CN116133808A - 用于操作机器人系统的层模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于接入到操作机器人系统中的层模块，具有机器人侧接口岸、操作侧接口岸和第三接口岸，其中机器人侧接口岸具有用于位置居中地固定在操作机器人系统的工业机器人上或机器人适配件上的几何连接轮廓以及用于容纳设置在层模块中的电气功能组件与工业机器人的固定布线的线缆引入部，其中操作侧接口岸具有用于借助卡合连接与操作工具或与连接在操作工具前面的层模块元件进行位置居中的可拆卸的接合的几何连接轮廓，以及电气的能量触点、信号触点和数据触点的组，并且涉及一种具有这种层模块和具有至少一个臂的工业机器人的操作机器人系统。借助本发明开发了一种层模块，其使工业机器人能结合不同的操作工具使用并用于变换的操作任务。

Description

用于操作机器人系统的层模块

技术领域

本发明涉及一种用于接入到操作机器人系统中的层模块，该层模块具有机器人侧接口岸、操作侧接口岸和第三接口岸，其中，机器人侧接口岸具有用于位置居中地固定在操作机器人系统的工业机器人上或机器人适配件上的几何连接轮廓以及用于容纳设置在层模块中的电气功能组件与工业机器人的固定布线的线缆引入部，其中，操作侧接口岸具有用于借助卡合连接与操作工具或与连接在操作工具前面的层模块元件进行位置居中的可拆卸的接合的几何连接轮廓，以及电气的能量触点、信号触点和数据触点的组，并且涉及一种具有这种层模块和具有至少一个臂的工业机器人的操作机器人系统。

背景技术

由DE 10 2018 008 648 Al已知一种通信模块结构形式的层模块，该层模块将外部数据转发给设置在抓取单元的壳体中的电子装置。

发明内容

本发明基于如下问题，即，开发一种层模块，该层模块使得工业机器人能够结合不同的操作工具使用并且用于变换的操作任务。

这个提出的问题通过独立权利要求的特征解决。为此，电气功能组件在操作侧与电气的能量触点、信号触点和数据触点电连接。电气功能组件包括至少一个储能器和第三接口岸。第三接口岸是用于暂时控制可经由操作侧接口岸传输的信号和/或数据的操作人员接口的一部分，其中第三接口岸具有至少一个能手动操纵的开关组或者能手动接合和分离的插接连接的岸。

在操作机器人系统中，层模块固定在工业机器人的臂上或固定在工业机器人的臂上的机器人适配件上，并且与工业机器人固定布线地电连接。在层模块上借助可拆卸的卡合连接固定层模块元件及固定在其上的操作工具，或者借助可拆卸的卡合连接将操作工具固定在层模块上。

层模块作为固定部件固定在工业机器人的臂上。层模块与工业机器人以固定布线的方式电连接。操作工具的能量方面的、信号方面的和数据方面的操控通过布置在层模块中的电气功能组件来进行。从层模块出发，设置有线路连接的至抓取单元的传输装置。为了使操作机器人系统无问题地匹配于新的加工任务，操作侧接口岸被构造用于快速更换。操作侧接口为此机械地构成为可拆卸的卡合连接。电连接例如借助一个接口岸上的固定触点与另一接口岸上的弹簧式接触销实现。在更换连接到层模块上的操作工具或工件时，可以工具专用地和工件专用地进行层模块中的编程。这可以在前一个工序的主时间期间就已经进行。

附图说明

本发明的其它细节由从属权利要求和下面对示意性示出的实施方式的说明得出。

图1：具有机器人侧接口岸的层模块；

图2：具有操作侧接口岸的层模块；

图3：层模块的基体；

图4：嵌入件；

图5：层模块的截面；

图6：图5的横截面；

图7：层模块元件；

图8：电气功能组件的第一变型的框图；

图9：电气功能组件的第二变型的框图；

图10：图9中具有扩展的功能范围的变型的框图；

图11：图10中具有学习模块的变型的框图；

图12：图10中具有安全模块的变型的框图；

图13：操作机器人系统。

具体实施方式

图1-图6示出了层模块10和它的一些零件。层模块10用在操作机器人系统1中，参见图13。单个的操作机器人系统1包括工业机器人2和连接在工业机器人2上的操作工具4，所述工业机器人例如构造为垂直关节臂机器人结构形式的6轴机器人。可设想工业机器人2的其他结构，例如门架机器人、立柱机器人、极坐标机器人、SCARA机器人等的结构形式。

层模块10在机器人2的臂3上被插入在机器人2的关节与例如至少一个操作工具4之间。操作工具4例如为一个抓取单元4。抓取单元4例如可以设计成具有刚性工作构件5，具有柔性工作构件，具有磁性工作构件等。它可以是电动、气动或液压致动的。具有刚性的工作构件5的抓取单元4例如是具有可线性调节的抓取钳颊5的平行抓具、具有可枢转的抓取钳颊5的抓取单元、夹钳抓具等。作为具有柔性工作构件的抓取单元例如可以使用真空抓具、波纹管抓具等。在所有抓取单元4中，用于驱动的介质供应从工业机器人2出发通过层模块10至抓取单元4地进行。

在操作机器人系统1运行时，借助机器人轴将操作工具4定位在接纳位置和存放位置上。然后借助操作工具4实现工件的抓取和松开。例如抓取钳颊5相对于工件的移动在此工件专用地进行。

层模块10构造成柱盘状。它具有机器人侧的接口岸11和操作侧的接口岸31。机器人侧的接口岸11和操作侧的接口岸31形成层模块10的彼此背离的端侧12；32。在该实施例中，层模块10的直径为75毫米并且其高度为24毫米。

图1示出了具有机器人侧的接口岸11的层模块10的等距视图。层模块10利用该机器人侧的接口岸可例如直接固定在机器人上。但是也可以考虑，在层模块10和机器人臂之间设置机器人适配件，例如适配板。为了位置居中地固定在机器人的臂上或机器人适配件上，机器人侧的接口岸11具有几何的连接轮廓13。在本实施例中，该连接轮廓包括定心环14和至少一个偏心设置的定心销容纳部15。也可以考虑，例如使用单个的、例如矩形构造的定心销容纳部，用于所述层模块10在机器人侧的接口岸11上的位置确定和防转。此外，在该实施例中，几何的连接轮廓13包括一个钻孔图16，该钻孔图例如具有四个布置在共同的分度圆上的通孔17。这些通孔17可以构造为沉头孔。在这些通孔17中，例如，插入用于将层模块10固定于机器人适配件或直接固定于机器人臂上的紧固螺栓。也可以设想将层模块10固定在机器人适配件或机器人臂上的其它设计方案。

例如在中间，机器人侧的接口岸11在图1、图5和图6的图示中具有可取下的封闭盖18。在这些图示中，封闭盖18封闭端侧的线缆引入部19。穿过例如形成能量导线引入部、信号导线引入部和数据导线引入部19的该线缆引入部19例如能够将线缆束6从工业机器人2引导到层模块10。借助于该线缆束将层模块10相对于机器人臂固定接线。另一线缆引入部21设置在层模块10的周面51上。例如形成为能量导线引入部、信号导线引入部和数据导线引入部21的该另外的线缆引入部21也可以构造为能够封闭的。替代首先提到的线缆引入部19，该另外的线缆引入部21可以用于将电连接6从工业机器人引导到层模块10的内部空间52中。在这种情况下，周面51形成层模块10的机器人侧的接口岸21的一部分。也可以考虑，仅引导在工业机器人2与层模块10的电气功能组件100之间的能量导线穿过线缆通道19；21。那么可以例如无线地进行信号交换和/或数据交换。

所示的层模块10此外具有两个分别带有两个介质接口53、54的组。这些介质接口53、54延续到介质线路55、56中，所述介质线路平行于层模块10的纵轴线65穿过层模块10。两组介质线路55、56具有不同的直径。在该实施例中，较窄介质线路55的直径是另外的介质线路56的直径的60％。介质线路55、56中的每个附加地具有径向定向的接口57，其通入到周面51中。

此外，在周面51上布置有开关92。该开关被构造为可手动操作的按键。该开关92是层模块10的操作界面91的一部分。

图2示出了具有操作侧接口岸31的层模块10的等距视图。在该操作侧的接口岸31上能够可拆卸地固定层模块元件200，参见图7，或者操作工具4。操作侧的接口岸31在该实施例中具有两个偏心设置的导向元件容纳部33、34作为几何连接轮廓83的部分。这些导向元件容纳部33、34例如具有不同的深度。它们平行于纵轴线65定向。导向元件容纳部33、34具有不同的横截面。在图2和图5的图示中，在左侧示出的导向元件容纳部33具有比在右侧示出的导向元件容纳部34更大的横截面。

在本实施例中，层模块10在操作侧接口岸31处壳形地构造。层模块具有高度恒定的、自由的、环绕的边缘35。边缘35的内壁36形成径向定心环36。边缘35的端面37例如位于相对于纵轴线65的法平面中。两个相对的边缘区段形成为包围边缘38。在该实施例中，包围边缘38分别覆盖36度的扇形。这些包围边缘38向内定向。在横截面中，包围边缘38楔形地构造。在本实施例中，其上侧39和其下侧41围成5度的角度。该角度的顶点垂线沿纵轴线65的方向定向。

相对于纵轴线65偏移地在操作侧的接口岸31处布置有一组电触点42。在该实施例中，电触点组42包括具有端侧接触面43的十个触点。这些是电能量触点44、信号触点45和数据触点46。这些触点44-46例如布置成两排。在图2的图示中，接触面43位于一个共同的、相对于层模块10的壳体61固定的、垂直于纵轴线65的平面中。代替刚性地，电触点44-46能够单独地或成组地弹簧加载地构成。

介质线路55、56在操作侧的接口岸31处分别具有密封元件58，例如O形环。

层模块10的壳体61具有基体62，参见图3，和两个插入到该基体中的嵌入件81，参见图4。设置在操作侧的接口岸31上的盖63封闭层模块10的中心区域64。

基体62具有底部66和两个位于外部的壁区域67。在壁区域67之间构造有用于容纳嵌入件81的下沉部68。在本实施例中，两个下沉部68具有相同的大小。除了通孔17之外，每组三个的两组沉头孔69穿过底部66。这些沉头孔69通入到下沉部68的放置面中。在沉头孔69之间引入定心孔71。

两个下沉部68分别覆盖90度的扇形角。下沉部68的限界面72例如相对于纵轴线65径向地定向。

基体62在该实施例中由铝制成。该材料的弹性模量例如为70000牛顿每平方毫米。

在该实施例中，两个嵌入件81彼此相同地构造。它们具有壳区段形状的构形。在上部区域中，包围边缘38形成在嵌入件81上。

嵌入件81例如由钢制成。该材料的弹性模量是210000牛顿每平方毫米。因此，该弹性模量为基体62的弹性模量的三倍。可以如此选择所述材料，使得嵌入件81的弹性模量大于基体62的弹性模量的两倍。也可以考虑，将嵌入件81用作更换件。为此，它们例如可以由塑料制成。

在组装层模块10时，将每个嵌入件81插入到下沉部68中。定心销和插入到沉头孔69中的紧固螺栓82保持并固定嵌入件81。在基体62的中心区域64中装入电气功能组件100。这个中心区域64随后例如借助于盖63封闭。

图5和图6示出了层模块10的彼此正交的截面图。在这些图示中分别在下部示出了机器人侧的接口岸11并在上部示出了操作侧的接口岸31。

两个包围边缘38分别限定一个卡合元件容纳部47。这两个卡合元件容纳部47相互镜像地构造。它们彼此相对。

两个导向元件容纳部33、34分别具有一个进入斜面48和一个圆柱形的容纳区域49。在此，例如直径较小的导向元件容纳部34的圆柱形容纳区域49长于直径较大的导向元件容纳部33的圆柱形容纳区域。

在两个导向元件容纳部33、34之间，在层模块10的内部空间52中布置有电气功能组件100。该电气功能组件例如包括电路板101，在该电路板上布置有至少一个储能器102、无线电模块103和开关元件104。

储能器102例如通过在直流电路中使用的电容器形成。在操作工具加速度较高时，借助于该储能器102可以为操作工具4的驱动马达提供附加的能量。因此，例如可以减少负载峰值对工业机器人2的反作用。

无线电模块103例如具有发送器和接收器。发送器和接收器例如设计用于在2.4千兆赫范围内的频率。在此，在该范围中的相应频率可以与配对站的频率相匹配。施加到无线电模块103上的电压例如为3.1伏至4.2伏。双向无线电模块例如异步串行地构造，例如作为UART、蓝牙、WLAN等。

此外，在电路板101上布置有开关元件104。该开关元件可借助于可由层模块10的周面51操纵的按键92来开关。在该实施例中，按键92与开关元件104一起形成了多功能按键92、104结构形式的开关组92、104。多次操作按键92例如在不同的运行方式之间转换电气功能组件100。

电路板101借助通道式的能量、信号和数据引入部19、21不仅与周面51连接、而且与机器人侧的端侧12连接。

在将电气功能组件100插入到层模块10的内部空间52中之后，例如安装按键92，使得其例如贴靠在开关元件104上。必要时，可以在开关92与开关元件104之间插入中间挺杆。也可以设想层模块10装配的其它顺序。

在安装在工业机器人的臂3上时，层模块10利用机器人侧的接口岸11在工业机器人2的臂3上定心并且借助插入到通孔17中的螺栓固定。例如在侧面或中心从工业机器人的臂中引出的电气线缆6或线缆复合体穿过能量、信号和数据引入部19；21的张力释放件22并且固定在电路板101的连接块105上。也可以考虑，将用于能量、信号和数据传输的线缆6从层模块10引出并且固定在工业机器人2上。也可以考虑使用单独的线缆6或线缆束，其不仅固定在工业机器人2上、而且固定在层模块10中。

固定在工业机器人2上并与其固定接线的层模块10首先具有自由的操作侧接口岸31。该操作侧接口岸31包括几何的连接轮廓83，用于与操作工具4或者与连接在操作工具4之前的层模块元件200位置居中地可拆卸地接合。此外，它包括一组42电能量触点44、信号触点45和数据触点46。此外，在该实施例中，在该操作侧接口岸31处设置气动线路结构形式的介质线路55、56。

在该操作侧接口岸31处，例如连接在图7中示出的层模块元件200，参见图13。层模块元件200具有与层模块10的操作侧接口岸31互补的接口岸侧201。在本实施例中，该接口岸侧具有两个横截面不同的导向元件202、203。两个导向元件202、203彼此间的距离和它们直径的比例相应于导向元件容纳部33、34的相应尺寸。也可以考虑将操作工具4连接到操作侧接口岸31上。

此外，层模块元件200具有两个彼此相对的、可沿径向方向移动的锁定件211、212。在该实施例中，两个锁定件211、212彼此相同地构造。单个锁定件211；212具有中心导向长孔213，用于容纳各一个导向元件202、203的导向凸缘204。导向长孔与相应的导向元件202、203一起限制锁定件211；212在径向方向上的行程。导向长孔213相对于层模块元件200的纵轴线205径向地定向。层模块元件200的这个纵轴线205在层模块元件200已连接时与层模块10的纵轴线65对准。

在其外侧，各个锁定件211；212具有抓握区域214。在图7的图示中，悬臂式钩215布置在抓握区域214的下方并且与之间隔开。在此，抓握区域214超过钩215伸出在径向方向上测得的部件长度的30％。在该实施例中，在钩上侧216和钩下侧217之间的楔角为5度。这也是钩上侧216与相对于纵轴线205的法平面所夹成的角度的大小。在层元件模块200的锁定件211；212与主体206之间分别布置有弹簧元件221。这些弹簧元件使锁定件211、212相对于主体206径向向外地加载。两个锁定件211、212例如由与嵌入件81相同的材料制成。也可以设想锁定件211、212的其它结构。例如，层模块元件200可以形成为具有控制所有锁定件211、212的单个操纵元件。

此外，层模块元件200的接口岸侧201具有一组电接触销，这在此未示出。这些电接触销弹簧加载地从接口岸侧201伸出。接触销组的布置对应于层模块10的操作侧接口岸31的电触点组42的布置。例如，层模块10的每个触点44-46对应于层模块元件200的一个接触销。在层模块元件200与层模块10连接的情况下，接触销以其端面接触层模块侧的触点44-46。触点44-46和接触销也可以具有一个插头或者多个插头和一个插座或者多个插座的结构形式。

层模块元件200可以具有例如连续的气动线路。这些气动线路例如平行于纵轴线205定向。

在将层模块元件200或操作工具4连接到层模块10上时，将锁定件例如手动地或借助于设备反向于弹簧元件221的力加载。锁定件211、212相对于主体206朝着纵轴线205径向地移位，直到钩215的外周小于包围边缘38的内周。层模块元件200被放置到层模块10上。在此，导向元件202、203插入到导向元件容纳部33、34中。由此确定层模块元件200相对于层模块10的位置。当两个耦合配对件10、200在沿纵轴线65、205的方向定向的接合方向231上进一步靠近时，层模块10的径向定心环36包围层元件模块200的环凸缘207。接触销接触层模块10的电触点44-46。在此，接触销的弹簧元件被加载，使得接触销到触点44-46上的压紧力被保证。此外，用于液态和/或气态介质的介质线路可以例如借助彼此插接而相连。

一旦层模块10的边缘35贴靠在层元件模块200上，则例如减轻抓握区域214的负载。锁定件211、212借助于弹簧元件221径向向外移动。钩215从后面卡住包围边缘38。在此，钩215的上侧216沿着包围边缘38的下侧41滑动。通过该弹性的张开，两个耦合配对件10、200形状配合地并且力配合地彼此接合。由此，层模块10与层模块元件200或操作工具4之间的卡合连接是自锁的。

为了解除接合连接，锁定件211、212借助于一个抓握区域214或多个抓握区域214在弹簧元件221加载的情况下径向向内移动。卡合连接被解除。例如，现在可以将层模块元件200逆着接合方向231从层模块10抬起。

层模块10和层模块元件200或操作工具4的两个彼此互补地构成的、可相互耦联的接口岸31、201也可以不同地构成。例如，机械适配几何形状83；202、203、207、211、212，电气接触部位或介质连接的各个部分可以被布置在相应的另一接口岸201；31上。例如，层模块10的电能量触点44、信号触点45和数据触点46于是可以被弹簧加载地构造。

图8示出了层模块10的电气功能组件100的第一变型方案的框图。无线电模块103例如被构造用于与移动终端设备或固定终端设备进行数据交换。通过形成操作人员侧接口岸91的第三接口岸91，例如能够读取操作工具4的信号或数据，或者例如输入用于操作工具4的附加控制数据。储能器102在该实施例中如上所述构成缓冲存储器。

此外，电气功能组件100在该实施例中具有NPN-PNP逻辑转换器106。由此，电气功能组件100可以与工业机器人2的两个目前常见的逻辑系统通信。例如可以借助多功能按键92、104进行切换。该多功能按键92、104例如也用于释放工业机器人2。工业用机器人2例如可以被构造为轻型机器人。

在图9中示出了电气功能组件100的另一种变型方案的框图。该功能组件100包括应用计算机107和数据存储单元108。功能组件100具有供电组109。在该供电组中，例如来自工业机器人2的能量被转换成操作工具4和应用计算机107的连接数据。在操作工具4中所需的电压例如是24伏特的直流电压。用于主动和被动去干扰的去干扰组111连接在供电组109下游。这里未示出的储能器102例如如结合前面的实施例所描述的那样构造。

应用计算机107例如具有三个处理器。在该实施例中，第一处理器具有264兆赫兹的时钟频率，另一个处理器具有1.2千兆赫的时钟频率，而第三处理器具有1.6千兆赫的时钟频率。在此，首先提及的处理器例如用于外部的直接控制。应用计算机107的电路板具有例如30毫米乘30毫米的尺寸。其包括配件在内的高度例如为一毫米。应用计算机107与操作侧触点44-46的组42固定连接。例如，从层模块元件侧的接触销起，操作工具4借助于电导线双向地连接。多个操作工具4可以由一个层模块10控制。在图9的图示中，应用计算机107与两组42电触点相连。在应用计算机107上连接有发光二极管112用于显示运行状态。

连接到应用计算机107的非易失性数据存储单元108是电缓冲的并且具有例如两倍16兆字节的存储器容量。在该实施例中，它具有八个引脚。其尺寸例如为8毫米乘5.3毫米乘2毫米。

此外，在应用计算机107上还连接了数字输入和输出单元113。其在该实施例中与连接线缆6的在能量、数据和信号引入部19；21中引导的数据和信号导线电连接。由此在应用计算机107和工业机器人2的控制器之间存在数字连接。该连接经由层模块10的机器人侧的接口岸11延伸。

在应用计算机107和用户侧的接口岸91之间布置有切换开关114。切换开关114的尺寸例如为9毫米乘9毫米乘1.6毫米。在用户侧接口岸91处例如布置有用于两个插头的插座115。插座115是可手动拆卸的插接连接的岸115。借助于所述插接连接例如能够与应用计算机107在两个方向上以高的数据传输率交换外部数据。作为另外的双向用户接口，可以设置与切换开关114连接的无线电模块。该无线电模块例如如结合第一实施例所描述的那样构造。

在使用图9中示出的电气功能组件100时，将对于定位操作工具4所需的程序和数据输入到工业机器人2的控制器中。对于控制操作工具4的工作构件5的运动所需的数据和程序，经由操作人员侧的接口岸91输送给应用计算机107及其数据存储单元108。这可以有线连接地通过插座115、或无线地通过无线电模块实现。应用计算机107借助数字数据与工业机器人2的控制器通信，例如用于微调定位以抓取工件。操作工具4的工作构件5的控制借助应用计算机107实现。这种控制例如不仅与操作工具4的结构有关地、而且与待抓取的工件的几何形状和结构有关地进行。

如果要抓取另一个工件，则例如可以在应用计算机107上使用另一个抓取轮廓。因此，也可以无问题且无中断地接收批量一的工件。在此，在抓取时仅在改变操作工具4的定位时才匹配工业机器人2的控制。操作工具4的工作构件5的工件专用的控制仅借助于应用计算机107实现。

在使用另一操作工具4时，工具专用的程序通过用户接口被输送给应用计算机107。在这种情况下，在定位操作工具4时也以数字方式通过应用计算机107与工业机器人2的控制器之间的固定布线进行额定-实际-校正。因此，用于控制和调节操作工具的抓取元件的工件和/或工具专用的程序可以很大程度上与工业机器人2的编程无关地被创建和使用。例如可以使用一种操作工具专用的编程语言。

图10示出了在图9中示出的电气功能组件100的扩展的变型方案。应用计算机107、数据存储单元108和切换开关114连同所连接的部件如结合前面的实施例所描述的那样被构造。供电组109被缓冲，使得例如在抓取元件5加速时产生的电流峰值的反作用被降低。附加的无线电模块103连接到切换开关114上。附加的无线电模块双向地例如在2.4千兆赫或5千兆赫的范围内工作。在本实施例中，操作专用的程序也可以安装在外部计算机上。在操作机器人系统1运行期间，在应用计算机107和外部计算机之间例如通过无线电模块103进行通信。在操作机器人系统1的主时间之外，也可以通过在操作人员侧的接口岸91处的插接连接的岸115实现外部计算机和应用计算机107之间的通信。

此外，设置有开关元件104。这例如是开关组92、104的一部分。该开关组可由操作人员借助于开关92操纵。因此，可以在应用计算机107的不同运行模式之间例如手动地切换。应用计算机107与工业机器人2的控制器之间的接口可以如上所述地构造。然而，它也可以被实施为现场总线116。数据接口例如也可以构造为异步串行数据接口，例如RS 485。

在该实施例中，也可以使用应用计算设备107和更高容量数据存储单元108。因此，例如可以在所述应用计算机107中安装操作系统和/或可编程逻辑控制器。操作系统例如是实时操作系统。可编程逻辑控制器的编程例如通过操作人员侧的接口岸91进行。可编程逻辑控制器可以控制多个操作工具4。此外，在应用计算机107和/或数据存储单元108中收集过程数据、事件数据和维护数据。这些数据然后例如可以通过操作人员侧的接口岸91被读取。

在图11中示出了电气功能组件100的另一种变型方案的框图。该电气功能组件100基于图10的变型方案具有附加的学习模块117。在加工期间获得的工具专用的和工件专用的数据被压缩。在此，例如由多个实际数据形成平均值。这可以例如是能量数据、由传感器检测的数据、重复的校正数据等。例如分别为操作工具4和工件的组合进行数据压缩。这些结果流入到由应用计算机107提供的额定数据中。在重复使用由操作工具4和工件构成的组合时，电气的功能组件100由此是自学习的。

图12示出了电气功能组件100的框图，该电气功能组件同样基于图10的变型方案。在图12中示出的变型方案具有附加的安全模块118。该安全模块例如具有两个分别冗余地构造的接口119、121。此外存在与应用计算机107的连接。其中一个接口121与操作工具4的工作构件5的致动器122连接。另一接口119连接在现场总线116上。在出现外部干扰时，例如在保护栅格打开时，借助于上级的控制器和安全模块118将操作工具4的工作机构5切换为无作用力的或力减小的。这例如可以通过减小或切断经由操作侧接口31传输的能量来实现。也可以考虑，通过操作侧的接口31向操作工具4传输用于减小工作构件5的力或切换为无作用力的信号。例如，在工作构件5与接收的负载形状配合的情况下，即使工作构件5无作用力，也可以确保可靠地保持。

也可以考虑，将安全模块118与布置在操作工具4上的传感器连接。所述传感器可以是电感式或电容式接近开关、光栅等。例如在即将发生碰撞时，接近开关被阻尼或光栅被中断。在传感器切换时，在安全模块118中产生报警信号，该报警信号通过操作侧接口岸11传导到工业机器人的控制器。操作工具4现在可以借助于工业机器人2例如从危险区域中移出。

各个实施例的组合也是可设想的。

附图标记说明

1        操作机器人系统

2        工业机器人

3        2的臂

4        操作工具，抓取单元

5        4的工作构件，抓取钳颊

6        线缆，能量、数据和信号导线

10       层模块，耦合配对件

11       机器人侧的接口岸

12       端侧，机器人侧的

13       几何连接轮廓

14       定心环

15       定心销容纳部

16       钻孔图

17       通孔

18       封闭盖

19       线缆引入部，能量、信号和数据引入部，端侧的

21       线缆引入部，能量、信号和数据引入部，周侧的

22       张力释放件

31       操作侧接口岸

32       端侧，操作侧的

33       导向元件容纳部

34       导向元件容纳部

35       边缘

36       35的内壁，径向定心环

37       35的端面

38       包围边缘

39       38的上侧

41       38的下侧

42       电触点组

43       接触面

44       电能量触点

45       信号触点

46       数据触点

47       卡合元件容纳部

48       进入斜面

49       圆柱形的容纳区域

51       周面

52       内部空间

53       介质接口

54       介质接口

55       介质线路

56       介质线路

57       接口

58       密封元件

61       壳体

62       基体

63       盖

64       中心区域

65       纵轴线

66       底部

67       壁区域

68       沉入部

69       沉头孔

71       定心孔

72       限界面

81       嵌入件

82       紧固螺栓

83       31的几何连接轮廓

91       第三接口岸，操作人员侧的接口岸

92       开关，开关组的一部分，多功能按键的一部分

100      电气功能组件

101      电路板

102      储能器

103      无线电模块

104      开关元件，开关组的一部分，多功能按键的一部分

105      连接块

106      NPN-PNP逻辑转换器

107      应用计算机

108      数据存储单元

109      供电组

111      去干扰组

112      发光二极管

113      数字输入和输出单元

114      切换开关

115      插座，插接连接的岸

116      机器人侧数据接口，现场总线

117      学习模块

118      安全模块

119      118的接口

121      118的接口

122      致动器

200      层模块元件、耦合配对件

201      接口岸侧

202      导向元件

203      导向元件

204      导向凸缘

205      200的纵轴线

206      200的主体

207      环形凸缘

211      锁定件

212      锁定件

213      导向长孔

214      抓取区域

215      钩

216      钩上侧

217      钩下侧

221      弹簧元件

231      接合方向

Claims (10)

1.一种用于接入到操作机器人系统(1)中的层模块(10)，所述层模块具有机器人侧接口岸(11)、具有操作侧接口岸(31)并具有第三接口岸(91)，

其中，所述机器人侧接口岸(11)具有用于位置居中地固定在所述操作机器人系统(1)的工业机器人(2)上或机器人适配件上的几何连接轮廓(13)，以及用于容纳布置在所述层模块(10)中的电气功能组件(100)与所述工业机器人(2)的固定布线的线缆引入部(19；21)，

其中，操作侧接口岸(31)具有用于借助与操作工具(4)或与连接在操作工具(4)前面的层模块元件(200)的卡合连接进行位置居中的可拆卸的接合的几何连接轮廓(83)，以及电气的能量触点(44)、信号触点(45)和数据触点(46)的组(42)，

其中，所述电气功能组件(100)在操作侧被电连接到所述电气的能量触点(44)、信号触点(45)和数据触点(46)，

其中，所述电气功能组件(100)包括至少一个储能器(102)和所述第三接口岸(91)，并且

其中，所述第三接口岸(91)是用于暂时控制能经由所述操作侧接口岸(31)传输的信号和/或数据的操作人员接口的一部分，其中，所述第三接口岸(91)具有至少一个能手动操纵的开关组(92，104)或者能手动接合和分离的插接连接的岸(115)。

2.根据权利要求1所述的层模块(10)，其特征在于，至少一个介质线路(55；56)不仅穿过机器人侧接口岸(11)、而且穿过操作侧接口岸(31)。

3.根据权利要求1所述的层模块(10)，其特征在于，所述线缆引入部(19)穿过所述层模块(10)的机器人侧的端侧(12)。

4.根据权利要求1所述的层模块(10)，其特征在于，所述电气功能组件(100)具有能借助于能够手动操作的开关组(92、104)切换的逻辑电平转换器(106)。

5.根据权利要求1所述的层模块(10)，其特征在于，所述电气功能组件(100)包括应用计算机(107)和数据存储单元(108)。

6.根据权利要求5所述的层模块(10)，其特征在于，所述电气功能组件(100)在所述应用计算机(107)和所述机器人侧接口岸(11)之间具有现场总线(116)或异步串行数据接口形式的机器人侧的数据接口(116)。

7.根据权利要求5所述的层模块(10)，其特征在于，所述应用计算机(107)包括操作系统和/或可编程逻辑控制器。

8.根据权利要求5所述的层模块(10)，其特征在于，所述电气功能组件(100)具有学习模块(117)，所述学习模块将通过电气的数据触点(46)和信号触点(45)输送给所述层模块(10)的应用专用的实际数据和实际信号进行压缩并且输送给应用计算机(107)以用于确定新的额定数据。

9.根据权利要求6所述的层模块(10)，其特征在于，所述电子功能组件(100)具有安全模块(118)，所述安全模块对通过所述机器人侧接口岸(11)传输到所述层模块(10)的数据和信号进行分析并且根据信号减少通过所述能量触点(44)传输的能量或者通过所述信号触点(45)输出用于操作工具(4)的变化信号以便减少力。

10.一种操作机器人系统(1)，其具有根据权利要求1所述的层模块(10)和具有至少一个臂(3)的工业机器人(2)，

其中，所述层模块(10)固定在所述工业机器人(2)的臂(3)上或固定在所述工业机器人(2)的臂(3)上的机器人适配件上，并且与所述工业机器人(2)固定布线地电连接，并且

其中，在所述层模块(10)上借助可拆卸的卡合连接固定层模块元件(200)连同固定在其上的操作工具(4)，或者其中，操作工具(4)借助能拆卸的卡合连接固定在所述层模块(10)上。

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