CN105555490B - 工作站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种MRK工作站,其具有可编程工业机器人(4),其中,工作站(1)在工业机器人(4)附近具有工人(5)的手动工位(14)。在MRK工作站(1)中,工业机器人(4)的工作空间和工人(5)的工作空间交叉,其中,在工人(5)与工业机器人(4)之间能够发生物理接触。工作站(1)被划分成多个不同的区域(17,18,19,20),这些区域具有对于工人(5)而言不同程度的、源于所述工业机器人(4)的危险度。工业机器人(4)被设计为适用于人机协作。

Description

工作站
技术领域
本发明涉及一种具有主权利要求前序部分所述特征的、包括工业机器人的工作站。
背景技术
从实践当中已知的具有一个或多个机器人的工作站存在各种设计方案。这些工作站一般被设计为全自动的工作站并配备有用于防止发生安全事故的保护分离装置,这些保护分离装置以机械的方式阻止工人进入或者关闭工业机器人。
此外还致力于实现人与工业机器人、尤其是触觉机器人的合作或协作。这被称为人机协作(MRK)。例如专利文献DE102007063099A1、DE102007014023A1和DE102007028758B4公开了适用于此的触觉性关节臂工业机器人。
另一方面,专利文献DE102007059481A1公开了利用额定值在工业机器人上实行安全监控。专利文献DE102005027522B4公开了一种工业机器人,其具有基于电容性传感装置的并围绕工具或危险区域运动的监控区域。对于工作站的布局,可以根据DIN EN ISO12100进行风险评估。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的工作站和一种改进的工作站布局。
本发明的目的通过独立权利要求中所述的特征来实现。
该工作站被设计用于人机协作(MRK),其中,工业机器人的工作空间和工人的工作空间交叉,并且在工业机器人与工人之间有可能发生物理接触。该工作站基于工业机器人对工人产生危害的不同程度被划分成多个不同的区域。该工业机器人被设计为适用于MRK。
根据本发明的工作站、设备和可视显示器的优点在于:工作站能够在现实中和可视显示器中被划分成多个不同的危险区域,并且能够因此对工业机器人实现清楚、安全的工作站布局和控制或者编程。
特别有利的是,这些不同的区域根据它们的危险程度被不同地标记并由此能够被清楚、明确和快速地区分开来。颜色标记特别适合用于此目的。还要进行适当的颜色分级,这种颜色分级类似于交通信号灯一样从绿向红地标记出危害等级。
这种做法的优点很多。一方面能够快速、清楚地实现MRK可视化和设备可视化。此外,还使得在布局过程中对动态或静态的力分类的应用变得简单。为此尤其有利的是,划分成包括人与机器人发生无痛接触的MRK区域和包括虽非无痛接触、但却是无损伤接触的过程区域。
通过这种区域划分和区域限定,在MRK运行中就可以在这些区域中简单、明确地执行对工业机器人的速度限制。另外的优点在于能够简化风险评估和风险描述。
例如可以印刷形式或作为屏幕显示存在的可视显示器能够在工作站中和设备中容易地实现人机协作。为了能够描述不同表现形式的MRK(例如用于供应商询问、物力资源许可等),需要向规划人员提供辅助手段。MRK应用的应用范围是很广泛的,例如包括无保护栏式装配、人在机器人旁边工作或与机器人一起工作、通过人来引导机器人,等等。这种可视显示器能够为此提供清楚的显示和可视化工具,以便可以评估MRK在工作站和整个设备中的活动潜力。
有鉴于MRK工作站的新颖性和有限的经验积累,本发明使得企业内的新员工能够正确地评估和使用MRK工作站或MRK设备。规划部门的这样的员工和工作站的现场工作人员可以被清楚地告知:在哪些位置上其被允许进入工作站,在此,,可能会发生不会造成伤害的机器人接触;以及哪里是其不允许去的,因为在那里可能发生带来疼痛或者创伤的接触。通过这种根据本发明的区域划分和对区域划分的标记,可以减少利用机械保护分离装置所带来的安全费用和与之相关的障碍。
相对于根据DIN EN ISO 12100通过单纯地确定机器边界所进行的风险评估,本发明提供了一种用于在机器边界内部进行风险评估的更好的划分,在此,尤其是可以对MRK功能实行不同的配置。
对于按照工业机器人的危害潜力所进行的区域划分而言,特别有利的是:工业机器人本身具有MRK适用性,并且特别将工业机器人设计为触觉机器人。替代地,这种MRK适用性也可以通过其他的方式获得,例如:随动引导的监控系统;或者外部光学监控系统;或者其他的非接触式监控系统;在外部安装在工业机器人上或工具上的传感装置,例如具有电容式传感器或类似传感器的传感装置。
适用于MRK的工业机器人、尤其是触觉机器人可以展示出与针对人的危险区域和接近或者说碰撞危险相对应的行为。这尤其是与反应阈值、速度和加速度有关。它的运动范围也可以是受限的。特别是可以由此使得机械式的和可能干扰处理流程的保护措施变成可有可无的或至少可以被减少。
特别敏感的机器人行为可能会导致工业机器人的处理能力受限。通过区域划分和特定于区域的机器人行为,可以在过程中在工作能力与人员保护之间实现和谐和最优化。
触觉机器人具有这样的优点:相对于开头提到的现有技术,不再需要额外的工具来监控所配置的MRK功能。此外,在具有集成传感装置的触觉机器人中可以取消外部监控系统和/或至少减少所述监控系统的使用。具有集成传感装置的触觉机器人不再具有由专利文献DE102005027522B4所设定的对各种用途或者说过程以及用于产生安全范围的特殊技术方案的设定的依赖性。安全范围也不必再作为用于安全监控的录入信息输入到该安全监控的MRK区域中。
本发明还涉及一种用于MRK工作站的或可视显示器的布置方案、尤其是一种布局,其以印刷的形式或作为屏幕显示用于这种具有可编程工业机器人的工作站,在此,该工作站在工业机器人附近具有工人的手动工位。
在从属权利要求中给出了根据本发明的其他优选的设计方案。
附图说明
在附图中示例性和示意性地示出了本发明。其中:
图1示出了工作站,其包括工业机器人、工人和各种带有不同区域标记的危险区域;
图2示出了如图1所示工作站的可视显示器;和
图3示出了处于伸展姿态中的触觉工业机器人。
具体实施方式
本发明涉及一种工作站(1)、一种设备(2)和该工作站(1)的一种可视显示器(3)及其布置方案。
图1示出了工作站(1),其可以被构造为单独的站,或者被构造为设备(2)、尤其是制造设备的组成部分。在设备(2)的内部也可以多重地存在工作站(1),其中,在这里实施相同或不同的过程。图2示出了该工作站(1)的可视显示器(3)。
在工作站(1)的内部可以实施一个或多个任意形式的过程。在所示出的实施例中涉及一种装配过程,在此,在工件(8)上装配一个或多个构件(9)、尤其是小部件,或者由这样的构件(9)构成工件(8)。其他尽可能的过程类型包括接合过程、变形过程、涂覆过程、检查过程或类似的过程。
工作站(1)具有可编程的工业机器人(4)和针对工人(5)的手动工位(16),工人位于工业机器人(4)附近。在此,工业机器人(4)的工作空间和工人(5)的工作空间可以交叉。在工作站(1)的内部也可以存在多个工业机器人(4)和/或多个手动工位(16)。
工业机器人(4)承载了用于各种过程的工具(15),这种工具例如被构造为抓取工具。工具(15)可以固定地或可借助于更换联接器自动更换地装配在工业机器人(4)上。此外,工作站(1)还可以具有一个或多个能手动操作的或自动的并可根据需要被驱动的辅助装置(未示出)。
工业机器人(4)被设计为适用于人机协作(MRK)的。优选该工业机器人为具有优选为集成传感装置(14)的多轴触觉工业机器人(4),该工业机器人具有敏感的特性,可以自行探测与人体或其他的阻碍物所发生的物理接触,并可以对此做出反应。该工业机器人在此例如可以保持不动,或者也可以根据需要从接触部位离开、尤其是后退。触觉工业机器人(4)探测作为外部负载出现在非预期的机器人位置上的物理接触。为了针对物理接触做出反应,可以给出不同大小的负载阈值和反应阈值。
工业机器人(4)例如可以根据专利文献DE102007063099A1、DE102007014023A1和/或DE102007028758B4来设计。下面对一种优选的实施方式进行说明。
工作站(1)被划分成多个不同的区域(17,18,19,20),在此,在这些区域(17,18,19,20)中存在有对于工人(5)来说不同程度的、源于工业机器人(4)的危险度。这些不同的区域(17、18、19、29)具有用于区别它们的不同的标记(21,22,23,24)。这些标记(21,22,23,24)能够被工人(5)或规划者以任意方式、优选以光学或者说视觉的方式来检测。这些标记例如被设计为颜色标记。
各个区域(17,18,19,20)的标记(21,22,23,24)标明了对于工人(5)来说该区域的危险程度。这些标记(21,22,23,24)还标明了各自对应区域(17,18,19,20)的空间扩展。因此也标明了这些优选彼此分开的区域(17,18,19,20)的边界,并尤其是使这些边界可视化。
标记(21,22,23,24)、尤其是颜色标记可以被构造为不同的,例如构造为较大的并可能以区域宽度实现的连续标记面,尤其是颜色面。标记(21,22,23,24)也可以被构造为条带形或线形,例如被构造为位于区域边缘上的边缘标记,尤其是被构造为彩色边缘框、标记点线等。在可视显示器(3)中,标记(21,22,23,24)可以表现为彩色背景面或透视颜色框,其中,工作站(1)的设计结构被可识别地保留。
图2示出了前面提到的工作站(1)的可视显示器(3)或者说该工作站的布局。显示器(3)例如被构造为监视器(25)上的屏幕显示。替代地,可视显示器(3)也可以被构造为工作站规划或设备规划在纸或箔片上的压印。此外,本发明的组成部分还包括用于规划或布置工作站(1)的软件工具。可视显示器(3)或由它构成的布局可以作为软件工具的可通过光学和视觉来检测的输出格式。这些标记(21,22,23,24)在图2中通过不同的平面图形或阴影线来表征。
工作装置(1)在该示出的实施例中被划分成四个危险区域(17,18,19,20)。这种区域划分和危险程度划分的数量也可以更少或更多,例如可以为三个或五个。此外,在该工作站(1)中可以存在多个危险程度相同的区域。
在危险区域(17,18,19,20)内部,工业机器人(4)、尤其是触觉机器人可以展现出特别是针对负载阈值和反应阈值、速度和加速度的不同行为。这取决于机器人参考部、尤其是工具中心点(TCP)关于某个区域(17,18,19,20)的当前位置。为此通过(未示出的)机器人控制装置相应地控制操控工业机器人(4)。
一区域(17)例如被构造为自由的并且对于工人(5)不危险的区域。自由区域(17)是工业机器人(4)不能到达的和/或具有保险装置(6)、尤其是保护分离装置。自由区域(17)在图1和图2中存在两处。自由区域(17)例如被标记为绿色的颜色标记(21)。
如果自由区域(17)与工业机器人(4)的工作空间交叉,那么在这里不存在由于人员保护所造成并导致功率降低的对机器人行为的限制。
另一区域(18)被构造为MRK区域,在该区域中,工人(5)的工作空间与工业机器人(4)的工作空间按照规定交叉。在MRK区域内部,工人(5)和工业机器人(4)可以发生物理接触,而不会导致工人(5)受伤。在发生物理接触时,这种物理接触不会引起疼痛或仅引起很轻微的疼痛。MRK区域(18)例如被标记为黄色的颜色标记(22)。
在MRK区域(18)中,工业机器人(4)的速度和加速度以及负载阈值和反应阈值是特别低的,并且允许在接触情况下执行前面提到的机器人行为。此外,工业机器人(4)的工作空间可以通过编程或以机械的方式来限定。
另一区域(19)被构造为过程区域,该过程区域位于工业机器人(4)的工作空间中。工人(5)在不按照规定行动时能够到达过程区域(19)。工人(5)与工业机器人(4)的物理接触可以在不会受伤的情况下进行,在此可能会忍受较大的疼痛。过程区域例如被标记为橙色的颜色标记(23)。
在过程区域(19)中,触觉工业机器人(4)的速度和加速度以及负载阈值和反应阈值可以高于MRK区域(18)。这反过来提高了其工作效率。
另一区域(20)被构造为风险区域,该风险区域位于工业机器人的工作空间中,并且工人(5)在不按照规定行动时能够到达该风险区域。在这里,工业机器人(4)执行自动过程,例如装配过程,并为工件(8)装备构件(9)。
工人(5)和工业机器人(4)可能会在风险区域(20)中发生物理接触,在此会面临受伤的情况。对于工人(5)而言,可能需要或者可以设置附加的保险装置(6)。该附加的保险装置例如可以被构造为光栅或类似的用于探测身体部分进入到风险区域(20)中的探测手段。风险区域(20)例如被标记为红色的颜色标记(24)。
在风险区域(20)中,触觉工业机器人(4)的速度和加速度以及负载阈值和反应阈值可以大于MRK和过程区域(18,19)。其工作能力可以最大化。
在结构性方面,工作站(1)例如具有工作台(7),该工作台包括手动工位(16)和侧向邻接的保护分离装置(6),例如围栏、栅栏或类似装置,以构成自由区域(17)。此外,工作站(1)可以具有外部防护,例如壳体、围栏等,其使自由区域(17)与周围环境分开。替代机械式保护分离装置地,也可以设置其它形式的保险装置(6),例如光栅、地板上的接触垫或其他类似的探测手段。
在工作台(7)上,在边缘侧和手动工位(16)的范围内构造MRK区域(18)。该区域可以是供给区,工人(5)将一个或多个构件(9)输送到该供给区中并提供给工业机器人(4)。工人(5)在这里也可以根据需要执行手动装配工作。
风险区域(20)在背向工人(5)的一侧衔接MRK区域(17),在该风险区域中,工业机器人(4)执行实际过程,例如在工件(8)上或用于该工件的自动构件装配。
MRK区域(18)和风险区域(20)可以侧向地被过程区域(19)包围。工业机器人(4)可以根据需要设置在该过程区域(19)中。此外,在过程区域(19)中可以自动地供给构件(9)。供应装置为清楚起见未示出。
图3示出了在处于伸展姿态且没有工具(15)的情况下,在图1和图2中示意性示出的触觉工业机器人(4)的一种优选的实施方式。
该工业机器人(4)具有多个、优选三个或更多个可运动的且彼此连接的节肢(10,11,12,13)。例如四个节肢(10,11,12,13)优选铰接地并通过转动的机器人轴I-VII彼此连接。在所示出的实施例中,该工业机器人具有一与地面相连的基础节肢(13)和一端部节肢(10)以及两个中间节肢(11,12)。中间节肢(11,12)为多件式的,并被设计为本身可借助轴(III)和(V)扭转的。替代地,中间节肢(11,12)的数量可以更少或更多。在另一种变型中,单个的或所有的中间节肢(11,12)可以被设计为本身抗扭的且没有附加轴的。节肢(10,11,12,13)可以具有笔直的形状或如图3所示弯曲的形状。工业机器人(4)可以如图1和图2所示站立地设置,或者替代地被悬挂地设置。
在所示出的实施例中,工业机器人(4)被设计为关节臂机器人或曲臂机器人,并具有七个被驱动的轴或者说运动轴I-VII。轴I-VII与机器人控制装置相连接,并且可以被控制和根据需要被调节。工业机器人(4)的从动侧端部节肢(10)例如被构造为机器人手,并具有可围绕转动轴转动的从动元件,例如从动法兰,用以安装工具(15)或更换联接器。该转动轴构成最后的机器人轴VII。
机器人轴I-VII分别具有轴承,例如转动轴承或者说关节,并分别具有在这里被配属并集成的、可控、根据需要可调的轴驱动器,例如转动驱动器。此外,机器人轴I-VII可以具有可控的或可切换的制动器和可能冗余的传感装置(14),该传感装置在图3中仅以箭头示出。传感装置(14)可以是集成的,并且例如可以具有位于一个或多个机器人轴I-VII上的一个或多个传感器。这些传感器可以具有相同或不同的功能。这些传感器尤其可以被设计用于检测外部起作用的负载、尤其是力矩。这些传感器还可以探测转动运动并根据需要探测转动位置。在另一种实施方式中,与机器人控制装置相连接的传感装置可以在外部安装在工业机器人(4)上,例如安装在从动元件或工具(15)上。
上述对机器人轴I-VII的力控制或力调节涉及到在端部节肢(10)的从动元件上向外的作用以及在那里起作用的反应力。在机器人内部,在转动的轴上或轴驱动器上进行力矩控制或力矩调节。
工业机器人(4)可以针对MRK适用性具有一个或多个柔性的轴(I-VII)或柔性的(nachgiebige)轴驱动器,该轴或轴驱动器具有柔性调节器。这种柔性调节器可以是纯粹的力调节器或由位置调节器和力调节器组成的组合。这种柔性轴在工作区域中通过对力的限定来避免人员伤亡和与物体发生碰撞,并在意外发生碰撞的情况下根据需要停机或灵活地避让。
另一方面,这种柔性轴可以在不同方面针对工作过程被有利地使用。一方面,工业机器人(4)的灵活避让可以被用于手动教导和编程。此外,通过利用轴(I-VIII)上的机器人传感装置来检测负载,能够有助于对工作位置的查找和发现并使其变得容易。处于节肢(10,11,12,13)的相对姿态上的角度误差也可以被探测出来并以需要的方式进行修正。此外,一个或多个柔性轴对于根据进给来追寻工具(15)是有利的。此外,工业机器人(4)可以根据需要来施加所设定的按压力或拉力。
所示出的工业机器人(4)可以被设计为轻型机器人并由重量轻的材料制成,例如轻金属和塑料。该工业机器人也具有较小的结构尺寸。结构和功能被简化的工具(15)同样具有较小的重量。因此,工业机器人(4)及其工具(15)总体上是重量较轻的,并且可以在没有较大耗费的情况下被运输并从一个使用位置移位到另一个使用位置中。工业机器人(4)和工具(15)的重量可以低于50kg,尤其是在大致30kg。通过可能的手动教导,该工业机器人可以被快速和简单地编程、投入运行并适配不同的过程。
工业机器人(4)是可编程的,其中,机器人控制装置具有运算单元、一个或多个用于数据或程序的存储器以及输入和输出单元。工具(15)可以与机器人控制装置或另一公共控制装置相连接,并例如可以被实现为在机器人控制装置中被控制的轴。机器人控制装置可以存储对过程来说重要的数据(例如传感器数据),并记录下来以用于质量控制和质量安全。
所示出和所描述的实施方式可以通过不同的方式变型。特别是不同实施例的特征可以任意地彼此组合,特别是也可以互换。MRK适用性可以通过另外的方式来产生,例如通过光学监控系统,该光学监控系统探测工人的运动并可能的危险状况,并相应地控制工业机器人(4)。在此情况下,工业机器人(4)不必具有独特的敏感和触觉特征。但是,该工业机器人可以具有上述特定于区域的速度和加速度表现。
附图标记列表
1 工作站,装配站
2 设备
3 可视显示器
4 工业机器人,轻型机器人
5 工人
6 保险装置,保护分离装置
7 工作台
8 工件
9 构件
10 节肢,端部节肢,手
11 节肢,中间节肢
12 节肢,中间节肢
13 节肢,基础节肢
14 传感装置
15 工具,抓取工具
16 手动工位
17 区域,自由区域
18 区域,MRK区域
19 区域,过程区域
20 区域,风险区域
21 自由区域标记,绿色
22 MRK区域标记,黄色
23 过程区域标记,橙色
24 风险区域标记,红色
25 监视器
I-VII 机器人的轴。

Claims (25)

1.一种工作站,具有可编程工业机器人(4),其中,所述工作站(1)在所述工业机器人(4)附近具有工人(5)的手动工位,其中,所述工作站(1)被设计用于人机协作、即MRK,其中,所述工业机器人(4)的工作空间和所述工人(5)的工作空间交叉,并且在所述工业机器人(4)与所述工人(5)之间能够发生物理接触,其中,所述工作站(1)被划分成多个不同的区域(17,18,19,20),这些区域具有不同程度的、源于所述工业机器人(4)的危险度,并且其中,所述工业机器人(4)被设计为适用于MRK,
其特征在于,所述工作站(1)在不同的区域(17,18,19,20)上具有不同的标记(21,22,23,24),其中,用于不同的区域(17,18,19,20)的标记(21,22,23,24)标明了对于所述工人(5)来说该区域的危险度和/或该区域的空间扩展,并且其中,所述工业机器人(4)被设计为触觉工业机器人,所述触觉工业机器人在危险区域内部具有关于负载阈值和反应阈值的不同行为。
2.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,所述不同的标记(21,22,23,24)是颜色标记。
3.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,所述工业机器人(4)具有:多个能运动的彼此连接的节肢(10,11,12,13),和一个或多个力控制或力调节的机器人轴(I-VII),以及配属用于检测起作用的负载的传感装置(14)。
4.根据权利要求3所述的工作站,其特征在于,所述节肢(10,11,12,13)是能转动的彼此连接的。
5.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,所述工业机器人(4)具有至少一个柔性的机器人轴(I-VII),其具有柔性调节器。
6.根据权利要求5所述的工作站,其特征在于,所述柔性调节器是纯粹的力调节器或由位置调节器和力调节器组成的组合。
7.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,所述工作站(1)被构造成装配站。
8.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,所述工业机器人(4)承载工具(15)。
9.根据权利要求8所述的工作站,其特征在于,所述工具(15)是抓取工具。
10.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,一区域被构造为自由的区域并且是对于工人(5)不危险的区域。
11.根据权利要求10所述的工作站,其特征在于,所述自由的区域是所述工业机器人(4)不能到达的和/或具有保险装置(6)。
12.根据权利要求11所述的工作站,其特征在于,所述保险装置(6)是保护分离装置。
13.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,一区域被构造为MRK区域,在该MRK区域中,工人(5)的工作空间和所述工业机器人(4)的工作空间按照规定交叉,其中,工人(5)和工业机器人(4)能够发生物理接触,而不会导致受伤和疼痛。
14.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,一区域被构造为过程区域,该过程区域位于所述工业机器人(4)的工作空间中,并且工人(5)在不按照规定行动时能够到达该过程区域,其中,工人(5)和工业机器人(4)能够发生物理接触,而不会导致受伤。
15.根据权利要求1所述的工作站,其特征在于,一区域被构造为风险区域,该风险区域位于所述工业机器人(4)的工作空间中,并且工人(5)在不按照规定行动时能够到达该风险区域,其中,工人(5)和工业机器人(4)的物理接触会导致受伤,并且附加的保险装置(6)是必不可少的或被配置的。
16.根据权利要求10所述的工作站,其特征在于,所述自由的区域具有绿色的颜色标记(21)。
17.根据权利要求13所述的工作站,其特征在于,所述MRK区域具有黄色的颜色标记(22)。
18.根据权利要求14所述的工作站,其特征在于,所述过程区域具有橙色的颜色标记(23)。
19.根据权利要求15所述的工作站,其特征在于,所述风险区域具有红色的颜色标记(24)。
20.根据前述权利要求中任一项所述的工作站,其特征在于,适用于MRK的工业机器人(4)在危险区域内部具有关于速度和加速度的不同行为。
21.一种具有一个或多个工作站(1)的设备,所述工作站分别具有工业机器人(4),其特征在于,所述一个或多个工作站(1)被根据权利要求1至20中任一项构造。
22.一种用于布置工作站或可视显示器的方法,以印刷的形式或作为屏幕显示用于具有可编程工业机器人(4)的工作站(1),其中,所述工作站(1)在所述工业机器人(4)附近具有工人(5)的手动工位,其中,所述工作站(1)被设计用于人机协作、即MRK,其中,工业机器人(4)的工作空间和工人(5)的工作空间交叉,并且在工业机器人(4)与工人(5)之间能够发生物理接触,其中,所述工作站(1)被划分成多个不同的区域(17,18,19,20),这些区域具有不同程度的、源于所述工业机器人(4)的危险度,并且其中,所述工业机器人(4)被设计为适用于MRK,
其特征在于,所述工作站(1)或所述可视显示器在不同的区域(17,18,19,20)上设有不同的标记(21,22,23,24),其中,用于不同的区域(17,18,19,20)的标记(21,22,23,24)标明了对于所述工人(5)来说该区域的危险度和/或该区域的空间扩展,并且其中,所述工业机器人(4)被设计为触觉工业机器人,所述触觉工业机器人在危险区域内部具有关于负载阈值和反应阈值的不同行为。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述可视显示器用于工作站的布局。
24.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述不同的标记(21,22,23,24)是颜色标记。
25.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,借助于区域划分和区域限定,在所述MRK运行中,在这些区域中执行对所述工业机器人(4)的速度限制。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015002197B4 (de) * 2015-02-20 2024-02-01 Audi Ag Verfahren zum Betrieb eines Roboters und Werkeinrichtung
DE102015114463A1 (de) * 2015-08-31 2017-03-02 Kuka Systems Gmbh Sicherheitseinrichtung und Sicherheitsverfahren
CN108367441A (zh) * 2015-12-01 2018-08-03 川崎重工业株式会社 机器人系统的监视装置
EP3189947A1 (de) * 2016-01-07 2017-07-12 Sick Ag Verfahren zum konfigurieren und zum betreiben einer überwachten automatisierten arbeitszelle und konfigurationsvorrichtung
US10924881B2 (en) * 2016-03-03 2021-02-16 Husqvarna Ab Device for determining construction device and worker position
DE102016206480B4 (de) * 2016-04-18 2019-07-25 Kuka Systems Gmbh Prüfen einer Sicherheitseigenschaft eines Manipulators
DE102016004902A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-26 Kuka Roboter Gmbh Überwachung eines Roboters
CN107378941B (zh) * 2016-05-16 2022-02-18 精工爱普生株式会社 机器人、控制装置以及机器人系统
DE102016007520A1 (de) * 2016-06-20 2017-12-21 Kuka Roboter Gmbh Überwachung einer Roboteranordnung
JP6470235B2 (ja) * 2016-07-27 2019-02-13 ファナック株式会社 安全管理方法および安全管理システム
DE102016216441B3 (de) * 2016-08-31 2018-01-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Mensch-Roboter Kooperation
JP6585574B2 (ja) 2016-09-30 2019-10-02 ファナック株式会社 作業者とロボットとの協働作業を行う生産システム
CN106406312B (zh) * 2016-10-14 2017-12-26 平安科技(深圳)有限公司 导览机器人及其移动区域标定方法
CN108656103B (zh) * 2017-03-28 2020-09-15 达明机器人股份有限公司 机器人工作区域的划设方法
BR112019024221A8 (pt) * 2017-05-16 2023-04-18 Grey Orange Pte Ltd Aparelho, e, método para operar um espaço de trabalho de uma instalação por um conjunto de circuitos
CN107813308A (zh) * 2017-10-20 2018-03-20 高井云 一种机器人的人机协作系统
DE102017010718A1 (de) * 2017-11-17 2019-05-23 Kuka Deutschland Gmbh Verfahren und Mittel zum Betreiben einer Roboteranordnung
CN108032089A (zh) * 2017-12-21 2018-05-15 江苏海德工业机器人有限公司 一种机器人柔性化生产工作站
KR102499576B1 (ko) 2018-01-08 2023-02-15 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그 제어 방법
EP3569366B1 (en) * 2018-05-17 2023-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Robot control method and apparatus
DE102018114156B3 (de) * 2018-06-13 2019-11-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines Roboters, insbesondere eines Industrieroboters, sowie Vorrichtung zur Steuerung des Roboters
CN112384333B (zh) * 2018-07-10 2024-05-24 海拉有限双合股份公司 具有桌下机械手的工作设备
US10875177B2 (en) * 2018-10-02 2020-12-29 Techman Robot Inc. Partitioning method for a work space of a robot
JP6647640B1 (ja) * 2019-04-15 2020-02-14 日本金銭機械株式会社 表示制御システム、表示制御方法、および、プログラム
WO2022009814A1 (ja) * 2020-07-07 2022-01-13 ファナック株式会社 協働ロボットのリスクアセスメントガイダンス装置および方法
DE102021208279B4 (de) 2021-07-30 2023-03-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Integration einer Risikobeurteilung einer Kollision zwischen einem robotischen Gerät und einer menschlichen Bedienperson
DE102021130535B3 (de) 2021-11-22 2023-05-17 Helmut Gutzmann System und Verfahren zur Positionierung einer bewegbaren Manipulatoreinheit
CN116638515A (zh) * 2023-05-31 2023-08-25 重庆日联科技有限公司 一种用于铅房内机器人x光检测系统的防撞保护方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4842475A (en) * 1984-12-27 1989-06-27 Board Of Governors For Higher Education, State Of Rhode Island Computer controlled adaptive compliance assembly workstation
JPH08318919A (ja) * 1995-05-25 1996-12-03 Shibuya Kogyo Co Ltd 搬送物品に対する外表面作業方法及び装置
DE102005027522A1 (de) * 2005-06-15 2006-12-21 Heiligensetzer, Peter, Dr. Auswertverfahren
WO2007085330A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 Abb Ab A method and a system for supervising a work area including an industrial robot
CN101909830A (zh) * 2007-12-28 2010-12-08 库卡罗伯特有限公司 机器人和对这种机器人上的力矩进行监测的方法
CN103170973A (zh) * 2013-03-28 2013-06-26 上海理工大学 基于Kinect摄像机的人机协作装置及方法
DE202012101121U1 (de) * 2012-03-29 2013-07-16 Kuka Systems Gmbh Trenneinrichtung

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10152543A1 (de) * 2001-10-24 2003-05-08 Sick Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer sicherheitsrelevanten Funktion einer Maschine
DE102004043514A1 (de) * 2004-09-08 2006-03-09 Sick Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer sicherheitsrelevanten Funktion einer Maschine
DE102004043515A1 (de) 2004-09-08 2006-03-09 Sick Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts
DE102005003827B4 (de) * 2005-01-26 2007-01-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Interaktion zwischen einem Menschen und einer Robotereinheit an einem Roboterarbeitsplatz
DE102006046759B4 (de) 2006-09-29 2018-05-17 Abb Ag Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb eines Roboters
DE102007006708A1 (de) 2007-02-10 2008-08-14 Abb Research Ltd. Verfahren zur Sicherung eines Handhabungsgeräts
DE102007014023A1 (de) 2007-03-23 2008-09-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Roboter-Manipulatorarm-Gelenkantrieb
DE102007028390A1 (de) 2007-06-15 2008-12-18 Abb Research Ltd. Prozesssteuerung, System und Verfahren zur automatisierten Anpassung von Prozessparametern wenigstens einer Handhabungsvorrichtung
DE102007028758B4 (de) 2007-06-22 2009-04-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Roboter-Manipulator-Gelenkantrieb
DE102007037404B4 (de) 2007-08-06 2009-06-18 Symax Systemtechnik Sondermaschinen Gmbh Verfahren zum maschinellen Verarbeiten und/oder Transfer von Bauteilen
DE102007059481A1 (de) 2007-12-11 2009-06-18 Kuka Roboter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bereichsüberwachung eines Manipulators
JP4648486B2 (ja) * 2009-01-26 2011-03-09 ファナック株式会社 人間とロボットとの協調動作領域を有する生産システム
DE102010007025A1 (de) * 2010-02-05 2011-08-11 KUKA Laboratories GmbH, 86165 Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Manipulatorraumes
JP4938118B2 (ja) 2010-08-17 2012-05-23 ファナック株式会社 人間協調ロボットシステム
US9043025B2 (en) * 2012-08-31 2015-05-26 Rethink Robotics, Inc. Systems and methods for safe robot operation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4842475A (en) * 1984-12-27 1989-06-27 Board Of Governors For Higher Education, State Of Rhode Island Computer controlled adaptive compliance assembly workstation
JPH08318919A (ja) * 1995-05-25 1996-12-03 Shibuya Kogyo Co Ltd 搬送物品に対する外表面作業方法及び装置
DE102005027522A1 (de) * 2005-06-15 2006-12-21 Heiligensetzer, Peter, Dr. Auswertverfahren
WO2007085330A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 Abb Ab A method and a system for supervising a work area including an industrial robot
CN101909830A (zh) * 2007-12-28 2010-12-08 库卡罗伯特有限公司 机器人和对这种机器人上的力矩进行监测的方法
DE202012101121U1 (de) * 2012-03-29 2013-07-16 Kuka Systems Gmbh Trenneinrichtung
CN103170973A (zh) * 2013-03-28 2013-06-26 上海理工大学 基于Kinect摄像机的人机协作装置及方法

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Publication number Publication date
EP3046735A1 (de) 2016-07-27
US9981394B2 (en) 2018-05-29
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Marvel et al. Test methods for the evaluation of manufacturing mobile manipulator safety

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