CN109311164B - 对机器人组的监视 - Google Patents

Abstract

一种根据本发明的系统，包括：‑机器人组，该机器人组具有至少一个机器人(10)；‑用于控制所述机器人组的控制器(30)；‑传感器组(21A，21B，23，24，25)，用于在所述机器人组的至少一部分工作区域中检测障碍物；和‑安全控制器(31)，用于基于在至少一个所检测到的障碍物与机器人组和/或机器人组的处理区域之间的距离和/或该距离的随时间变化来监视机器人组。

Description

对机器人组的监视

技术领域

本发明涉及一种具有机器人组和用于监视机器人组的安全控制器的系统，一种用于控制该系统的方法以及一种用于执行该方法的计算机程序产品。

背景技术

特别是为了保证人身安全，大型机器人通常在带有围栏的工作单元中工作，并在有人进入工作单元的情况下停止运行。这特别是对于灵活的人机协作是不利的。

发明内容

本发明的目的在于改进机器人的运行。

本发明的目的通过一种根据本发明的系统来实现。本发明请求保护一种用于控制本文所述的系统的方法和一种用于执行本文所述方法的计算机程序产品。本发明涉及到有利的扩展方案。

根据本发明的一种实施方式，一系统具有带一个或多个机器人的机器人组，其中，在一种实施方式中，一个机器人或多个机器人中的一个或多个机器人(分别)具有至少4个、特别是至少6个、特别是至少7个关节或者说(运动)轴，特别是通过驱动器、特别是电动马达来促动的轴、特别是转动轴或转动关节。优选地，一个该机器人或多个该机器人中的一个或多个机器人是工业机器人或大型机器人，在一种实施方式中，其具有至少100kg、特别是至少250kg的最大载荷。

根据本发明的一种实施方式，该系统具有一(机器人)控制器，用于控制机器人组、特别是用于设定和/或转换额定运动，和/或控制机器人组的驱动器和/或特别是机器人引导的和/或与周围环境固定的工具、特别是用于接合、加工和/或运输的工具，例如机器人引导的夹持器或还有与周围环境固定的传送带等。该控制器可以特别是用于控制多个机器人中的一个或多个的(单个或中央)控制器，或者也可以是分散控制器，该分散控制器具有多个分控制器、特别是单个控制器，它们分别控制机器人组的机器人或者为此而设计。为了更紧凑地进行说明，在本文中将调节、即基于反馈回来的测量参数对调节参数的设定也统称为控制。

根据本发明的一种实施方式，该系统具有传感器组，该传感器组包括一个或多个特别是非接触式(进行检测的)传感器，其在机器人组的至少一部分工作区域内、特别是在整个工作区域内部检测障碍物或者为此而设计。在本文中，工作区域特别是指一空间、特别是笛卡尔或关节(坐标)空间，机器人组可以特别是最大程度地接近或者越过或者到达该空间。

根据本发明的一种实施方式，该系统具有一安全控制器，基于或者说根据在工作空间中所检测到的一个或多个障碍物与机器人组之间的距离和/或在工作空间中所检测到的一个或多个障碍物与机器人组的处理区域之间的距离，和/或基于或者说根据该距离的随时间变化，该安全控制器监视机器人组或者为此而设计，特别是硬件和/或软件技术地、特别是编程技术地为此而设计。

本发明意义下的距离可以特别是二维或三维空间中的笛卡尔距离，特别是相对于参考系统的二维或三维(相对)位置；障碍物和机器人组之间的距离特别是障碍物(相对于)距机器人组的(特别是离障碍物最近的机器人的)特别是离障碍物最近的和/或特别是在朝向障碍物的方向上可移动的节肢的笛卡尔距离、特别是(相对)位置。由此特别是可以考虑到(最)重大的危险。

在一种实施方式中，安全控制器被集成到用于控制机器人组的(机器人)控制器中。据此，在一种实施方式中可以改善两个控制器之间的通信。在另一种实施方式中，安全控制器和用于控制机器人组的(机器人)控制器均是独立设计的并且在信号或数据技术上相互连接。据此，在一种实施方式中，安全控制器能够可选地与不同的机器人控制器或机器人组一起使用。在一种实施方式中，安全控制器以安全技术方式构成，特别是被冗余地、特别是多样化地构成，特别是与传感器组进行信号或数据连接，其中，在一种扩展方案中，用于控制机器人组的(其余的或机器人)控制器可以以非安全技术方式构成。

在一种实施方式中，机器人组的处理区域可以包括所述系统的一个或多个特别是机器人引导的工具的作用区域或者说工作区域，特别就是所述系统的一个或多个特别是机器人引导的工具的作用范围或者说工作区域，在该作用范围或者说工作区域内，工具在机器人组的运行过程中、特别是在所述系统的或者机器人组的特别是预先设定的或被编程的(工作)处理的执行过程中(能够)施加一物理学作用、特别是机器人引导的激光器的光路、机器人引导的钻头的包络线、机器人引导的粘接头或颜料头的润湿体积等。

在一种实施方式中，传感器组具有一个或多个传感器，特别是一个或多个雷达传感器，用于在机器人组的至少一部分工作区域内检测障碍物，一个或多个所述传感器被设置在机器人组的至少一个机器人的特别是可移动的或固定的基座上、特别是平台或者基础架上。在一种实施方式中，通过固定于(机器人)基座的传感器，传感器可以与基座一起移动，特别是与可移动的基座一起移动或者在安装或重新摆放固定的基座时一起移动。附加地或替代地，在一种实施方式中，可以改进传感器检测到的障碍物与固定于机器人的、特别是固定于基座的参考系或参照系、特别是坐标系之间的距离的确定。附加地或替代地，在一种实施方式中，固定于(机器人)基座的传感器在机器人的(可移动节肢的)运动期间有利地受到保护。

附加地或替代地，在一种实施方式中，传感器组具有一个或多个传感器、特别是一个或多个雷达传感器，用于在机器人组的至少一部分工作区域内检测障碍物，该一个或多个传感器被设置在机器人组的至少一个机器人的一个或多个可移动的节肢上。在一种实施方式中，通过固定于(机器人)节肢的传感器，传感器可以与节肢一起移动并因此使其检测区域随着机器人或机器人位姿被携动引导。据此在一种实施方式中，可以尤其是检测并由此监视机器人的工作区域和/或其处理区域的分别当前的区段或者说机器人(当前或接下来)能到达的区段。

在一种扩展方案中，一个传感器或多个传感器中的一个或多个(分别)被设置在机器人组的至少一个机器人的远端部节肢上、特别是被设置在工具法兰上或者固定于工具法兰上的工具上或者与工具法兰刚性连接的元件上。据此，所述传感器可以有利地检测机器人引导的工具的处理区域，该处理区域此外通常也对应于工作区域的距离基座最远并因此往往是最接近障碍物的当前(可达到的)区段。

附加地或替代地，在一种扩展方案中，一个传感器或多个传感器中的一个或多个(分别)被设置在机器人组的至少一个机器人的可移动中间节肢上，该中间节肢(可移动地)设置在该机器人的远端部节肢和基座之间，特别是设置在可移动地、特别是可转动地安装在基座上的节肢、特别是转盘上，在可移动地、特别是可转动地安装在基座或转盘上的悬臂上，在可移动地、特别是可转动地安装在基座、转盘或悬臂上的和/或可移动地、特别是可转动地安装有远端部节肢的(机器人)臂上，和/或在可移动地、特别是可转动地安装在基座、转盘、悬臂或所述臂上的和/或可移动地、特别是可转动地安装有远端部节肢的单轴或多轴(机器人)手部上。在一种实施方式中，这些传感器可以据此有利地检测重要的区域、特别是机器人引导的工具的处理区域，而不会明显影响机器人所引导工具的运动，特别是不会扩大端部节肢的廓线。

附加地或替代地，在一种实施方式中，传感器组具有一个或多个传感器、特别是一个或多个雷达传感器，用于在机器人组的至少一部分工作区域内检测障碍物，该一个或多个传感器与机器人组间隔开地、特别是与周围环境固定地设置。据此在一种扩展方案中，它们特别是可以围绕机器人组(摹拟)形成特别是一虚拟的围栏。在本文中，“与周围环境固定”特别被理解为“与机器人组的运动无关”，特别是指静止地或可移动地设置在机器人组的(惰性)周围环境中。

与周围环境固定和与机器人(基座节肢和/或中间节肢和/或端部节肢)固定的传感器可以有利地共同被配置，以便特别是能够一方面围绕机器人组(摹拟)形成一虚拟的围栏，且附加地能够检测工作区域的当前区段、特别是检测机器人引导工具的处理区域。在一种扩展方案中，这使得能够根据检测到障碍物的传感器关于障碍物做出不同的反应，例如，在穿入虚拟围栏时减速以及在障碍物处在机器人引导工具的处理区域中时停止运行。

与周围环境固定以及与机器人(基座节肢和/或中间节肢和/或端部节肢)固定的雷达传感器有利地不会受到光学周围环境条件，例如阴影、反射、雾、烟等的干扰。附加地或替代地，雷达传感器可以被很好地消毒。附加地或替代地，在一种实施方式中，可以通过雷达传感器基于多普勒效应，即基于与反射反射声波的对象相对于声波探测器的相对速度相应的反射声波的变化，有利地检测障碍物相对于机器人组或其处理区域的距离的随时间变化或者说速度。

在一种扩展方案中，所述雷达传感器或多个雷达传感器中的一个或多个(分别)具有至少一个雷达透镜，用于特别是选择性地修改检测区域。在一种实施方式中，该雷达透镜可以是聚合物雷达透镜，其可以使雷达射束集束和/或实现梁状的或条带状的、特别是环形的检测区域。在一种实施方式中，所述系统具有一个或多个雷达透镜，这些雷达透镜是选择性可安装的，或者被选择性地安装。在一种实施方式中，第一雷达透镜特别能够由与其不同的第二雷达透镜来替代或者是可替代的。附加地或替代地，在一种实施方式中，第一雷达透镜可以选择性地与第二雷达透镜组合使用，或者在没有第二雷达透镜的情况下使用。据此，相应的雷达传感器的检测区域可以分别选择性地被修改，特别是取决于机器人组的配置和/或(工作)过程、特别是所使用的工具等。

在一种实施方式中，所述雷达传感器或者多个雷达传感器中的一个或多个(分别)被设置在机器人组的一机器人的覆盖层、特别是漆层下方。据此在一种实施方式中，它们可以至少基本上不可见地被集成和/或保护在机器人中。

在一种实施方式中，所述系统具有用于检测作用到机器人组上的力的力检测装置，该力检测装置与用于基于所检测到的力来监视机器人组的安全控制器特别是以安全技术方式数据连接或信号连接。为了更紧凑地进行说明，在本文中也将反平行的力对，即(转动)力矩通称为力。因此，单件式的或多件式的力检测装置可以特别是包括一个或多个转矩传感器，特别是就是一个或多个转矩传感器。在一种扩展方案中，力检测装置检测机器人组的一个或多个关节中的、特别是传动机构中的力、特别是力矩。据此在一种实施方式中，安全控制器的反应能够还要更好地区分，并且例如根据基于所检测到的力而检测到的碰撞(才)做出伴随着停止运行的反应。

在一种实施方式中，所述系统特别是硬件技术地和/或软件技术地、特别是编程技术地被设计用于执行在此所描述的方法。

在一种实施方式中，一种用于控制在此所述系统的方法包括以下步骤：

-确定至少一个在机器人组的工作区域中所检测到的障碍物相对于机器人组的、特别是相对于最接近一障碍物、特别是该障碍物的和/或特别是朝障碍物方向可移动的机器人(节肢)的，和/或相对于机器人组的特别是最接近该障碍物的处理区域的特别是最小的距离；和

-如果该距离低于预先设定的最小距离，则触发安全反应。

相应地在一种实施方式中，所述系统、特别是所述安全控制器具有：

-用于确定至少一个在机器人组的工作区域中所检测到的障碍物相对于机器人组的、特别是相对于最接近一障碍物、特别是该障碍物的和/或特别是朝障碍物方向可移动的机器人(节肢)的，和/或相对于机器人组的特别是最接近该障碍物的处理区域的特别是最小的距离的装置；和

-用于在该距离低于预先设定的最小距离的情况下触发安全反应的装置。

在一种实施方式中，所述安全反应包括降低机器人组的速度，特别是使机器人组的取决于速度的制动路径小于相对于工作区域中所检测到的特别是最接近的障碍物的特别是最小的距离。相应地在一种扩展方案中，该方法包括以下步骤：根据或者说基于机器人组的特别是当前的和/或所检测到的速度来确定机器人组的特别是被预测的和/或最大的制动路径；以及降低机器人组的特别是额定速度或指令速度，使得该制动路径小于相对于工作区域中所检测到的特别是最接近的障碍物所确定的距离、特别是最小距离。

附加地或替代地，在一种实施方式中，所述安全反应除了降低速度之外还包括：特别是以降低的速度接近机器人组的特别是预先设定的安全位姿；和/或随后在该安全位姿下使机器人组停止运行。

附加地或替代地，在一种实施方式中，所述安全反应除了降低速度和/或接近安全位姿之外还包括提高机器人组的调节技术上的柔和性和/或改变机器人组的处理，特别是减小处理区域和/或减小特别是机器人引导的工具的功率、例如激光功率或钻孔功率。

在一种实施方式中，所述方法还包括以下步骤：

-如果所述距离低于预先设定的最小距离，则降低机器人组的额定速度；和

-如果机器人组超过额定速度，则使机器人组停止运行，接近机器人组的安全位姿和/或提高机器人组的调节技术上的柔和性；

和/或以下步骤：

-如果该距离低于预先设定的最小距离，则改变机器人组的处理；和

-如果该距离附加地低于另一预先设定的最小距离，则停用该处理。

相应地在一种实施方式中，所述系统、特别是安全控制器具有：

-用于在该距离低于预先设定的最小距离的情况下降低机器人组的额定速度的装置；和

-用于在机器人组超过额定速度的情况下使机器人组停止运行，接近机器人组的安全位姿和/或提高机器人组的调节技术上的柔和性的装置；

和/或

-用于在该距离低于预先设定的最小距离的情况下改变机器人组的处理的装置；和

-用于在该距离附加地低于另一预先设定的最小距离的情况下停用该处理的装置。

特别是可以根据当前的状况实现分级的安全反应，其方式是，特别是首先和/或以非安全技术的方式降低(指令)额定速度或改变处理，并特别是才和/或以安全技术的方式做出相应的反应，特别是停止机器人组运行、接近安全位姿、提高调节技术上的柔和性或者在这些还不够的情况下停用处理。

在一种实施方式中，所述传感器组、特别是一个或多个与周围环境固定的传感器检测完全包围机器人组的一闭合廓线的特别是对于人而言可接近的或者说没有被与周围环境固定的元件占据的部分，该闭合廓线特别是三角形、四角形或多角形、是椭圆形、特别是圆形、特别是向上打开或闭合的锥体、柱体、特别是圆柱体、是三角形、四角形或多角形框架，或者是其它的完全包围机器人组的类似廓线。据此可以围绕机器人组根据障碍物、特别是人的入侵监视一虚拟的(闭合)围栏。

在一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：

-在机器人组的工作区域的多个区段中的其中一个区段中检测(存在)障碍物；和

-根据工作区域的被检测到障碍物的区段，触发特定于区段的安全反应，

特别是包括以下步骤：

-在机器人组的工作区域的第一区段中检测(存在)障碍物；

-在机器人组的工作区域的不同于第一区段的第二区段中检测(存在)障碍物；

-如果在第一区段中检测到(存在至少一个)障碍物，则触发第一安全反应，并且

-附加地或替代地，如果在第二区段中检测到(存在至少一个)障碍物，则触发不同于第一安全反应的第二安全反应。

相应地在一种实施方式中，所述系统、特别是安全控制器具有：

-用于在机器人组的工作区域的多个区段中的其中一个区段中检测(存在)障碍物的装置；和

-用于根据工作区域的被检测到障碍物的区段来触发特定于区段的安全反应的装置，

特别是具有：

-用于在机器人组的工作区域的第一区段中检测(存在)障碍物的装置；

-用于在机器人组的工作区域的不同于第一区段的第二区段中检测(存在)障碍物的装置；

-用于在第一区段中检测到(存在至少一个)障碍物的情况下触发第一安全反应的装置，和

-用于在第二区段中检测到(存在至少一个)障碍物的情况下附加地或替代地触发不同于第一安全反应的第二安全反应的装置。

据此在一种实施方式中，可以根据障碍物做出不同的反应，例如，仅特别是以第一系数降低机器人组的速度，和/或如果(仅)在工作区域的第一区段中检测到障碍物(并因此相对于机器人组或一处理区域具有第一距离)，则改变机器人组的处理；以及以第二系数较强地降低机器人组的速度，或如果在工作区域的第二区段中(也)检测到障碍物(并因此相对于机器人组或一处理区域具有特别是较小的第二距离)，则停止机器人组运行和/或停用处理。

在一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：借助于传感器组的不同的传感器根据机器人组的一位姿，特别是在机器人组的工作区域的至少一个特别是固定于机器人的、特别是固定于(机器人)基座的、固定于(机器人)中间节肢或固定于(机器人)端部节肢的区段中确定障碍物、特别是障碍物距离；特别是包括以下步骤：在机器人组具有第一位姿的情况下，借助于传感器组的一个或多个第一传感器，在机器人组的工作区域的第一区段中确定障碍物、特别是障碍物距离；和在机器人组具有第二位姿的情况下，借助于传感器组的一个或多个第二传感器，在机器人组的工作区域的第二区段中确定障碍物、特别是障碍物距离。

相应地，在一种实施方式中，所述系统、特别是安全控制器具有：用于借助于传感器组的不同传感器根据机器人组的一位姿，特别是在机器人组的工作区域的至少一个特别是固定于机器人的、特别是固定于(机器人)基座的、固定于(机器人)中间节肢或固定于(机器人)端部节肢的区段中确定障碍物、特别是障碍物距离的装置；特别是具有用于在机器人组具有第一位姿的情况下，借助于传感器组的一个或多个第一传感器，在机器人组的工作区域的第一区段中确定障碍物、特别是障碍物距离，以及在机器人组具有第二位姿的情况下，借助于传感器组的一个或多个第二传感器，在机器人组的工作区域的第二区段中确定障碍物、特别是障碍物距离的装置。

在一种实施方式中，特别是可以由此根据机器人组的位姿而定来分别使用、特别是激活传感器组的这种传感器和/或考虑其检测，所述传感器(能够)检测工作区域的当前的或者机器人组(最近)能够到达的并因此固定于机器人(基座或节肢)的或者随机器人组一起移动的区段。

在一种扩展方案中，(分别)借助于传感器组的下述的一个或多个传感器来确定相应的障碍物、特别是障碍物距离，在该一个或多个传感器的检测区域内当前存在机器人组的机器人的预先设定的参考点、特别是TCP或者可移动中间节肢的一个点，和/或参考点向这些传感器移动。由此在一种实施方式中，如果机器人组的机器人的预先设定的参考点、特别是TCP或者中间节肢的一个点当前存在于传感器组的一个或多个第一传感器的检测区域内和/或向该检测区域移动，则借助于传感器组的一个或多个第一传感器来确定障碍物、特别是障碍物距离；以及如果该参考点当前存在于传感器组的不同于第一传感器的一个或多个第二传感器的检测区域内和/或向该检测区域移动，则(附加地或替代的)借助于传感器组的一个或多个该第二传感器来确定障碍物、特别是障碍物距离。

相应地，在一种实施方式中，所述系统、特别是安全控制器具有：用于(分别)借助于传感器组的一个或多个其检测区域内存在机器人组的机器人的预先设定的参考点、特别是TCP或者可移动中间节肢的一个点和/或参考点向所述传感器移动的传感器来确定障碍物、特别是障碍物距离的装置；特别是具有用于在机器人组的机器人的预先设定的参考点、特别是TCP或者中间节肢的一个点当前存在于传感器组的一个或多个第一传感器的检测区域内和/或向所述检测区域移动的情况下借助于传感器组的该一个或多个第一传感器来确定障碍物、特别是障碍物距离，以及在该参考点当前存在于传感器组的不同于第一传感器的一个或多个第二传感器的检测区域内和/或向该检测区域移动的情况下借助于该一个或多个第二传感器来确定障碍物、特别是障碍物距离的装置。

在一种扩展方案中，传感器组的一个或多个传感器根据机器人组的一位姿被激活和/或停用，特别是一个或多个传感器在机器人组的机器人的预先设定的参考点、特别是TCP或者可移动中间节肢的一个点处在所述传感器的(潜在的)检测区域内和/或向所述检测区域移动的情况下被激活，和/或在参考点不再位于该检测区域内的情况下被停用。

相应地，在一种实施方式中，所述系统、特别是安全控制器具有：用于根据机器人组的一位姿来激活和/或停用传感器组的一个或多个传感器，特别是用于使该一个或多个传感器在机器人组的机器人的预先设定的参考点、特别是TCP或者可移动中间节肢的一个点位于其(潜在的)检测区域内和/或向所述检测区域移动的情况下被激活，和/或在参考点不再位于该检测区域内的情况下被停用的装置。

在一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：

-检测作用到机器人组上的力；和

-在至少一个所检测到的力超过预先设定的最大值的情况下触发安全反应，特别是降低机器人组的速度、特别是停止机器人组运行、接近机器人组的安全位姿、提高机器人组的调节技术上的柔和性和/或改变机器人组的处理。

相应地，在一种实施方式中，所述系统、特别是安全控制器具有：

-用于检测作用到机器人组上的力的装置；和

-用于在至少一个所检测到的力超过预先设定的最大值的情况下触发安全反应，特别是降低机器人组的速度、特别是停止机器人组运行、接近机器人组的安全位姿、提高机器人组的调节技术上的柔和性和/或改变机器人组的处理的装置。

在一种实施方式中，特别是可以在所检测到的障碍物的距离低于预先设定的最小值的情况下降低机器人组的速度，并且在由于与障碍物的碰撞所检测到的作用到机器人组上的力超过预先设定的最大值的情况下停止机器人组运行。由此又能够基于当前的状况作出较不同的反应。

本发明意义下的装置可以硬件技术和/或软件技术地构成，特别是具有：优选与存储系统和/或总线系统进行数据连接或信号连接的处理单元、特别是数字处理单元、特别是微处理器单元(CPU)；和/或一个或多个程序或程序模块。为此，可以将CPU设计为：完成指令，该指令被实现为存储在存储系统中的程序；检测来自数据总线的输入信号；和/或将输出信号发送至数据总线上。存储系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质、特别是光学的、磁性的、固态的和/或其他非易失性的介质。程序可以是这样的：其能够体现或者说执行在此所描述的方法，从而使得CPU能够执行该方法的步骤，并由此特别是能够控制机器人组。

在一种实施方式中，所述方法的一个或多个、特别是所有的步骤完全或者或部分地特别是通过控制器或其装置自动地执行。

附图说明

其他的优点和特征由实施例给出。为此部分示意性地：

图1示出了根据本发明一种实施方式的系统，其具有处于第一位姿和雷达传感器的检测区域中的机器人；

图2示出了具有处于第二姿态和其他雷达传感器的检测区域中的机器人的系统；和

图3示出了根据本发明一种实施方式的用于控制所述系统的方法。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一种实施方式的系统，其具有机器人10和用于控制机器人10的机器人控制器30，安全控制器31被集成到该机器人控制器中，该安全控制器用于基于障碍物与机器人10和/或其夹持器15的作用区域之间的距离来监视机器人10，障碍物通过传感器组来检测。

机器人10具有：固定的基座11；为清楚起见而被隐藏的转盘，该转盘被可转动地安装在基座上；可转动地安装在转盘上的摇臂12；可转动地安装在摇臂上的机器人臂13；和可转动地安装在机器人臂上的多轴机器人手14，该机器人手具有工具法兰形式的远端部节肢，在该远端部节肢上紧固有夹持器15。

在基座11上，在其圆周分布地设置有多个固定于基座的雷达传感器，这些雷达传感器中，在图1中示例性地示出了一在所示出的位姿中被激活的第一雷达传感器21A和一(在图2中所示出的位姿中被激活的)第二雷达传感器21B。在机器人臂13上设置有另一雷达传感器23，并在机器人手14上设置有另一雷达传感器24。在一种未示出的变型中，可以附加地或替代地在摇臂12上设置另一雷达传感器。

此外，所述传感器组具有多个与周围环境固定的雷达传感器25，它们完全地检测一围绕机器人10的闭合廓线，如其所画入的部分相互交叉的检测区域125所简示那样。在图1和图2中，还以相应的方式示出了雷达传感器21A的检测区域121A、雷达传感器21B的检测区域121B和雷达传感器23的检测区域123。

这些检测区域根据需要通过雷达透镜26以简示的方式被集束。

机器人10与机器人控制器30信号连接或数据连接，传感器组(的传感器)与安全控制器31信号连接或数据连接，如图1中虚线所简示。另外，安全控制器31与机器人10的关节传动机构中的转矩传感器信号连接或数据连接。

机器人控制器30、特别是其安全控制器31执行下面将参照图3进行说明的方法，用于控制根据本发明一种实施方式的系统。

在步骤S10中，安全控制器31确定机器人10的TCP位于哪里，并借助于TCP当前存在于其检测区域内的雷达传感器来确定在该检测区域内是否存在障碍物。

这在图1、2的综合性描述中纯示例性简示出：在机器人10的图1示出的位姿中，安全控制器考虑到了雷达传感器21A的检测结果；相反在图2示出的位姿中考虑的是雷达传感器21B的检测结果。通过这种方式借助于不同的传感器21A、21B根据机器人10的位姿，在工作空间的关于手14固定的或随其一起移动的区段中确定障碍物。在一种变型中，安全控制器基于在图1中示出的摇臂12姿势而考虑雷达传感器21A的检测结果，并基于在图2中示出的姿势而与之相反考虑雷达传感器21B的检测结果，从而又借助于不同的传感器21A、21B根据机器人10的位姿，在工作空间的关于摇臂12固定的或随其一起移动的区段中确定障碍物。

此外，在机器人10的图1所示的位姿中，安全控制器还附加地考虑到雷达传感器25的检测结果，在图2所示的位姿中还附加地考虑到雷达传感器23的检测结果。

这是纯示例性的，用以说明：在机器人的工作区域的特别是固定于机器人的(见检测区域121A，121B和122的相应部分)区段中或者工作区域的不同的与周围环境固定的区段中，借助于传感器组的不同的传感器(21A，25)和(21B，23)，根据机器人10的位姿(见图1和图2)来确定障碍物。此外，图1纯示例性地示出了与周围环境固定和固定于机器人(设置)的雷达传感器25、21A的协同作用，以及-同样如图2所示的-在工作区域的不同区段中对障碍物的检测。

未被考虑的雷达传感器(例如在图1、2中没有以附图标记示出的其他的固定于基座的雷达传感器)可以取决于位姿地被停用，以降低雷达射束负荷。

在步骤S20中，安全控制器31借助于对应的传感器(在图1的位姿中为21A、25，或者在图2的位姿中为21B、23)来确定处在机器人工作区域内的障碍物的距离。

如果该距离低于预先设定的最小距离(S20：“Y”)，则安全控制器31或者说该方法继续执行步骤S30；否则(S20：“否”)，安全控制器将继续确定根据位姿所要考虑的雷达传感器(步骤S10)并借助于该雷达传感器来确定距离(步骤S20)。

在步骤S30中，安全控制器31降低机器人控制器30所指令的机器人TCP的笛卡尔额定速度。附加地或替代地，在一种变型中，其可以降低机器人引导的激光器(头)的激光功率。

在步骤S40中，安全控制器31检查：被指令的(降低的)额定速度被超过(S40：“Y”)还是没有被超过(S40：“否”)。

如果是该情况(S40：“Y”)，安全控制器将在步骤S50中使机器人10安全地停止运行，和/或在一种变型中停用激光器(头)；否则，安全控制器将返回到步骤S10。

附加地或替代地，安全控制器31可以在步骤S40中检查：所述距离是否低于预先设定的较小的最小距离，和/或借助于转矩传感器所检测到的作用到机器人上的力是否超过预先设定的最大值，并且在该情况下(S40：“Y”)，也在步骤S50中使机器人10安全地停止运行和/或停用激光器(头)。

在一种变型中，如果传感器25在机器人的工作区域的外部第一区段中检测到障碍物，该外部第一区段被检测区域125覆盖(S20：“Y”)，则安全控制器31在步骤S30中降低机器人10的速度；并且如果在步骤S40中确定传感器21A在机器人工作区域的内部第二区段中也检测到障碍物，该内部第二区段被检测区域121A覆盖(S40：“Y”)，则在步骤S50中使机器人停止运行。

尽管在前面的说明中描述了示例性的实施方式，但是应当指出的是，还可能存在有多种变型。此外还应指出的是，这些示例性的实施方式仅仅是举例，其不应以任何方式对保护范围、应用和结构构成限制。确切地说，前面的说明将给予本领域技术人员对至少一种示例性实施方式进行变换的启示，其中，在不脱离由权利要求书和等效特征组合所得出的保护范围的情况下，特别是关于所描述的组件的功能和设置可以进行各种不同的变化。

附图标记列表10机器人(组件)

11基座

12摇臂

13机器人臂

14机器人手

15夹持器

21A，21B固定于基座的雷达传感器23固定于臂的雷达传感器

24固定于手的雷达传感器

25与周围环境固定的雷达传感器26雷达透镜

30机器人控制器

31安全控制器121A，125检测区域。

Claims (19)

1.一种系统，其具有：

-机器人组，所述机器人组具有至少一个机器人(10)；以及

-控制器(30)，用于控制所述机器人组；

-传感器组，用于在所述机器人组的至少一部分工作区域中检测障碍物；以及

-安全控制器(31)，用于基于至少一个所检测到的障碍物与所述机器人组和/或所述机器人组的处理区域之间的距离和/或该距离的随时间变化来监视所述机器人组，其特征在于，所述传感器组具有：

-至少一个雷达传感器，其被设置在所述机器人组的一机器人(10)的基座(11)上；以及

-至少一个雷达传感器(23，24)，其被设置在所述机器人组的一机器人(10)的一可移动节肢(13，24)上，其中，至少一个雷达传感器具有至少一个雷达透镜(26)，用于选择性地修改一检测区域(121A，121B，122，125)，其中，所述检测区域取决于所述机器人组的配置和过程被修改。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器组具有至少一个与所述机器人组间隔开的、与周围环境固定的雷达传感器。

3.根据权利要求中1或2所述的系统，其特征在于，至少一个雷达传感器被设置在所述机器人组的一机器人的覆盖层下方。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，配设有用于检测作用到所述机器人组上的力的力检测装置，所述力检测装置与所述安全控制器信号连接，用以基于所检测到的力来监视所述机器人组。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述可移动节肢(13，24)是远端部节肢或者被设置在该远端部节肢与所述基座之间的中间节肢。

6.一种用于控制根据权利要求1至5中任一项所述的系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-检测处在所述机器人组的至少一部分工作区域中的障碍物(S10)；和

-基于在至少一个所检测到的障碍物与所述机器人组和/或所述机器人组的处理区域之间的距离和/或该距离的随时间变化，监视所述机器人组(S20-S50)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-确定至少一个所检测到的障碍物在所述机器人组的工作区域中的距离(S20)；和

-如果该距离低于预先设定的最小距离，则触发一安全反应(S30，S50)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该安全反应是

-降低所述机器人组的速度，

-接近所述机器人组的安全位姿，

-提高所述机器人组的调节技术上的柔和性，和/或

-改变所述机器人组的处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，降低所述机器人组的速度是使所述机器人组停止运行。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-如果该距离低于预先设定的所述最小距离，则降低所述机器人组的额定速度(S30)；和

-如果所述机器人组超过所述额定速度，则使所述机器人组停止运行(S50)、接近所述机器人组的安全位姿和/或提高所述机器人组的调节技术上的柔和性；

和/或包括以下步骤：

-如果该距离低于预先设定的所述最小距离，则改变所述机器人组的所述处理(S30)；和

-如果该距离附加地低于预先设定的另一最小距离，则停用所述处理(S50)。

11.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述传感器组对围绕所述机器人组的闭合廓线的可接近部分进行完全的检测。

12.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-检测处在所述机器人组的所述工作区域的多个区段中的一个区段内的障碍物(S10)；和

-根据所述工作区域的被检测到障碍物的区段，触发特定于区段的安全反应(S30，S50)。

13.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-借助于所述传感器组的不同传感器，根据所述机器人组的一位姿确定障碍物。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，借助于所述传感器组的不同传感器，根据所述机器人组的一位姿在所述机器人组的所述工作区域的至少一个区段中确定障碍物。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该区段被设置为固定于机器人。

16.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-检测作用到所述机器人组上的力；和

-如果至少一个所检测到的力超过预先设定的最大值，则触发安全反应(S50)。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，该安全反应是

-降低所述机器人组的速度，

-接近所述机器人组的安全位姿，

-提高所述机器人组的调节技术上的柔和性，和/或

-改变所述机器人组的处理。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，降低所述机器人组的速度是使所述机器人组停止运行。

19.一种能由计算机读取的介质，在其上存储具有程序代码的计算机程序产品，所述计算机程序产品用于执行根据前述权利要求6至18中任一项所述的方法。

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