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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einhaltung von Arbeitsraumgrenzen eines Arbeitsmittels eines Roboters während der Bewegung des Roboters in einem Arbeitsraum.
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Heute werden bei Robotern, insbesondere bei Industrierobotern aber auch bei Gelenkrobotern nach
EN I50 83 73 über den industriellen Bereich hinaus Abschaltpunkte zum Anhalten durch Näherungsinitiatoren, mechanischen oder elektronischen Endschaltern (zu letzteren
WO 99/ 29 474 A2 festgelegt, damit die Maschine bzw. genauer ein bewegtes charakteristisches Teil der Maschine, wie ein Tool-Center-Point (TPC) eines Roboters einen vorgegebenen Arbeitsraum während des Betriebs nicht verlässt und nicht in einen an den Arbeitsraum anschließenden Schutzraum eindringt und dort zu Schäden an Personen oder Sachen führt.
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Derartige durch Näherungsinitiatoren, mechanische oder elektronische Endschalter bestimmte Abschaltpunkte sind fest und müssen Nachlaufwege berücksichtigen aber keine den Bremsweg der Maschine bestimmenden Nebenbedingungen, wie Geschwindigkeit, Last oder dergleichen. Der Abschaltpunkt muss daher vor Inbetriebnahme in Abhängigkeit von derartigen Bedingungen vorab festgelegt werden und ist während des Betriebs nicht veränderbar.
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Fährt die Maschine im Betrieb mit geringer Geschwindigkeit über den Abschaltpunkt, liegt der Anhaltspunkt, an dem sie zum Stehen kommt vor der Grenze des Arbeitsraums, d.h. in diesem Falle wurde Arbeitsraum verschenkt. Fährt eine Maschine mit höherer Geschwindigkeit als beim Einstellen eines Schaltpunkts vorgesehen über diesen hinweg, liegt der Stillstandspunkt hinter der Grenze des Arbeitsraums, so dass der an diesem anschließende Schutzraum verletzt wird und dies eine Gefahr für Personen und Sachen bedeutet. Das Gleiche gilt, wenn die Maschine mit zulässiger Geschwindigkeit aber mit einer höheren Last als ursprünglich vorgesehen über den Abschaltpunkt fährt. Aufgrund der Tätigkeit der Maschine führt dies ebenfalls beim Abbremsen dazu, dass die Maschine bzw. genauer ihr charakteristisches bewegtes Teil über die Grenze des Arbeitsraums hinaus und in den Schutzraum hineinfährt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bewegen eines Roboters zu schaffen, mit welchem sichergestellt wird, dass ein am Roboter befestigtes Werkzeug bzw. das vom Werkzeug gehaltene Werkstück zur Gewährleistung eines Sicherheitsraumes einen definierten Arbeitsraum nicht verlässt.
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Die
EP 1 332 841 A2 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Roboters, bei dem in Abhängigkeit von einer Robotergeschwindigkeit ein Sicherheitsabstand ermittelt und eine Roboterbewegung beeinflusst wird, wenn die Position eines Referenzpunktes auf dem Roboter den Sicherheitsabstand zu einem vorgegebenen Grenzwert erreicht oder unterschreitet, der einen für die Roboterbewegung gesperrten Raum definiert.
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Aus der
DE 103 61 132 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung der Bewegung eines sich in mehreren Freiheitsgraden bewegenden Gefahr bringenden Objekts bekannt, bei dem eine kinetische Energie des sich bewegenden Objekts und eine Entfernung des sich bewegenden Objekts zu einem potentiellen Kollisionspunkt mit einem gefährdeten Objekt ständig berechnet und eine Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts ständig nachgeregelt und überwacht wird, damit in Abhängigkeit der kinetischen Energie und der Entfernung derart eingestellt wird, dass die kinetische Energie bei einer Bewegung in Richtung des gefährdeten Objekts bis zu einem gewünschten Wert abgebremst wird.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die Erfindung erfolgt eine situationsabhängige Überwachung der Bewegung des Roboters und damit wird erreicht, dass sowohl situationsabhängig der Arbeitsraum möglichst weit ausgenutzt werden kann als auch ein Überschreiten der Grenzen desselben durch ein vom Roboter getragenes Arbeitsmittel vermieden wird.
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Das Arbeitsmittel kann ein Werkzeug sein oder auch, insbesondere, wenn die Kontur des gegriffenen Werkstücks über die Kontur eines Werkzeugs hinaussteht, auch das Werkstück mit umfassen.
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Zur Bestimmung der Anhaltebewegung kann neben dem Bremsweg gegebenenfalls ein erforderlicher zusätzlicher Weg aufgrund einer Reaktionszeit, z.B. zwischen Auslösen eines Anhaltesignals und einem Einfallen der Bremsen, berücksichtigt werden.
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Die Anhaltebewegung muss dabei keine Strecke (Bremsweg) oder sonstige translatorische Komponente enthalten, sondern kann auch eine reine Drehung des Werkzeugs um eine seiner Symmetrieachsen oder aber eben eine Überlagerung von translatorischer und Drehbewegung beinhalten.
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Die Anhaltebewegung kann aus einer Tabelle ausgelesen oder mittels eines Approximations-Polynoms berechnet werden.
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Erfindungsgemäß wird eine Prüfung einer vorauseilenden, also zukünftigen Pose durchgeführt, so dass in der Wirkung reagiert werden kann, noch bevor die kritische Pose eingenommen wird. Diese vorauseilende zweite Pose ist eine Position und Orientierung des Arbeitsmittels zu einem gemäß dem Roboterprogramm in der Zukunft liegenden Zeitpunkt, insbesondere in einem vorausschauenden Interpolationstakt (IPO-Takt), z.B. der erste, zweite, dritte oder n-te vorauseilende IPO Takt.
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Die maximalen Geschwindigkeiten können auf Grundlage von Vorgabewerten, die aus einem Roboterprogramm auszulesen sind, bestimmt werden. Üblich ist es, die Geschwindigkeit für den Roboter durch Vorgabe eines Prozentsatzes einer Maximalgeschwindigkeit einzustellen. Dieser Prozentsatz wird auch als Override bezeichnet. Beispielsweise bei einem Override-Wert von 50 wird der Roboter mit 50% der maximalen Geschwindigkeit betrieben. Zur erfindungsgemäßen Anpassung der Geschwindigkeiten wird vorzugsweise nicht der Override-Wert im Roboterprogramm verändert, sondern lediglich in einem Bahnplanungsmodul die aus dem Roboterprogramm eingelesenen Override-Werte überschrieben. Dabei bleibt das Roboterprogramm unverändert erhalten.
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Alternativ können die maximalen Geschwindigkeiten auf Grundlage der höchsten Geschwindigkeiten bestimmt werden, die sich aus physikalischen Randbedingungen, insbesondere aus physikalischen Größen der Robotermechanik und der maximalen Antriebsleistungen der Motoren ergeben. Diese maximalen Geschwindigkeiten können beispielsweise entweder berechnet oder aus einer Tabelle ausgelesen werden.
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Im Falle einer Berechnung können die Geschwindigkeitswerte mittels eines Dynamikmodells des Roboters auch unter Berücksichtigung von physikalischen Größen von Werkzeugen und Werkstücken berechnet werden. So können beispielsweise für ein Anheben einer schweren Last nur deutlich geringere Beschleunigungen realisiert werden, als für das Absenken. Dies hat zur Folge, dass ausgehend von einer Ausgangsgeschwindigkeit in einer ersten Pose bei einer Anhebebewegung nur eine geringere Höchstgeschwindigkeit erreichbar ist, als die erreichbare Höchstgeschwindigkeit für eine Absenkbewegung aus derselben Position heraus.
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Im Falle des Auslesens aus Tabellen können aufgrund von Versuchen für eine Vielzahl von Lastfällen die maximal möglichen Geschwindigkeiten für unterschiedliche Bahnpositionen bzw. Posen des Roboters ermittelt und in die Tabelle eingetragen worden sein. Dies hat den Vorteil, dass keine Berechnungen, die mitunter einen hohen Zeitbedarf bis zur Lieferung des Ergebnisses aufweisen, durchgeführt werden müssen. Es ist lediglich eine kurze Zeitspanne für das Auslesen der vorhandenen Werte aus der Tabelle nötig.
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Eine Alternative der Anpassung der Geschwindigkeiten für den Roboterbewegungsablauf ist eine Reduzierung dieser Geschwindigkeiten. Ein Spezialfall einer solchen Reduzierung von Geschwindigkeiten ist die Reduktion der Geschwindigkeit auf Null. Eine solche Reduktion der Geschwindigkeit auf Null entspricht folglich einem Stillsetzen des Roboters aus der Arbeitsgeschwindigkeit.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Geschwindigkeiten für den Roboterbewegungsablauf nur soweit angepasst, dass die bestimmten maximalen Geschwindigkeiten eingehalten werden. Dabei werden die Geschwindigkeiten nicht mehr als notwendig verringert. Es erfolgt lediglich eine Anpassung der Geschwindigkeiten entweder exakt auf die berechneten Werte für die maximalen Geschwindigkeiten oder zumindest auf Geschwindigkeitswerte, die nur geringfügig, vorzugsweise zwischen 5% und höchstens 10 % von den maximalen Geschwindigkeiten nach unten abweichen. Dies hat den Vorteil dass trotz Sicherstellung der Einhaltung der Arbeitsraumgrenzen ein Bewegen des Roboters zeitoptimiert erfolgen kann. Dies führt im Ergebnis zu verbesserten Taktzeiten bei den vom Roboter auszuführenden Arbeitsaufgaben.
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Eine Anpassung der Geschwindigkeiten kann in einer Variante der Erfindung ausschließlich mittels einer Reduzierung der Geschwindigkeiten für den Roboterbewegungsablauf erfolgen. Dies bedeutet, dass die höchsten erlaubten Geschwindigkeiten von den Geschwindigkeiten, die für den Roboterbewegungsablauf geplant sind oder aufgrund des Dynamikmodells theoretisch höchstens auftreten können, vorgegeben sind. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn aufgrund vorgegebener Arbeitsprozeßbedingungen keine höheren Geschwindigkeiten erlaubt sind.
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Ist der Arbeitsprozeß jedoch auf geringste Taktzeiten zu optimieren und insoweit keine Höchstgeschwindigkeit für den Arbeitsprozeß vorgeschrieben, so kann im Falle von geplanten Geschwindigkeiten, welche kleiner sind als die berechneten maximalen Geschwindigkeiten, eine Erhöhung der Geschwindigkeiten des Roboters erfolgen, bis höchstens die berechneten oder aus der Tabelle ausgelesenen maximalen Geschwindigkeiten erreicht sind. Dies erlaubt zur Erzielung von kurzen Taktzeiten eine höchstmögliche Fahrgeschwindigkeit trotz Sicherstellung der Einhaltung der Arbeitsraumgrenzen.
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Alternativ können die Geschwindigkeiten des Roboters auch nur auf einen Wert unterhalb der bestimmten maximalen Geschwindigkeiten erhöht werden. Durch die Berücksichtigung geringerer als der maximalen Geschwindigkeiten können die Beschleunigungen in Grenzen gehalten werden. Im Ergebnis führt dies zu einer Vergleichmäßigung der Bewegungen des Roboters, so dass extreme Beschleunigungen und in Folge entsprechende Verzögerungen vermieden werden.
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Eine solche Begrenzung von Beschleunigungen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Geschwindigkeiten des Roboters um die halben Geschwindigkeitsdifferenzen von bestimmten maximalen Geschwindigkeiten und geplanten Geschwindigkeiten erhöht werden. Zu deren Bestimmung können mathematische Intervallhalbierungsverfahren (Bisektionsverfahren) verwendet werden.
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Das Berechnen von maximalen Geschwindigkeiten und das Einhalten von Werten der Geschwindigkeiten des Roboters in der zweiten Pose kann in einer ersten Alternative in kartesischen Koordinaten erfolgen.
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Das Berechnen von maximalen Geschwindigkeiten und das Einhalten von Werten der Geschwindigkeiten des Roboters in der zweiten Pose kann in einer zweiten Alternative roboterachsspezifisch erfolgen.
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Im Rahmen der Prüfung auf Eindringen der Raumkontur des Arbeitsmittels in die Grenzzone für die Anhaltebewegung des Arbeitsmittels kann für kollisionsgefährdete Teile des Arbeitsmittels eine Einhüllende geometrischer Grundform bestimmt und nur diese Einhüllende auf geometrische Überschneidung mit der Arbeitsraumgrenze geprüft werden.
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Die Einhüllende kann dazu um einen Sicherheitsbereich über die Kontur des Arbeitsmittels hinaus vergrößert werden.
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Daneben können durch das erfindungsgemäße Verfahren die Abschaltpunkte situationsgerecht in Abhängigkeit von die Anhaltebewegung bestimmenden Größen, wie Geschwindigkeit, Last oder dergleichen derart bestimmt bzw. im Betrieb verschoben werden, dass dennoch die Bedingung des Anhaltens im Arbeitsraum immer erfüllt ist. Insbesondere werden auch zusätzliche kostenträchtige Initiatoren oder mechanische Endschalter vermieden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anhaltebewegung in Abhängigkeit von sie bestimmenden physikalischen Größen, wie die Masse des. Arbeitsmittels, die Trägheit, der Schwerpunkt, die Geschwindigkeit, die Orientierung während der Bewegung des Roboters bestimmt wird. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden also vorab die Anhaltebewegung des Roboters in Abhängigkeit von dieser bestimmenden Größen, wie Geschwindigkeit, Last, Schwerpunkt, Trägheit, Orientierung oder dergleichen ermittelt und in einem Speicher der Steuerung der Maschine, wie in Form einer mehrdimensionalen Tabelle abgelegt, so dass die Steuerung während des Betriebs der Maschine hierauf zugreifen kann und in Abhängigkeit der gemessenen aktuellen Größen in diesem zugeordneten Bremsweg der Tabelle entnehmen und dem weiteren Überwachungsverfahren zugrunde legen kann.
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Daneben kann auch vorgesehen sein, dass die Anhaltebewegung aus einer arbeitsmittelspezifischen Formel der Anhaltebewegungen mit diese bestimmenden physikalischen Größen, wie die Masse des Arbeitsmittels, die Trägheit, der Schwer-punkt, die Geschwindigkeit, die Orientierung als Koeffizienten des Approximation-Polynoms oder eine sonstige für den Anwendungsfall geeignete Formel errechnet wird.
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Bei dieser Ausgestaltung wird ein Approximations-Polynom der Anhaltebewegung mit den diese bestimmenden Einflussgrößen, wie Geschwindigkeit, Schwerpunkt, Trägheit, Orientierung, Last oder dergleichen als Koeffizienten bestimmt, wobei die weitere Auswertung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Heranziehung dieses Approximations-Polynoms erfolgt. Falls sich Messdaten und/oder Koeffizienten ändern, kann ein an die neuen Gegebenheiten angepasstes Approximations-Polynom des Bremswegs erstellt und in die Steuerung integriert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Anhaltebewegung auf Grundlage von Sensor-Messwerten bestimmt wird, oder dass Anhaltebewegungen bestimmende Größen für eine Vielzahl von Posen aus dem Roboterbewegungsablauf in Abhängigkeit von sie bestimmenden physikalischen Größen, wie die Masse des Arbeitsmittels, die Trägheit, der Schwerpunkt, die Geschwindigkeit, die Orientierung vorab bestimmt und in einer Tabelle hinterlegt werden, zum Abruf einer jeweils für die zweite Pose maßgeblichen Anhaltebewegung während der Bewegung des Roboters, wobei vorzugsweise die Anhaltebewegung in kartesischen Koordinaten bestimmt wird, oder aber die Anhaltebewegungen bestimmende Größen roboterachsspezifisch bestimmt werden.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass für eine Vielzahl von Bewegungsschritten des Roboterbewegungsablaufs fortlaufend die Positionen, Geschwindigkeiten und die Bewegungsrichtung einer Menge von Stützpunkten auf der Raumkontur des Arbeitsmittels in der zweiten Pose bestimmt werden, diesen Stützpunkten momentane Bremswege zugeordnet werden, und aus den Bremswegen gewonnene Anhaltspunkte auf Überschreitung der Arbeitsraumgrenze geprüft werden.
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Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass für das Arbeitsmittel eine Einhüllende, insbesondere geometrischer Grundform, bestimmt und diese Einhüllende auf geometrische Überschneidung mit der Arbeitsraumgrenze geprüft wird, wobei in diesem Fall insbesondere lediglich für kollisionsgefährdete Teile des Arbeitsmittels eine Einhüllende geometrischer Grundform bestimmt wird und nur diese Einhüllende auf geometrische Überschneidung mit der Arbeitsraumgrenze geprüft wird und die Einhüllende um einen Sicherheitsbereich über die Kontur des Arbeitsmittels hinaus vergrößert wird. Bei einer solchen Verwendung einer Einhüllenden für das Arbeitsmittel kann so statt der beschriebenen Grenzzone des Arbeitsraums in analoger Weise eine über die Kontur des Arbeitsmittels hinaus vergrößerte Einhüllende definiert werden. Deren erweiterte Größe korreliert mit der Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters bzw. den erforderlichen Anhaltebewegungen, wie die Breite bzw. Dicke der oben beschriebenen Grenzzone. Neben der theoretisch möglichen Prüfung nur eines einzigen Punktes auf Eindringen in die Grenzzone ist in der praktischen Anwendung die Prüfung der gesamten Raumkontur des Arbeitsmittels sinnvoll. Gleichwohl kann zur Reduzierung des Rechenaufwandes und damit zur Verkürzung der Rechenzeit die Prüfung auf lediglich eine endliche Anzahl von maßgeblichen Stützpunkten der Raumkontur des Arbeits
mittels begrenzt sein.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert ist.
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Es zeigen
- 1 ein prinzipielles Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 ein beispielhafter Roboterzellenaufbau;
- 3 einen Roboter aus der Zelle nach 2 mit angeflanschtem Werkzeug und gehaltenem Werkstück;
- 4 den Roboter nach 3 mit zwei kugelförmigen Hüllkörpern, die das Werkzeug einschließen;
- 5 den Roboter nach 4 in der Zelle nach 2;
- 6 den Arbeitsraum innerhalb der sich die Hüllkörper des Werkzeugs nach 4 und 5 während eines Einlegevorgangs in eine Bearbeitungsmaschine befinden müssen;
- 7 einen Schutzraum einer Übergabestation, in den die Hüllkörper des Werkzeugs nach 4 und 5 während eines manuellen Einlegens des Werkstücks durch einen Werker nicht eindringen dürfen.
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Bei der dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß der 1 nach dem Starten S1 zunächst ausgehend von einer ersten momentanen Pose i des Arbeitsmittels im Verfahrensschritt S2 eine um einen vorgegebenen Abschnitt t vorauseilende i+1-te Pose - zu Beginn also der zweiten Pose - des Arbeitsmittels aus dem Roboterbewegungsablauf bestimmt. Der Zeitabschnitt t kann dabei ein Arbeitstakt oder ein Vielfaches eines solchen sein. Das Arbeitsmittel kann ein vom Roboter getragenes Werkzeug sein oder aber, wenn mittels eines solchen ein Werkstück gegriffen und durch den Roboter bewegt wird, auch dieses mit umfassen.
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Im Verfahrensschritt S3 wird sodann für die i+1-te Pose eine Anhaltebewegung des Arbeitsmittels für den Fall einer Bremseinleitung bestimmt.
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Während im dargestellten Ausführungsbeispiel davon ausgegangen wird, dass in einer i-ten Pose die Anhaltebewegung des Arbeitsmittels bei Bremseinleitung in.einer i+1-ten Pose bestimmt wird, kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die Anhaltebewegung bestimmende Größen für eine Vielzahl von Posen aus dem Roboterbewegungsablauf vorab bestimmt werden und in einer Tabelle hinterlegt werden, um jeweils bei Erreichen einer i-ten Posen für die i+1-te Pose abgerufen werden zu können.
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Weiterhin wird in einem Verfahrensschritt S4 die Definition einer sich von der Arbeitsraumgrenze nach innen erstreckenden Grenzzone für den Arbeitsraum vorgenommen und in einem anschließenden Verfahrensschritt S5 überprüft, ob das Arbeitsmittel, wenn in der fraglichen Pose i+1 eine Bremsbewegung eingeleitet wird, dann in die derart bestimmte Grenzzone eintritt oder nicht d.h. ob das Arbeitsmittel vor Eintritt in die Grenzzone zum Stehen kommt. Ist dies nicht der Fall d.h. das Arbeitsmittel würde zum Stehen kommen ohne in die Grenzzone einzudringen, so kann das Arbeitsmittel des Roboters tatsächlich in die weitere, die i+1-te Pose bewegt werden und es wird die Prüfung im Verfahrensschritt S5 auf FALSE gesetzt, so dass im folgenden Verfahrensschritt S6 der Roboter in die i+2-te Pose bewegt wird.
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Ergibt sich allerdings im Überprüfungsschritt S5, dass das Arbeitsmittel bei Bremseinleitung in der i+1-ten Pose in die Grenzzone für die Arbeitsbewegung eindringen würde, so wird die Prüfung im Verfahrensschritt S5 auf TRUE gesetzt, so dass im folgenden Verfahrensschritt S7 die maximalen Geschwindigkeiten berechnet werden, bei denen das Arbeitsmittel aus der zweiten Pose heraus nicht mehr in die Grenzzone eindringen würde.
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Anschließend erfolgt im Verfahrensschritt S8 ein Anpassen der für den Roboterbewegungsablauf geplanten Geschwindigkeiten bis spätestens bei Erreichen der zweiten Pose die Geschwindigkeiten des Roboters Werte einhalten, welche die berechneten maximalen Geschwindigkeiten nicht übersteigen.
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Damit wird sichergestellt, dass der Roboter höchstens mit einer Geschwindigkeit gefahren wird, aus der das Arbeitsmittel bei einer Bremseinleitung bzw. einem Stillsetzen des Roboters stets innerhalb der Grenzen des Arbeitsraums zum Stehen kommt.
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In 2 ist ein beispielhafter Roboterzellenaufbau dargestellt. Ein Teil eines Werkhallenbodens 1 ist durch einen Zaun 2 abgegrenzt. Innerhalb des Zaunes 2 befindet sich eine Bearbeitungsmaschine 3 und ein Roboter 4. Der Roboter 4 ist mit einem Werkzeug 5 ausgestattet. Das Werkzeug 5 stellt einen Greifer dar, an dem ein Werkstück 6, hier ein zu formendes Blech, lösbar gehalten ist. An einer in 2 vorderen Seitenwand des Zaunes 2 ist eine offene Übergabestation 7 plaziert. Die Übergabestation 7 weist eine Trittmatte 8 zum Betreten durch einen Werker 9 auf. Im Bereich einer Öffnung des Zaunes 2 ist ein Übergabetisch 10 angeordnet. Die Bewegung des Roboters 4 umfasst das Aufnehmen eines vom Werker 9 auf den Übergabetisch 10 aufgelegten Rohblechs (Werkstück 6), das Einlegen des Rohbleches in die Bearbeitungsmaschine 3, das Herausnehmen des Fertigteils 11 aus der Bearbeitungsmaschine 3 nach dem Umformen und das Ablegen des Fertigteils 11 auf den Übergabetisch 10.
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In 3 ist der Roboter 4 aus der Zelle nach 2 mit angeflanschtem Werkzeug 5 und gehaltenem Werkstück 6 in einer Detailansicht dargestellt. Das Werkzeug 5 weist eine Tragstruktur 12 auf, welche über einen Halter 13 an einem Handflansch 14 des Roboters 4 befestigt ist. An der Tragstruktur 12 sind mehrere Saugglocken 15 zum Vakuumgreifen des Rohblechteils (Werkstück 6) angebracht.
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In 4 ist der Roboter 4 nach 3 mit zwei kugelförmigen Hüllkörpern 16 und 17 dargestellt. Die beiden Hüllkörper 16 und 17 weisen einen Durchmesser auf, der so groß gewählt ist, dass das Werkzeug 5 gerade vollständig eingeschlossen ist. Eine erfindungsgemäße Prüfung auf Eindringen der Raumkontur des Arbeitsmittels, hier des Werkzeugs 5, in die Grenzzone für die Anhaltebewegung des Arbeitsmittels, kann dadurch erfolgen, dass statt der tatsächlichen Kontur des Werkzeugs 5 lediglich die Kugelhüllflächen der Hüllkörper 16 und 17 dahingehend geprüft werden, ob sie sich mit den Konturflächen eines Arbeitsraumes 18 (6) oder der Konturflächen eines Schutzraumes 19 (7) schneiden.
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So ist in 5 der Roboter 4 in einem Arbeitsraum 18 gezeigt, in dem er das Werkstück 6 in die Bearbeitungsmaschine 3 einlegt, bzw. das umgeformte Fertigteil 11 herausnimmt.
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Der Arbeitsraum 18 ist in 6 dargestellt. Während den Arbeitsbewegungen des Roboters 4 im Bereich der Bearbeitungsmaschine 3 darf das Werkzeug 5 den Arbeitsraum 18 nicht verlassen. Während dieser Zeit kann der Werker 9 ein Rohblechteil (Werkstück 6) gefahrlos auf den Übergabetisch 10 der Übergabestation 7 auflegen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren stellt sicher, dass die Hüllkörper während dieser Zeit den definierten Arbeitsraum 18 nicht verlassen, d.h. es findet eine Prüfung statt, ob die Kugelhüllen der Hüllkörper 16 und 17 sich vollständig innerhalb des Arbeitsraumes 18 befinden.
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Die Einhaltung von Arbeitsraumgrenzen kann jedoch auch dadurch erfolgen, dass in einen definierten Schutzraum 19 nicht eingedrungen werden darf. Dies ist in 7 dargestellt.
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Der Arbeitsraum 18 des Roboters 4 definiert sich insoweit durch den maximal möglichen Arbeitsbereich des Roboters 4 abzüglich des Schnittraumes von maximalem Arbeitsbereich und Schutzraum. Eine erfindungsgemäße Prüfung auf Eindringen der Raumkontur des Werkzeugs 5 in die Grenzzone für die Anhaltebewegung des Arbeitsmittels, erfolgt analog dem Arbeitsraum beim Schutzraum dadurch, dass statt der tatsächlichen Kontur des Werkzeugs 5 lediglich die Kugelhüllflächen der Hüllkörpern 16 und 17 dahingehend geprüft werden, ob sie sich mit den Konturflächen des Schutzraumes 19 schneiden. Die Grenzzone erstreckt sich dabei jedoch nicht von der Konturfläche des Schutzraumes 19 nach innen sondern nach außen.
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Durch einen solchen Schutzraum 19 einer Übergabestation 7 ist gewährleistet, dass während eines manuellen Einlegens des Werkstücke 6 oder des Herausnehmens des Fertigteils 11 durch einen Werker 9 das Werkzeug 5 des Roboters 4 nicht in den Schutzraum 19 eindringen kann.
