewegungsabfolgen, Wegen und Winkeln frei programmierbar und gegebenenfalls sensorgeführt sind. Sie sind mit Werkzeugen, wie Greifern, Schweißdüsen oder anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar und können Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben selbstständig entsprechend ihrer Programmierung ausführen. Durch die meist schnellen und von menschlichen Eingriffen unabhängigen Bewegungen eines solchen Roboters werden diese regelmäßig in einem zugangsgeschützten sicheren Arbeitsbereich betrieben, der nur bei deaktiviertem Roboter zu Wartungs- und Einstellzwecken von Personen betreten werden darf. Eine Bewegung von Robotern wird aktuell allenfalls durch eine zentrale Warnleuchte angezeigt, welche keine bewegungsspezifischen Informationen vermittelt.Industrial robots are universally applicable motion machines with multiple axes whose movements are freely programmable with respect to sequences of movements, paths and angles and sensor-guided if necessary. They can be equipped with tools such as grippers, welding nozzles or other means of production and can perform handling and / or manufacturing tasks independently according to their programming. The movements of such a robot, which are usually fast and independent of human intervention, are regularly operated in an access-protected safe working area, which may only be entered by persons when the robot is deactivated for maintenance and setting purposes. A movement of robots is currently displayed, if necessary, by a central warning light, which does not convey motion-specific information.

Insbesondere ein gemeinsamer Arbeitsraum zwischen Mensch und Roboter ist sicherheitskritisch, da eine Person die programmierten Bewegungsabfolgen von Roboterarmen und gegebenenfalls einer Fahreinheit nicht voraussehen kann und von diesen Roboterteilen bei Kollisionen ein Verletzungsrisiko ausgehen kann.In particular, a common working space between human and robot is safety-critical, since a person can not foresee the programmed sequences of movements of robot arms and possibly a driving unit and can pose a risk of injury from these robot parts in the event of collisions.

Für einen Menschen sicherheitstechnisch unkritische Mensch-Roboter-Kooperationen sind grundsätzlichen in vielen Arbeitsbereichen bekannt: beispielsweise ist im Medizinbereich ein Operationsroboter bekannt ( DE 101 10 093 A1 ) der mittels einer Leiteinrichtung von einem Operateur zusätzlich zu einem Zentralrechner steuerbar ist, wobei die Leiteinrichtung als kleiner Bildschirm ausgestaltet ist, der im Gesichtsfeld des Operateurs positioniert wird. Von dem hier verwendeten Roboter geht kein Sicherheits- bzw. Verletzungsrisiko für den Operateur aus, so dass die Leiteinrichtung hier keine Warn- und Sicherheitsfunktion für den Operateurs beinhaltet.For a human safety-critical uncritical human-robot cooperation are basically known in many areas of work: for example, in the field of medicine, a surgical robot is known ( DE 101 10 093 A1 ) which is controllable by means of a guide from an operator in addition to a central computer, wherein the guide is designed as a small screen, which is positioned in the field of view of the surgeon. The robot used here assumes no safety or risk of injury for the surgeon, so that the guide does not contain a warning and safety function for the surgeon.

Weiter ist ein Roboter bekannt ( EP 1 566 246 A1 ), bei dem eine Displayeinheit auf ein Roboterbauteil, insbesondere einen Roboterarm zu Wartungs- und Einstellarbeiten aufgesteckt werden kann. Am Stecker werden vom Roboter die zu Wartungs- und Einstellarbeiten relevanten Roboterdaten zur Verfügung gestellt und an der aufsteckbaren Displayeinheit angezeigt, was die Handhabung für eine Wartungsperson vereinfachen soll. Visuelle Informationen zu aktuellen Bewegungsabläufen des Roboters, insbesondere für eine sichere Mensch-Roboter-Kooperation, werden mit einer solchen Displayeinheit nicht zur Verfügung gestellt.Next is a robot known ( EP 1 566 246 A1 ), in which a display unit can be attached to a robot component, in particular a robot arm for maintenance and adjustment. The robot provides the robot data relevant to maintenance and setting work on the plug and displays it on the clip-on display unit, which should simplify handling for a maintenance person. Visual information on current movements of the robot, in particular for a secure human-robot cooperation, are not provided with such a display unit.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Visualisierung der Bewegung eines Roboters, bevorzugt eines Industrieroboters für zum Beispiel eine Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) mit einem Werker in einem gemeinsamen Arbeitsraum, so auszubilden, dass Sicherheitsrisiken minimiert und beherrschbar werden.The object of the invention is to design a method and a device for visualizing the movement of a robot, preferably an industrial robot for example, a human-robot cooperation (MRC) with a worker in a common work space so that safety risks are minimized and manageable ,

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Visualisierung der Bewegung eines Roboters, zum Beispiel für eine Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) oder ganz generell für Roboter, mit einer optischen Anzeigeeinrichtung, die bei einer bevorstehenden und/oder während einer Roboterbewegung angesteuert und aktiviert wird. Erfindungsgemäß soll nicht (nur) eine bekannte, zentrale optische Anzeigeeinrichtung bei einer bevorstehenden und/oder während einer Roboterbewegung angesteuert und aktiviert werden, sondern die Anzeigeeinrichtung soll unmittelbar am Roboter angebracht sein und aus wenigstens einem optischen Anzeigeelement gebildet sein, das direkt an wenigstens einem bzw. den gesteuert bewegbaren Robotergliedern und/oder an wenigstens einem bzw. den bewegungsübertragenden Robotergliedern und/oder an wenigstens einem am Roboter angebrachten Werkzeug angeordnet ist bzw. sind. Das wenigstens eine Anzeigeelement, bevorzugt mehrere Anzeigeelemente, wird bei einer bevorstehenden und/oder während einer Bewegung des jeweils zugeordneten Robotergliedes und/oder des jeweils zugeordneten Werkzeugs entsprechend der jeweiligen Bewegungsrichtung zur Visualisierung dieser Bewegungsrichtung angesteuert und aktiviert. Als bewegbare Roboterglieder werden hier insbesondere Roboterarme und gegebenenfalls eine Fahreinheit verstanden. Unter bewegungsübertragenden Robotergliedern werden insbesondere Gelenke wie Schwenkgelenke, Drehgelenke, Kugelgelenke, etc. verstanden. Weiter können am Roboter üblicherweise am Ende des letzten Roboterarms, unterschiedliche Werkzeuge, wie Greifer, Schweißdüsen, etc. mit zugeordneten Bewegungsabläufen angebracht sein.The invention relates to a method for visualizing the movement of a robot, for example for a human-robot cooperation (MRC) or more generally for robots, with an optical display device which is activated and activated during an imminent and / or during a robot movement. According to the invention, not (only) one known, central optical display device is to be activated and activated during an upcoming and / or during a robot movement, but the display device should be attached directly to the robot and be formed from at least one optical display element which is directly connected to at least one or more is arranged on the controlled movable robot members and / or on at least one or the movement-transmitting robot members and / or on at least one tool attached to the robot or are. The at least one display element, preferably a plurality of display elements, is activated and activated during an imminent and / or during a movement of the respective associated robot member and / or the respective associated tool in accordance with the respective movement direction for visualizing this movement direction. As a movable robot members are understood in particular robot arms and optionally a driving unit. Under motion-transmitting robot members are understood in particular joints such as pivot joints, swivel joints, ball joints, etc. Furthermore, different tools, such as grippers, welding nozzles, etc. with associated movement sequences can usually be attached to the robot at the end of the last robot arm.

Das wenigstens eine Anzeigeelement bzw. zumindest ein Teil der optischen Anzeigeelemente kann auch zur Visualisierung einer Verfahrenspause des Roboters mit entsprechend zugeordneten Lichtsignalen angesteuert werden.The at least one display element or at least a part of the optical display elements can also be controlled to visualize a process break of the robot with correspondingly assigned light signals.

Durch die erfindungsgemäßen Anzeigeelemente in Verbindung mit ihrer, die Bewegungsrichtung verdeutlichenden Anordnung am Roboter und ihrer bewegungsspezifischen Ansteuerung werden, zum Beispiel an eine. Person in Roboternähe, visuelle Informationen übermittelt, die bevorstehende und/oder laufende Bewegungen und Bewegungsrichtungen des Roboters und seiner Bauteile erkennbar werden lassen. Bei einem zu diesen Informationen entsprechend unterwiesenen Personal ist insbesondere eine Mensch-Roboter-Kooperation, gegebenenfalls situationsbedingt mit zu definierenden Einschränkungen, möglich, mit der mit beherrschbarer Sicherheit für kooperierende Personen auch Aufgaben lösbar sind, die weder von einer Person noch von einem Roboter alleine zufriedenstellend lösbar sind.By the display elements according to the invention in conjunction with their, the direction of movement clarifying arrangement on the robot and their movement-specific control, for example, to one. Person close to the robot, conveys visual information, the upcoming and / or ongoing movements and directions of movement of the robot and its components can be seen. In the case of a staff instructed accordingly to this information, a human-robot cooperation, possibly with situation-specific limitations, is possible with which with controllable security for cooperating persons tasks can be solved that are neither satisfying by one person nor by one robot alone are solvable.

Im weiteren werden besonders vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen und Konkretisierungen der erfindungsgemäßen Lösung beschrieben, wobei hier bezüglich bestimmter Bauteile, wie beispielsweise der Anzeigeelemente oder der Roboterglieder oder der Schwenkgelenke, lediglich aus Übersichtlichkeitsgründen die Mehrzahl verwendet wird. Dort wo dies nicht explizit erforderlich ist, können diese Bauteile aber auch, analog zu der Formulierung in den Ansprüchen, in der Einzahl verwendet werden.In addition, particularly advantageous and expedient developments and concretizations of the solution according to the invention are described, in which case the majority is used here only with regard to certain components, such as the display elements or the robot members or the pivot joints, for reasons of clarity. Where this is not explicitly required, however, these components can also be used in the singular, analogously to the formulation in the claims.

Die optischen Anzeigeelemente sollen am Roboter bzw. seinen Bauteilen so angeordnet werden, dass sie im und aus dem Bewegungs- und Arbeitsraum des Roboters sichtbar sind, zum Beispiel für einen mit dem Roboter kooperierenden Menschen deutlich sichtbar sind. Insbesondere für die Zusammenarbeit mit einem Roboter ist es wesentlich, dass für eine Person im Bewegungs- und Arbeitsraum die Bewegungsabläufe des Roboters deutlich erkennbar sind, um mit diesem effektiv und sicher zusammenarbeiten zu können. Auch für eine Person, die sich dem Bewegungs- und Arbeitsraum des Roboters nähert, ohne mit diesem bereits kollidieren zu können, sollen die optischen Anzeigeelemente gut sichtbar sein.The optical display elements are to be arranged on the robot or its components so that they are visible in and out of the movement and working space of the robot, for example, are clearly visible to a person cooperating with the robot. In particular, for cooperation with a robot, it is essential that for a person in the movement and working space, the movements of the robot are clearly visible in order to work effectively and safely with this. Even for a person who approaches the movement and working space of the robot without being able to collide with it, the visual display elements should be clearly visible.

Konkret können die optischen Anzeigeelemente so an den Robotergliedern und/oder am Werkzeug angeordnet sein, dass sie mit ihren Leuchtflächen in unterschiedliche mögliche Bewegungsrichtungen ausgerichtet sind. Insbesondere soll bei einer möglichen Schwenkbewegung eines Robotergliedes oder -teils wenigstens ein Anzeigeelement mit seiner Leuchtfläche in eine erste Schwenkrichtung und wenigstens ein weiteres zugeordnetes Anzeigeelement in wenigstens eine weitere bzw. in eine andere Schwenkrichtung ausgerichtet sein. Je nach Ansteuerung und je nach gewählten Lichteffekten kann damit einfach auf eine bestimmte Bewegungsrichtung geschlossen werden.Specifically, the optical display elements can be arranged on the robot members and / or on the tool so that they are aligned with their luminous surfaces in different possible directions of movement. In particular, in the case of a possible pivotal movement of a robot member or part, at least one display element should be aligned with its luminous area in a first pivoting direction and at least one further associated display element in at least one further or in another pivoting direction. Depending on the control and depending on the chosen lighting effects, it is easy to deduce a certain direction of movement.

Dazu kann zur Visualisierung einer Bewegung in eine bestimmte Bewegungsrichtung nur eines oder mehrere von in diese Richtung weisenden Anzeigeelementen angesteuert werden, vorzugsweise zur Erzeugung einer definierten, zum Beispiel roten, Warnfarbe. Optional kann auch wenigstens ein in Gegenrichtung zur aktuellen Bewegungsrichtung weisendes Anzeigeelement mit einer sich unterscheidenden Leuchtinformation angesteuert werden, wobei sich dazu besonders eine grüne Farbe eignet, die allgemein als unkritische Freigabefarbe interpretiert wird. Als optische Anzeigeelemente sind bevorzugt LEDs (light emitting diodes) geeignet, die einfach anbringbar sind, eine hohe Leuchtkraft bei geringer Fläche aufweisen, weitgehend unempfindlich gegen mechanische Belastungen sind und zudem verbrauchsgünstig betrieben werden können. Alternativ oder ergänzend können auch LED-Matrizen und/oder EL(Elektrolumineszenz)-Folien und/oder OLED-Displays (organic light emitting diodes) oder ähnliche Leuchtmittel verwendet werden.For this purpose, only one or more of pointing in this direction display elements are controlled to visualize a movement in a particular direction of movement, preferably for generating a defined, for example red, warning color. Optionally, at least one pointing in the opposite direction to the current direction of display element can be controlled with a different luminous information, which is particularly suitable for a green color, which is generally interpreted as uncritical release color. As optical display elements LEDs (light emitting diodes) are preferably suitable, which are easy to attach, have a high luminosity in a small area, are largely insensitive to mechanical loads and also can be operated at low fuel consumption. Alternatively or additionally, it is also possible to use LED matrices and / or EL (electroluminescent) films and / or OLED displays (organic light-emitting diodes) or similar illuminants.

Zur Vermittlung deutlich unterscheidbarer optischer Informationen bezüglich der Roboterbewegungsabläufe wird weiter vorgeschlagen, dass die optischen Anzeigeelemente unterschiedliche Leuchtfarben aufweisen, die zeitlich unterschiedlich angesteuert werden können, insbesondere zur Realisierung eines definierten Farbverlaufs und/oder eines Lauflichtes. Alternativ oder zusätzlich können die optischen Anzeigeelemente auch zeitlich kontinuierlich oder pulsierend oder blinkend oder blitzend angesteuert werden, insbesondere zur Realisierung eines definierten Farbverlaufs und/oder eines Lauflichtes. Bei Matrixansteuerungen, insbesondere mit LED-Matrizen oder OLED-Displays sind vorteilhaft auch Symboldarstellungen wie Pfeile, oder ähnliches, gegebenenfalls auch komplexere Inhalte, Darstellungen, Animationen, Videos oder ähnliches realisierbar. Solche visualisierbaren komplexeren Inhalte können nicht nur Warn- und Sicherheitsanweisungen, zum Beispiel für eine Person, übermitteln, sondern auch in Echtzeit Anweisungen für die aktuelle Zusammenarbeit mit dem Roboter erteilen, die in Verbindung mit den aktuellen Roboterbewegungen auszuführen sind.In order to convey clearly distinguishable optical information relating to the robot movement sequences, it is further proposed that the optical display elements have different luminous colors which can be controlled differently in time, in particular for the realization of a defined color gradient and / or a running light. Alternatively or additionally, the optical display elements can also be controlled continuously or in a pulsating or flashing or flashing manner, in particular for realizing a defined color gradient and / or a running light. In the case of matrix controls, in particular with LED matrices or OLED displays, it is also advantageously possible to realize symbol representations such as arrows or the like, possibly also more complex contents, representations, animations, videos or the like. Such more visualizable, more complex content can not only convey warning and safety instructions, for example to a person, but also provide real-time instructions for the current collaboration with the robot to be performed in conjunction with the current robot movements.

In einer einfachen funktionellen Anordnung und Ansteuerung mit besonders deutlich erkennbarer Visualisierung wird zur Ankündigung einer Schwenkbewegung wenigstens ein optisches Anzeigeelement am zu verschwenkenden Roboterglied, zum Beispiel am Roboterarm und/oder am Robotergelenk, in der Richtung oder auf der Seite, in der die Schwenkbewegung ausgeführt werden soll, so aktiviert, dass es in einer definierten Warnfarbe leuchtet oder blinkt, zum Beispiel rot blinkt. Optional kann vorgesehen sein, dass währenddessen wenigstens ein gegenüberliegendes Anzeigeelement erlischt oder in einer definierten Freigabefarbe leuchtet, zum Beispiel grün leuchtet. Gegebenenfalls kann optional oder zusätzlich an den Schwenkgelenken des zu verschwenkenden Robotergliedes die Ankündigung einer Schwenkbewegung mittels eines definierten Leucht- oder Blinkeffektes, zum Beispiel eines Lauflichteffekts, gegebenenfalls auch mit einem definierten Farbverlauf unterschiedlicher Farben, angezeigt werden.In a simple functional arrangement and control with particularly clear visualization is to announce a pivoting movement at least one optical display element on the robot member to be pivoted, for example on the robot arm and / or robot joint, in the direction or on the side in which the pivoting movement are performed should be activated so that it lights up or flashes in a defined warning color, for example, flashes red. Optionally, it can be provided that at least one opposite display element extinguishes or illuminates in a defined release color, for example, green lights up. Optionally, optionally or additionally to the pivot joints of the robot member to be pivoted, the announcement of a pivoting movement by means of a defined lighting or blinking effect, for example a running light effect, possibly also with a defined color gradient of different colors.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der zur Steigerung der Aufmerksamkeit die Leucht- oder Blinkintensität des die Warnfarbe emittierenden optischen Anzeigeelementes mit Beginn und während der Schwenkbewegung in einem definierten Maße erhöht wird. Dies kann zum Beispiel dergestalt erfolgen, dass die Warnfarbenanzeige von einem im Wesentlichen dauerhaft leuchtenden Zustand in einen blinkenden Zustand übergeht oder von einem blinkenden Zustand in einen pulsierenden oder blitzenden Zustand mit gegenüber dem Blinken erhöhter Blinkfrequenz übergeht. Ebenfalls kann an den Schwenkgelenken der dortige Leucht- oder Blinkeffekt dann zum Beispiel in einen blinkenden Zustand (ausgehend von einem im Wesentlichen dauerhaften Leuchten) oder in einen pulsierenden oder blitzenden Zustand mit erhöhter Blinkfrequenz übergehen, zum Beispiel ein Lauflicht in ein blinkendes Lauflicht übergehen.Particularly preferred is an embodiment in which the luminous or flashing intensity of the warning color emitting optical display element is increased to increase the attention to a certain extent at the beginning and during the pivoting movement. This can be done, for example, such that the warning color indicator changes from a substantially permanently lit state to a flashing state or changes from a flashing state to a pulsating or flashing state with respect to the flashing increased flashing frequency. Likewise, at the swivel joints, the lighting or blinking effect there can then, for example, be converted into a flashing state (starting from a substantially permanent light) or into a pulsating or flashing state with an increased flashing frequency, for example, a running light can be converted into a flashing running light.

In einer ergänzenden Weiterbildung können definierte unterschiedliche Arbeitsbedingungen des Roboters, insbesondere Fehler und/oder erzwungene Langsambewegungen aufgrund erkannter Nähe zu Hindernissen, beispielsweise zu Personen, und/oder Not-Aus-Zustände, mittels unterschiedlicher Lichtinformationen durch zumindest einen Teil der optischen Anzeigeelemente dargestellt werden. Solche besondere Arbeitsbedingungen werden beispielsweise durch Sensoren erfasst und als Informationssignale der Robotersteuerung zugeführt, welche wiederum unmittelbar oder mittelbar die optischen Anzeigeelemente zur Abgabe einer zugeordneten visuellen Information ansteuern kann.In a supplementary development, defined different working conditions of the robot, in particular errors and / or forced slow movements due to detected proximity to obstacles, for example to persons, and / or emergency stop states, can be represented by means of different light information through at least a part of the optical display elements. Such special working conditions are detected, for example, by sensors and supplied as information signals of the robot controller, which in turn can directly or indirectly control the optical display elements for the delivery of an associated visual information.

Die Steuerungsinformationen für die Ansteuerung der optischen Anzeigeelemente zur Ankündigung und/oder für eine Roboterbewegung können einfach über eine Kopplung mit der Robotersteuerung zur Verfügung gestellt werden. Aus den Daten zur Robotersteuerung kann in einer separaten oder in einer in die Robotersteuerung integrierten Rechnereinheit berechnet werden, welche einzelnen in optischen Anzeigeelementen in welcher Weise entsprechend den vorstehenden Vorgaben anzusteuern sind.The control information for the control of the visual display elements for announcement and / or for a robot movement can be provided simply via a coupling with the robot controller. From the data for the robot controller, it is possible to calculate in a separate computer unit or in a computer unit integrated into the robot controller, which individual are to be controlled in optical display elements in which way according to the above specifications.

Anhand einer Figur wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.With reference to a figure, an embodiment of the invention will be explained.

1 zeigt stark schematisiert und lediglich beispielshaft einen Arbeitsraum 1, hier eine Kommissionierstation, in der beispielhaft in einer Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) ein Industrieroboter 2 und ein Werker 3 zur Erledigung von Kommissionieraufgaben zusammenarbeiten sollen. Dazu sind relativ schwere Verbauteile 4 aus einem Vorratsbehälter 5 zu entnehmen und in bestimmter Anzahl und Anordnung mehreren (nicht dargestellten) Verarbeitungsstellen zuzuführen. Diese Aufgabe wird einerseits vom Roboter 2 übernommen, wobei dieser dazu, beispielsweise in Verbindung mit Hilfsarbeiten, wie Entfernung von Verpackungen, Wechseln von Vorratsbehältern 5, etc. vom Werker 3 im gemeinsamen Arbeitsraum 1 unterstützt wird. Aus Sicherheitsgründen und für eine effektive Zusammenarbeit ist es für den Werker 3 wesentlich, die anstehenden oder gerade ausgeführten Bewegungsabläufe des Roboters 2 und aller seiner Bauteile deutlich und eindeutig zu erkennen. 1 shows a highly schematic and only exemplarily a working space 1 here a picking station, in the example in a human-robot cooperation (MRK) an industrial robot 2 and a worker 3 to work together to complete picking tasks. These are relatively heavy verbauteile 4 from a storage container 5 to remove and in a certain number and arrangement to supply multiple (not shown) processing stations. This task is on the one hand by the robot 2 this, for example, in connection with auxiliary work, such as removal of packaging, change of storage containers 5 , etc. from the worker 3 in the common workroom 1 is supported. For security reasons and for effective cooperation, it is for the worker 3 essential, the pending or currently executed movements of the robot 2 and to clearly and unambiguously recognize all of its components.

Der Roboter 2 ist hier beispielhaft mit einer Fahreinheit 6 linear gesteuert auf einem Schienensystem 7 hin und her verfahrbar. Zudem weist der Roboter 2 eine vertikale gesteuert um 360° drehbare (Doppelpfeil 8) Säule 9 auf, an deren oberem Ende ein erster Roboterarm 10 mit einem Schwenkgelenk 11 angeschlossen ist (Schwenkbewegungsdoppelfeil 12). Am ersten Roboterarm 10 ist über ein weiteres Schwenkgelenk 13 ein zweiter Roboterarm 14 angeschlossen (Schwenkbewegungsdoppelpfeil 15), an dem endseitig als Werkzeug ein gesteuert beweglicher Greifer 16 angebracht ist.The robot 2 Here is an example with a driving unit 6 linearly controlled on a rail system 7 movable back and forth. In addition, the robot points 2 a vertical controlled by 360 ° rotatable (double arrow 8th ) Pillar 9 on, at the upper end of a first robot arm 10 with a swivel joint 11 is connected (pivoting double arrow 12 ). At the first robot arm 10 is about another swivel joint 13 a second robot arm 14 connected (swivel motion double arrow 15 ), at the end as a tool a controlled movable gripper 16 is appropriate.

Zur Visualisierung der Bewegungsabläufe des Roboters 2 für den Werker 3 sind direkt am Roboter 2 bzw. dessen Bauteilen optische Anzeigeelemente angeordnet, die je nach anstehender oder laufender Bewegung unterschiedlich ansteuerbar sind:
In 1 ist der Zustand beispielhaft gezeigt, bei dem der Roboter 2 bzw. die Fahreinheit 6 gerade nach links zum Vorratsbehälter 5 hinfährt (Bewegungspfeil 24). Dabei ist ein mit (beispielsweise roter) Warnfarbe pulsierend leuchtendes Anzeigeelement 17 in Fahrtrichtung angeordnet. Ein in Gegenrichtung angeordnetes Anzeigeelement 18 ist dagegen so angesteuert, dass es kontinuierlich mit einer definierten unterschiedlichen Farbe, zum Beispiel grün, leuchtet und damit dem Werker 3 eine für ihn unkritische Bewegungsseite anzeigt.To visualize the movements of the robot 2 for the worker 3 are right on the robot 2 or its components arranged optical display elements that are controlled differently depending on the pending or ongoing movement:
In 1 the state is shown by way of example, in which the robot 2 or the driving unit 6 just to the left to the reservoir 5 goes (movement arrow 24 ). In this case, a (for example red) warning color is a pulsating luminous display element 17 arranged in the direction of travel. A display element arranged in the opposite direction 18 On the other hand, it is controlled in such a way that it shines continuously with a defined different color, for example green, and thus with the worker 3 displays a non-critical movement page for him.

Anstehende oder laufende Drehbewegungen der Säule 9 werden hier beispielsweise mit einem Anzeigeelement 19 in Form eines zum Beispiel Lichtlaufbandes am unteren Säulenende signalisiert. Schwenkbewegungen nach oben sowohl des ersten Roboterarms 10 als auch des zweiten Roboterarms 14 werden durch entsprechend ausgerichtete und angesteuerte Anzeigeelemente 20 bzw. 21 (zum Beispiel als LEDs) angezeigt und entsprechende Schwenkbewegungen nach unten durch gegenüberliegende Anzeigeelemente 22, 23 angezeigt.Pending or ongoing rotary movements of the column 9 For example, here are a display element 19 signaled in the form of, for example, a light strip at the lower end of the column. Pivoting movements upwards of both the first robot arm 10 as well as the second robot arm 14 be by appropriately aligned and driven display elements 20 respectively. 21 (For example, as LEDs) displayed and corresponding pivoting movements down through opposing display elements 22 . 23 displayed.

Durch Beobachtung der Anzeigeelemente 17 bis 23 hat somit der Werker 3 schnell und einfach Kenntnis vom aktuellen Bewegungsablauf des Roboters 2. Bei entsprechend differenzierter Ansteuerung der Anzeigeelemente 17 bis 23 kann dem Werker 3 auch eine unmittelbar bevorstehende Bewegung signalisiert werden.By observing the display elements 17 to 23 thus has the worker 3 quick and easy knowledge of the current movement sequence of the robot 2 , With correspondingly differentiated control the display elements 17 to 23 can the worker 3 also be signaled an imminent movement.

Die vorstehend gemachten Ausführungen geltend analog auch für Roboteranwendungen generell, das heißt unabhängig von einer MRK.The statements made above also apply analogously to robot applications in general, that is to say independently of an MRK.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Arbeitsraumworking space
22: Industrieroboterindustrial robots
33: Werkerimprovement
44: Verbauteileshoring components
55: Vorratsbehälterreservoir
66: Fahreinheitdriving unit
77: Schienensystemrail system
88th: Doppelpfeildouble arrow
99: Säulepillar
1010: erster Roboterarmfirst robot arm
1111: Schwenkgelenkpivot
1212: Schwenkbewegungs-DoppelfeilPivotal movement double arrow
1313: Schwenkgelenkpivot
1414: zweiter Roboterarmsecond robot arm
1515: SchwenkbewegungspfeilPivotal movement arrow
1616: Greifergrab
1717: Anzeigeelementdisplay element
1818: Anzeigeelementdisplay element
1919: Anzeigeelement als LichtlaufbandDisplay element as a light strip
2020: Anzeigeelement als LEDDisplay element as LED
2121: Anzeigeelement als LEDDisplay element as LED
2222: Anzeigeelement als LEDDisplay element as LED
2323: Anzeigeelement als LEDDisplay element as LED
2424: Bewegungspfeilmovement arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10110093 A1 [0004]
EP 1566246 A1 [0005]

Claims

A method for visualizing the movement of a robot, comprising an optical display device which is activated and activated during an imminent and / or during a robot movement. characterized in that the display device comprises at least one of the robots ( 2 ) mounted optical display element ( 17 - 23 ) formed directly on at least one controllably movable robot member ( 9 . 10 . 14 ) and / or on at least one motion-transmitting robot member ( 11 . 13 ) and / or on at least one tool attached to the robot ( 16 ) and that during an imminent and / or during a movement of the at least one robot member ( 9 . 10 . 11 . 13 . 14 ) and / or the at least one tool ( 16 ) is controlled and activated according to the respective direction of movement for visualization of this direction of movement.

A method according to claim 1, characterized in that the at least one or at least one of the optical display elements ( 17 - 23 ) also for visualization of a traversing pause of the robot ( 2 ) is driven.

Method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the at least one optical display element ( 17 - 23 ) on the robot ( 2 ) is arranged so that it is in and out of the movement and working space ( 1 ) of the robot ( 2 ) is visible, especially for one with the robot ( 2 ) cooperating people ( 3 ) is visible.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of optical display elements ( 17 - 23 ) and so on the robot members ( 9 . 10 . 11 . 13 . 14 ) and / or on the tool ( 16 ) are arranged so that they are aligned with their luminous surfaces in different possible directions of movement, in particular such that during a pivoting movement of a robot member at least one display element is directed with its luminous surface in a first pivoting direction and at least one display element in at least one further pivoting direction.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the visualization of a movement in a specific direction of movement only the at least one pointing in this direction optical display element ( 17 ) is driven, in particular for generating a warning color, wherein it is preferably provided that at least one pointing in the opposite direction optical display element ( 18 ) is present and is controlled for a different luminous information, in particular for generating a release color.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one optical display element ( 17 - 23 ) is formed by an LED and / or by an LED strip and / or by an LED matrix and / or by an EL foil and / or by an OLED display.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of optical display elements ( 17 - 23 ) are provided, which have different luminous colors and are driven differently in time, in particular for the realization of a defined color gradient and / or a running light, and / or that the optical display elements ( 17 - 23 ) are controlled in time or continuously pulsating or flashing or flashing, in particular for realizing a defined color gradient and / or a running light, wherein it is preferably provided that in a matrix drive, in particular with LED matrices or OLED displays, symbol representations and / or representations and / or animations and / or videos.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the announcement of a pivoting movement at least one optical display element on the robot member to be pivoted in the direction or on the side in which the pivoting movement is to be executed in a defined warning color lights or blinks, preferably provided is that meanwhile at least one opposite display element goes out or lights in a defined release color and / or flashes.

A method according to claim 8, characterized in that on at least one of the pivot joints of the robot member to be pivoted the announcement of a pivoting movement by means of a defined lighting or Blink effect, in particular by means of a running light effect ( 19 ), is shown.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that the luminous or flashing intensity of the warning color emitting optical display element is increased at the beginning and during the pivoting movement to a defined extent, in particular such that the warning color display of a substantially permanently lit state in one flashing state transitions or goes from a flashing state into a pulsating or flashing state with respect to the flashing increased flashing frequency, wherein it is preferably provided that in the case of a swivel joint side lighting or Blink effect this from a substantially permanently lit state in a flashing state or starting from a flashing state in one pulsating or flashing state with increased blinking frequency passes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that defined different working conditions of the robot ( 2 ), in particular errors and / or forced slow movements due to detected proximity to obstacles and / or emergency stop states, by means of different light information by at least one optical display element ( 17 - 23 ) or by at least a part of the optical display elements ( 17 - 23 ) being represented.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control information for the control of the optical display elements ( 17 - 23 ) is provided for announcement and / or for a robot movement via a coupling with the robot controller, wherein a separate or an integrated into the robot controller computer unit from the data for robot control calculates which individual optical display elements ( 17 - 23 ) are to be controlled in which predetermined way.

Device for visualizing the movement of a robot, in particular for carrying out a method according to one of the preceding claims, with an optical display device, which can be activated and activated during an imminent and / or during a robot movement, characterized in that the display device consists of at least one on the robot ( 2 ) mounted optical display element ( 17 - 23 ) formed directly on at least one controllably movable robot member ( 9 . 10 . 14 ) and / or on at least one motion-transmitting robot member ( 11 . 13 ) and / or on at least one tool attached to the robot ( 16 ) and that during an imminent and / or during a movement of the at least one robot member ( 9 . 10 . 11 . 13 . 14 ) and / or the tool ( 16 ) can be controlled and activated according to the respective direction of movement for visualization of this direction of movement.