DE102008030774B4

DE102008030774B4 - Verfahren und Vorrichtung zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008030774B4
Application number: DE200810030774
Authority: DE
Inventors: Ralf Sikora
Original assignee: SIKORA GmbH
Current assignee: SIKORA GMBH, DE
Priority date: 2008-06-28
Filing date: 2008-06-28
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2028-06-29
Also published as: DE102008030774A1

Abstract

Verfahren zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung (1), wobei die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) relativ zu einem Bearbeitungsobjekt (11) bewegt wird, mit folgenden Schritten:
a. Berechnung einer geplanten Bahn (10) und einer geplanten Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) wahrend der geplanten Materialbearbeitung des Bearbeitungsobjektes (11);
b. Festlegung von virtuellen Bearbeitungspunkten (2a, 2b, 2c) entlang der geplanten Bahn (10) auf dem Bearbeitungsobjekt (11);
c. Zuordnung eines ersten Toleranzvolumens (4a, 4b, 4c) zu jedem virtuellen Bearbeitungspunkt (2a, 2b, 2c);
d. Festlegung von virtuellen Bahnpunkten (3a, 3b, 3c) zur Abbildung der geplanten Bewegung der Materialbearbeitungsvorrichtung (1);
e. Zuordnung eines zweiten Toleranzvolumens (5a, 5b, 5c) zu jedem virtuellen Bahnpunkt (3a, 3b, 3c);
f. Bestimmung des aktuellen Bearbeitungspunktes (6a, 6b, 6c) relativ zum ersten Toleranzvolumen (4a, 4b, 4c) des jeweils zugeordneten virtuellen Bearbeitungspunktes (2a, 2b, 2c);
g. Bestimmung des aktuellen Bahnpunktes (7a, 7b, 7c) der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) relativ zum zweiten Toleranzvolumen...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung, wobei die Materialbearbeitungsvorrichtung relativ zu einem Bearbeitungsobjekt bewegbar, sowie die geplante Bahn und die geplante Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung während der geplanten Materialbearbeitung des Bearbeitungsobjektes berechenbar ist. Eine Steuereinheit legt mindestens einen virtuellen Bearbeitungspunkt entlang der geplanten Bahn auf dem Bearbeitungsobjekt fest und nimmt eine Zuordnung eines ersten Toleranzvolumens zu jedem virtuellen Bearbeitungspunkt vor, wobei die Steuereinheit die relative Lage des aktuellen Bearbeitungspunktes zum jeweiligen ersten Toleranzvolumen ermittelt.
Materialbearbeitungsvorrichtungen, insbesondere Laserschweißroboter, müssen in Produktionsprozessen eine hohe Verfügbarkeit bei gleichzeitig hohen Sicherheitsanforderungen erfüllen. Insbesondere die Materialbearbeitung mittels eines Hochleistungslasers erfordert derzeit eine Vielzahl von sicherheitstechnischen Maßnahmen. Um die Gefährdung von Personen und die Beschädigung von Sachwerten in der Umgebung der Materialbearbeitungsvorrichtungen zu vermeiden, werden die Laserschweißprozesse in einer Laserschutzkabine durchgeführt. Die Laserschutzkabine verhindert eine direkte und indirekte Laserbestrahlung von außerhalb der Laserschutzkabine befindlichen Personen oder Gegenstände.
Durch das stetig steigende Leistungsvermögen derzeitiger Lasersysteme mit höheren Strahlungsqualitäten und höheren Leistungsdichten des Laserstrahls müssen die Laserschutzkabinen immer aufwändiger gestaltet werden, um auch einer entsprechend längeren und höheren Strahlungsleistung standzuhalten (DIN ISO 60825-4). Die höheren Strahlungsleistungen der Materialbearbeitungsvorrichtungen werden insbesondere durch Laserbearbeitungsoptiken mit hohen Brennweiten von zum Teil mehr als einem Meter erzielt, die auch in einer größeren Entfernung noch so hohe Energiedichten aufweisen, dass die Wände der Laserschutzkabinen beschädigt und sogar durchstoßen werden.
Als Stand der Technik sind daher mehrwandige Laserschutzkabinen bekannt, die die Zwischenräume der einzelnen Wände der Laserschutzkabine hinsichtlich des Auftretens einer hohen Energiedichte überwachen und bei der Detektion einer hohen Energiedichte die Materialbearbeitungsvorrichtung unmittelbar ausschalten. Das Auftreten einer hohen Energiedichte in den Zwischenräumen der Wände ist mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Anzeichen für eine Beschädigung von einigen Wänden der Laserschutzkabine durch einen Laserstrahl. Diese permanente Überwachung der Wandzwischenräume der baulich sehr aufwendig gestalteten Laserschutzkabinen führt zu hohen Herstellungskosten der Laserschutzkabinen.
So beschreibt die DE 10 2006 046 759 A1 ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb eines Roboters. In Abhängigkeit von dem am Roboter angebrachten Werkzeug werden vorher definierte virtuelle Wände aktiviert oder deaktiviert. Eine Annährung des Roboters an einen Bediener mit gefährdenden Werkzeugen wird dadurch verhindert, in dem der Roboter beim Durchdringen einer vor dem Bediener angeordneten virtuellen Wand gestoppt wird.
Auch die WO 2007/025658 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Erstellung eines Bewegungsablaufes für einen Roboter. Gemäß der WO 2007/025658 A1 wird mindestens ein Bild des realen Arbeitsbereichs des Roboters erfasst und angezeigt, sowie die Startstellung des Roboters festgelegt. Weiterhin wird eine Soll-Endstellung im realen Arbeitsbereich festgelegt und ein Bewegungsablauf in Abhängigkeit von der Startstellung und der Soll-Endstellung für den realen Arbeitsbereich festgelegt.
Des Weiteren beschreibt die WO 2007/079812 A1 ein System und Verfahren zur Ausrichtungs- und Lagekontrolle eines Roboterwerkzeuges. Gemäß dem in der WO 2007/079812 A1 offenbarten Verfahren wird unter Berücksichtigung wenigstens einer Referenzrichtung des Roboterwerkzeuges, sowie eines vorgebbaren, insbesonderen kegelförmigen, Toleranzwinkels, die Ausrichtung des Roboterwerkzeuges ermittelt und mit der Referenzrichtung und/oder dem kegelförmigen Toleranzwinkel verglichen. Bei dem Verlassen des Roboterwerkzeuges aus dem so definierten Toleranzbereich wird das Roboterwerkzeug deaktiviert.
Die DE 3408523 C2 offenbart ein Verfahren zur Überwachung von mit jeweils einem Regler versehenen Antrieben einer Maschine, insbesondere von rechnergeführten numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen oder Industrierobotern, wobei für jede Antriebsstrecke ein Streckenmodell vorgesehen ist und wobei der aus dem Sollwert der Regelgröße der Regelstrecke resultierende tatsächliche Istwert der Regelgröße und der aus dem Sollwert der Regelgröße an Hand des Streckenmodells geschätzte Istwert miteinander verglichen werden, so daß eine Abweichung der tatsächlichen Istwerte vom geschätzten Istwert, die ein vorgebbares Toleranzband überschreitet, als ein Fehler signalisierbar ist.
DE 690 05 592 T2 offenbart einen Roboter zum Ausführen einer Laserbearbeitung, beispielsweise Schneiden und Schweißen eines Werkstücks durch Bestrahlen des Werkstücks mit einem Laserstrahl, insbesondere ein Verfahren zur Verhinderung einer falschen Emission eines Laserstrahls, um die Sicherheit eines Laserroboters dieser Art zu verbessern.
Gemäß der DE 10 2005 049 439 A1 ist ein Verfahren zur Kontrolle von Bearbeitungspositionen auf einem Werkstück beim Ausführen eines Bearbeitungsprogramms durch einen Roboter mit einem Roboterarm offenbart, an dem ein Werkzeug angeordnet, das auf dem Werkstück positioniert wird. Nach Auffinden der Position eines idealen Bearbeitungspunktes wird die Position des idealen Bearbeitungspunktes und der zugehörigen Achsenausrichtung als Referenzpunkt des Roboterarms estgelegt und abgespeichert. In einem weiteren Schritt wird ein Toleranzbereich jedem Referenzpunkt zugeordnet. Danach wird die aktuelle Bearbeitungsposition und die zugehörige Achsenausrichtung des Roboterarms beim Ausführen des Bearbeitungsprogramms überprüft und ein Fehlersignal erzeugt, wenn die aktuelle Bearbeitungsposition außerhalb des Toleranzbereiches liegt.
Weiterhin offenbart die EP 2 023 160 B1 eine optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren zur Absicherung einer oder mehrerer Gefahrenquellen in einem Raumbereich mit einem entfernungsauflösenden Lichtempfänger mit einer Auswertungseinheit, die Informationen von Sensoren, insbesondere Weggebern, Drehgebern, Höhenmessern für die Höhenlagen der Gefahrenquellen und/oder durch manuelle Eingabe, Einspielen einer Datei oder Übergabe von Ansteuerungs- oder Planungseinheiten empfängt. Bei Eingabe der Informationen durch die besagten Sensoren kann die Gefahrenquelle, beispielsweise ein Roboter oder ein Fahrzeug, im Konfigurationsmodus der Vorrichtung ihre Bewegungsmuster abfahren und somit die Lokalisierung des Gefahrenbereichs übergeben werden.
Problematisch an allen Verfahren und Systemen im Stand der Technik ist, dass die Laserstrahlüberwachung entweder sehr aufwendig in der gesamten Laserschutzkabine erfolgt oder nur unvollständig aus der alleinigen Ausrichtung unmittelbar am Roboterwerkzeug ermittelt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die beim Einsatz von insbesondere hochenergetischen Materialbearbeitungsvorrichtungen eine Personen- und Sachgefährdung verhindert.
Bezüglich des Verfahrens zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.
Bezüglich der Vorrichtung zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung wird die genannte Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 13. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Materialbearbeitungsvorrichtung eine Vorrichtung, die die Bearbeitung eines metallischen Werkstückes ermöglicht, insbesondere mittels Laserschweißen, Punkteschweißen oder der Aufprägung eines Hochdruckstrahl mit einem gas- oder flüssigen Medium.
Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren die geplante Bahn und geplanten Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung während der geplanten Materialbearbeitung des Bearbeitungsobjektes berechnet und es werden virtuelle Bearbeitungspunkte entlang der geplanten Bahn auf dem Bearbeitungsobjekt festgelegt. Jedem virtuellen Bearbeitungspunkt wird anschießend jeweils ein erstes Toleranzvolumen und jedem, jeweils einem virtuellen Bearbeitungspunkt zugeordneten, virtuellen Bahnpunkt ein jeweils zweites Toleranzvolumen zugeordnet. Während des Abfahrens der Materialbearbeitungsvorrichtung entlang der geplanten Bahn wird der aktuellen Bearbeitungspunkt relativ zum ersten Toleranzvolumen und der zugehörige aktuelle Bahnpunkt relativ zum zweiten Toleranzvolumen ermittelt. Die Materialbearbeitungsvorrichtung wird nur dann freigeschaltet, falls der aktuelle Bearbeitungspunkt innerhalb des jeweils zugeordneten ersten Toleranzvolumens und der aktuelle Bahnpunkt innerhalb des jeweils zugeordneten zweiten Toleranzvolumens ermittelt werden. Nur im freigeschalteten Zustand kann die Materialbearbeitungsvorrichtung in Betrieb genommen werden oder einen laufenden Bearbeitungsprozess weiterführen.
Der Vorteil des Verfahrens liegt insbesondere darin, dass eine optimale sicherheitsgerichtete Steuerung von mit Führungsmaschinen bewegten Laserbearbeitungsoptiken, sowie für handgefuhrte Laserbearbeitungsoptiken bereitgestellt wird. Hierdurch können Laserschutzkabinen auch für sehr hochenergetische Materialbearbeitungsvorrichtungen einfacher und damit kostengünstiger gestaltet werden, da eine längere Bestrahlung der Kabinenwände, beispielsweise mit dem kollimierten Laserstrahl einer Laserbearbeitungsvorrichtung, durch die vorliegende Erfindung ausgeschlossen wird.
Dem Verfahren liegt das neuartige und innovative Prinzip zugrunde, dass ein sicherer Betrieb während der Materialbearbeitung, insbesondere während eines Laserbearbeitungsprozesses, gewährleistet ist, sobald die Richtung des Laserstrahles eindeutig im Raum beschrieben und bestimmt werden kann. Durch die Erfassung des Laserstrahles realtiv zu den Toleranzvolumina der virtuellen Bearbeitungs- und virtuellen Bahnpunkte ist sichergestellt, dass nur das eigentliche Bearbeitungsobjekt im definierten Sicherheitsbereich oder sicherheitstechnisch unbedenkliche Flächen der Strahlung ausgesetzt werden. Die Strahlquelle der Materialbearbeitungsvorrichtung wird gemäß dem Verfahren nur dann freigeschaltet, wenn ein sicherer Betrieb durch die aktuelle räumliche Lage und Ausrichtung des Strahles gewährleistet ist.
Die Überwachung der Lage und Ausrichtung des Laserstrahles im Raum erfolgt vorteilhafterweise durch ständige Berechnung der räumlichen Lage aus Position und Orientierung bestimmter Referenzpunkte der Materialbearbeitungsvorrichtung, beispielsweise der Werkzeugpunkte (Tool Center Point, TCP). Der Werkzeugpunkt der Materialbearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Laserbearbeitungsoptik, beschreibt während der Bearbeitung eine räumliche Bahn, die aus vielen einzelnen Bearbeitungspunkten besteht und der vorher geplanten Bahn entspricht.
Durch die Definition eines ersten Toleranzvolumen für jeden virtuellen Bearbeitungspunkt auf dem Bearbeitungsobjekt, eines jeweils zweiten Toleranzvolumens für den jeweils zugeordneten virtuellen Bahnpunkt und eines Soll-Vektors als Ideallinie des Strahles der Materialbearbeitungsvorrichtung zwischen jeweils einem virtuellen Bearbeitungspunkt und einem jeweils zugeordneten virtuellen Bahnpunkt wird ein Sicherheitsbereich für jede aktuellen Bearbeitungspunkt bezüglich der Lage und Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls definiert.
Im Unterschied zum Stand der Technik werden mit dem vorliegenden Verfahren gerade nicht nur ausschließlich die Ausrichtung und Lage des Bearbeitungsstrahls bezüglich eines vorher festgelegten Bearbeitungspunktes, beispielweise des Werkzeugpunktes, ermittelt, sondern darüber hinaus auch mögliche Abweichungen des gesamten Bearbeitungsstrahles, in Verbindung mit einem jeweils zugeordneten virtuellen Bahnpunkt, im Voraus ermittelt. Sollte der aktuelle Bearbeitungspunkt nicht innerhalb des ersten Toleranzvolumens und der zugeordnete aktuelle Bahnpunkt nicht innerhalb des zugeordneten zweiten Toleranzvolumens vorhanden sein, ist aufgrund der damit verbundenen Lage und Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung von einer Gefährdung auszugehen. In diesem Fall wird die Materialbearbeitungsvorrichtung nicht freigeschaltet.
Die Materialbearbeitungsvorrichtung umfasst eine Überwachungsoptik, wobei der aktuelle Bearbeitungspunkt und der aktuelle Bahnpunkt, sowie die aktuelle Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung mit Hilfe der Überwachungsoptik ermittelt werden. Dabei wird das Vorhandensein des aktuellen Bearbeitungspunktes innerhalb des ersten Toleranzvolumens und das Vorhandensein des aktuellen Bahnpunktes innerhalb des zweiten Toleranzvolumens mittels einer an der Materialbearbeitungsvorrichtung oder einer in der Nähe der Materialbearbeitungsvorrichtung angebrachten Überwachungsoptik ermittelt. Falls mehrere Überwachungsoptiken, beispielsweise ein System aus mehreren Kameras um die Materialbearbeitungsvorrichtung angebracht sind, können die Ermittlung der aktuellen Bearbeitungspunkte innerhalb des jeweils ersten Toleranzvolumens und die Ermittlung der aktuellen Bahnpunkte innerhalb des jeweils zugeordneten zweiten Toleranzvolumens durch Bildabgleich der Kameras, beispielsweise mittels stereoskopischer Verfahren, punktgenau ermittelt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die virtuellen Bearbeitungspunkte jeweils so entlang der geplanten Bahn angeordnet werden, dass die Bewegung der Materialbearbeitungsvorrichtung zwischen zwei virtuellen Bearbeitungspunkten innerhalb des minimal möglichen Überwachungsintervalls der Überwachungsoptik ermittelt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine permanente Überwachung des Bahnverlaufes der Materialbearbeitungsvorrichtung gewährleistet ist.
Das ersten Toleranzvolumen wird vorteilhafterweise durch ein kugelförmiges Volumen mit einem virtuellen Bearbeitungspunkt als Mittelpunkt und/oder das zweite Toleranzvolumen durch ein kugelförmiges Volumen mit einem virtuellen Bahnpunkt als Mittelpunkt gebildet.
Es wird als Vorteil angesehen, dass die ersten Toleranzvolumina der jeweiligen virtuellen Bearbeitungspunkte zu einem Bearbeitungsvolumen und/oder die zweiten Toleranzvolumina der jeweiligen virtuellen Bahnpunkte zu einem Bahnvolumen zusammengefasst werden. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, das Vorhandensein der aktuellen Bearbeitungspunkte in bestimmten Abschnitten des Bearbeitungsvolumens und/oder das Vorhandensein der aktuellen Bahnpunkte in bestimmten Abschnitten des Bahnvolumens zu ermitteln, was den Rechenaufwand bezogen auf die Ermittlung von allen aktuellen Bearbeitungspunkten und von allen aktuellen Bahnpunkten innerhalb der jeweiligen Toleranzvolumina deutlich reduziert.
Vorteilhafterweise werden das erste und das zweite Toleranzvolumen in Verbindung mit dem Ist-Vektor – als Verbindung des aktuellen Bearbeitungspunktes und des aktuellen Bahnpunktes – auf einer Anzeigeeinheit visualisiert. Insbesondere bei Verwendung einer handgeführten Laserbearbeitungsoptik werden dem Benutzer über eine an der Laserbearbeitungsoptik angebrachten Anzeigeeinheit die geplante Bahn, die jeweils aktuellen Bearbeitungspunkte, die Toleranzvolumina, die Ist-Vektoren und insbesondere das Bearbeitungsvolumen und/oder das Bahnvolumen angezeigt. Hierdurch kann der Benutzer aufgrund der Visualisierung der aktuellen Bearbeitungspunkte in Relation zu bestimmten Abschnitten des Bearbeitungsvolumens und der Visualisierung der aktuellen Bahnpunkte in Relation zu bestimmten Abschnitten des Bahnvolumens, sowie des Ist-Vektors als Verbindung des aktuellen Bearbeitungs- und des aktuellen Bahnpunktes, eine automatisch berechnete Freischaltung eigenständig überprüfen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein virtueller Gefahrenbereich an der der Materialbearbeitungsvorrichtung abgewandten Seite des Bearbeitungsobjektes definiert wird, wobei im Falle eines ermittelten Schnittpunktes eines Soll-Vektors und/oder des Ist-Vektors mit dem virtuellen Gefahrenbereich die Materialbearbeitungsvorrichtung ebenfalls nicht freigeschaltet wird. Insbesondere durch an der Laserschutzkabine angebrachte zusätzliche Überwachungsoptiken kann das Sicherheitsniveau des Verfahrens nochmals gesteigert werden.
Die Materialbearbeitungsvorrichtung ist vorteilhafterweise eine Laserschweißvorrichtung, wobei im Falle eines nicht ermittelten Vorhandenseins des aktuellen Bearbeitungspunktes innerhalb des zugeordneten ersten Toleranzvolumens und eines nicht ermittelten Vorhandenseins des aktuellen Bahnpunktes innerhalb des zugeordneten zweiten Toleranzvolumens ein Warnhinweis, insbesondere ein optisches und/oder akustisches Warnsignal, erzeugt wird.
Es wird als Vorteil angesehen, dass das erste Toleranzvolumen und/oder das zweite Toleranzvolumen, das Vorhandensein des aktuellen Bearbeitungspunktes innerhalb des ersten Toleranzvolumens oder innerhalb des Bearbeitungsvolumens und/oder das Vorhandensein des aktuellen Bahnpunktes innerhalb des zweiten Toleranzvolumens oder innerhalb des Bahnvolumens mit mindestens zwei unabhängigen Steuereinheiten berechnet und die Rechenergebnisse miteinander verglichen werden, wobei im Falle von übereinstimmenden Rechenergebnissen der unabhängigen Steuereinheiten das Verfahren durchgeführt wird.
Vor der Freischaltung der Materialbearbeitungsvorrichtung ein wird vorteilhafterweise ein Aufmerksamkeitshinweis durch eine Steuereinheit erzeugt, falls der aktuelle Bearbeitungspunkt nicht innerhalb jedes von mehreren zugeordneten ersten Toleranzvolumina und/oder der aktuelle Bahnpunkt nicht innerhalb jedes von mehreren zugeordneten zweiten Toleranzvolumina ermittelt werden. In einer vorteilhaften Umsetzung des Verfahrens umgibt eine Laserschutzkabine die Materialbearbeitungsvorrichtung und umfasst mehrere Überwachungsoptiken wie Strahlerfassungssensoren, wobei die Materialbearbeitungsvorrichtung nicht freigeschaltet wird, wenn die Überwachungsoptiken in Form von Strahlerfassungssensoren den aktuellen Bearbeitungspunkt unmittelbar detektieren.
Die Größe und/oder Form des ersten Toleranzvolumens und/oder die Größe und/oder Form des zweiten Toleranzvolumens und damit die Größe und/oder Form des Bearbeitungsvolumens und/oder des Bahnsvolumens werden ortsabhängig variiert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass abweichende Sicherheitstoleranzen bezüglich unterschiedlicher virtueller Bearbeitungspunkte und/oder virtueller Bahnpunkte mit entsprechend angepassten Toleranzvolumina gemäß dem vorliegenden Verfahren umgesetzt werden können.
Erfindungsgemäß ist bei der Vorrichtung zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung vorgesehen, dass die Steuereinheit mindestens einen virtuellen Bearbeitungspunkt zur Abbildung der geplanten Bewegung der Materialbearbeitungsvorrichtung festlegt und ein erstes Toleranzvolumen jedem virtuellen Bearbeitungspunkt zuordnet und den aktuellen Bearbeitungspunkt der Materialbearbeitungsvorrichtung relativ zum ersten Toleranzvolumen des jeweils zugeordneten virtuellen Bearbeitungspunktes bestimmt, wobei die Steuereinheit im Falle des Vorhandenseins des aktuellen Bearbeitungspunkt innerhalb des jeweils zugeordneten ersten Toleranzvolumens und des Vorhandenseins eines aktuelle Bahnpunktes innerhalb des jeweils zugeordneten zweiten Toleranzvolumens die Materialbearbeitungsvorrichtung freischaltet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass mindestens eine ortsabhängig positionierte Überwachungsoptik einen virtuellen Gefahrenbereich definiert und überwacht. Die Materialbearbeitungsvorrichtung ist vorteilhafterweise eine Laserschweißvorrichtung.
Unter Programmcodemittel ist im vorliegenden Zusammenhang jeder Ausdruck in einer beliebigen Computersprache, Code oder Notation eines Satzes von Anweisungen zu verstehen, welche ein Computersystem zur Datenverarbeitung und so zur Ausführung einer bestimmten Funktion befähigen. Die Programmcodemittel sind entweder direkt oder nach einer Umwandlung in eine andere Sprache, Code, Notation oder durch die Darstellung in einer anderen materiellen Form auf dem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit lauffähig.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen beispielhaft
1 eine schematische Zeichnung der Materialbearbeitungsvorrichtung mit mit dem ersten und einen zweiten Toleranzvolumen, sowie einem Soll-Vektor und einem Ist-Vektor;
2 eine schematische Zeichnung der Materialbearbeitungsvorrichtung mit dem ersten und einen zweiten Toleranzvolumen relativ zu einem Bearbeitungsobjekt;
3 eine schematische Darstellung eines aus Toleranzvolumina zusammengesetzten Bearbeitungsvolumens bezogen auf das Bearbeitungsobjekt;
4 eine schematische Zeichnung eines aus Toleranzvolumina zusammengesetzten Bahnvolumens und eines ortsabhängigen Bearbeitungsvolumens;
5 eine schematische Ansicht der Materialbearbeitungsvorrichtung mit zwei Bearbeitungsvolumina für einen virtuellen Bearbeitungspunkt und einem Ist-Vektor innerhalb eines Teiles einer Laserschutzkabine.
Die 1 zeigt eine schematische Abbildung der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 mit zwei Toleranzvolumina 5a, 6a und einem Ist-Vektor 9 als ermittelten Strahlverlauf der Materialbearbeitungsvorrichtung 1. Um einen virtuellen Bearbeitungspunkt 2a ist das erste Toleranzvolumen 4a angeordnet. Ein virtueller Bearbeitungspunkt 2a ist ein für die Materialbearbeitungsvorrichtung 1, insbesondere eine Laserbearbeitungsoptik, planbarer und charakteristischer Arbeitspunkt während des geplanten Arbeitsvorganges. Insbesondere der sogenannte Tool Center Point (TCP) als Werkzeugpunkt der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 gewährleistet eine eindeutige Bestimmung des virtuellen Bearbeitungspunktes 2a und mittels des vorliegenden Verfahrens damit die Bestimmung der aktuellen Lage und Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 zum jeweiligen Arbeitsschritt. Gleichzeitig wird um einen virtuellen Bahnpunkt 3a als eindeutiger Bewegungspunkt der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 das zweite Toleranzvolumen 5a angeordnet. Der idealen Strahlenverlauf der geplanten Materialbearbeitung in Form eines Soll-Vektors 8 wird durch die jeweiligen Verbindung eines virtuellen Bearbeitungspunktes 2a mit einem jeweils zugeordneten Bahnpunkt 3a definiert.
Der tatsächliche Strahlenverlauf der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 wird in Form des Ist-Vektors 9 als Verbindung des aktuellen Bearbeitungspunktes 6a und des jeweils zugeordneten aktuellen Bahnpunktes 7a ermittelt. Anschließend wird das Vorhandensein der Endpunkte des Ist-Vektors 9 innerhalb der Toleranzvolumnia 4a, 5a – also des aktuellen Bearbeitungspunktes 6a innerhalb des jeweiligen ersten Toleranzvolumens 4a und des aktuellen Bahnpunktes 7a innerhalb des jeweils zugeordneten zweiten Toleranzvolumens 5a – berechnet. Bei Verwendung eines kugelförmigen ersten Toleranzvolumens 4a ist vorteilhafterweise der jeweilige virtuelle Bearbeitungspunkt 2a der Mittelpunkt des jeweiligen kugelförmigen ersten Toleranzvolumens 4a. Ebenfalls ist vorteilhafterweise jeweils ein virtueller Bahnpunkt 3a der Mittelpunkt eines jeweils zugeordneten kugelförmigen zweiten Toleranzvolumens 5a.
Wenn die Endpunkte als jeweilige aktuelle Bearbeitungs- und Bahnpunkte 6a, 7a des ermittelte Ist-Vektors 9 jeweils innerhalb der beiden jeweils zugeordneten Toleranzvolumina 4a, 5a ermittelt werden, ist gewährleistet, dass der Ist-Vektor 9 und damit der zu erwartende Strahlverlauf der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 des aktuellen Bearbeitungspunktes 6a und des zugeordneten aktuellen Bahnpunktes 7a sich innerhalb des durch die Tolernazvolumina 4a, 5a definierten Sicherheitsbereichs befindet. Erst dann erfolgt eine Freischaltung der Materialbearbeitungsvorrichtung 1, so dass die Materialbearbeitungsvorrichtung 1 entweder in Betrieb genommen oder im Falle eines bereits ablaufenden Bearbeitungsvorganges bereits für den untersuchten aktuellen Bearbeitungspunkt 6a eine Freischaltung für die Fortsetzung des kontinuierlichen Bearbeitungsvorganges erhält.
Die 2 zeigt eine schematische Abbildung der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 mit einem virtuellen Bearbeitungspunkt 2a auf dem Bearbeitungsobjekt 11 entlang einer geplanten Bahn 10 und einem zugeordneten ersten Toleranzvolumen 4a. Ebenfalls ist dem zugeordneten virtuellen Bahnpunkt 3a das zugehörige zweite Toleranzvolumen 5a zugeordnet.
In der 2 und in den nachfolgenden Figuren 3 bis 5 sind zur besseren Übersicht lediglich die Umrisse der Toleranzvolumina 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c angedeutet.
Der ideale Strahlverlauf in Form eines Soll-Vektors 8 verbindet den virtuellen Bearbeitungspunkt 2a mit dem virtuellen Bahnpunkt 3a. Weicht der zu erwartende Strahlverlauf in Form des Ist-Vektors 9 als Verbindung des aktuellen Bearbeitungspunktes 6a und des aktuellen Bahnpunktes 7a aufgrund der zu erwartenden Lage und Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 – wie im gezeigten Beispiel der 2 – soweit ab, dass nicht beide Endpunkte 6a, 7a des Ist-Vektors 9 innerhalb der zugeordneten Toleranzvolumina 4a, 5a ermittelt werden, wird die Materialbearbeitungsvorrichtung 1 für den entsprechenden aktuellen Bearbeitungspunkt 6a und den zugeordneten aktuellen Bahnpunkt 7a nicht freigeschaltet bzw. unverzüglich wieder ausgeschaltet.
Die Berechnung des Ist-Vektors 9 und die Freischaltung bzw. bei Nichteinhaltung der Sicherheitsbereiche der Toleranzvolumina 4a, 5a die Sperrung der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 erfolgt permanent in Echtzeit durch eine Berechnungsroutine in einer Software, welche in einer PC-Systemumgebung lauffähig ist.
In der 3 ist ein aus ersten Toleranzvolumina 4a, 4b, 4c zusammengesetztes Bearbeitungsvolumen 13 dargestellt. Zur besseren Übersicht sind lediglich die Umrisse des Bearbeitungsvolumens 13 angedeutet. Die Größe und Form der ersten Toleranzvolumina 4a, 4b, 4c ist im gezeigten Beispiel der 3 für jeden virtuellen Bearbeitungspunkt 2a, 2b, 2c identisch. Der zum mittleren virtuellen Bearbeitungspunkt 2b zugeordnete virtuelle Bahnpunkt 3b mit einem umgebenden zweiten Toleranzvolumen 5b und der Verbindung dieser beiden Endpunkte 2b, 3b eines Soll-Vektors 8 ist ebenfalls in der 3 eingezeichnet.
In der 4 ist ein aus ersten Toleranzvolumina 4a, 4b, 4c zusammengesetztes Bearbeitungsvolumen 13 und ein aus zweiten Toleranzvolumina 5a, 5b, 5c zusammengesetztes Bahnvolumen 12 als jeweiliger Umriss dargestellt. Die Größe und Form der ersten Toleranzvolumina 4a, 4b, 4c variiert im gezeigten Beispiel der 4 für jeden virtuellen Bearbeitungspunkt 2a, 2b, 2c auf dem Bearbeitungsobjekt 11. Durch die ortsabhängig in Form und/oder Größe unterschiedlichen zweiten Toleranzvolumina 4a, 4b, 4c können somit für die unterschiedlichen virtuellen Bearbeitungspunkte 2a, 2b, 2c verschiedene Sicherheitsanforderungen definiert werden. Gleiches gilt für die Konzeption des Bahnvolumens 12, das im gezeigten der 4 ebenfalls ortsabhängig variiert.
Das Bahnvolumen 12 und/oder das Bearbeitungsvolumen 13 werden als Röhren auf einer Anzeigeeinrichtung 17 (nicht dargestellt) einem Benutzer visualisiert. Die Visualisierung des Bahnvolumens 12 und/oder des Bearbeitungsvolumens 13 erfolgt über eine Überwachungssoftware in dreidimensionaler Darstellung und kann in verschiedenen Koordinatensystemdarstellung, beispielsweise im Roboterkoordinatensystem oder im Weltkoordiantensystem, angezeigt werden.
Die Sicherheit während des Betriebes der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 ist durch eine doppelte Berechnung gegebenenfalls auf zwei unterschiedlichen Steuereinheiten 16 (nicht dargestellt) gewährleistet. Die Koordinaten der aktuellen Bearbeitungspunkte 2a, 2b, 2c der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 können entweder durch ein 3D-Trackingsystem bei handgeführten Materialbearbeitungsvorrichtung 1 oder durch die Übertragung der zeitlich definierten Koordinaten und Orientierungen der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 innerhalb des Überwachungsintervalls gewonnen werden. Alternativ können auch die Achswinkel der Materialbearbeitungsvorrichtung 1 zur Berechnung des aktuellen Bearbeitungspunktes 2a, 2b, 2c auf der geplanten Bahn 10 (nicht dargestellt) genutzt werden.
Die 5 zeigt schematisch eine Materialbearbeitungsvorrichtung 1 in einem Ausschnitt einer Laserschutzkabine 14. In der von der vom Bearbeitungsobjekt 11 abgewandten Seite wird ein virtueller Gefahrenbereich 17 definiert, der mittels Strahlerfassungssensoren als Überwachungsoptiken 15 überwacht wird, wobei die Sensordaten durch die Steuereinheit 16 ausgewertet werden. Wenn – wie im gezeigten Beispiel der 5 – der Ist-Vektor 9 im virtuellen Gefahrenbereich 17 unmittelbar detektiert wird, erfolgt durch die Steuereinheit 16 keine Freischaltung der Materialbearbeitungsvorrichtung 1.
Vorteilhafterweise werden um den virtuellen Bearbeitungspunkt 2a entlang der geplanten Bahn 10 zwei zweite Toleranzvolumina 4a, 4b mit unterschiedlichen Formen und/oder Größen definiert. Hierdurch ist es möglich, dass das Vorhandensein des aktuellen Bearbeitungspunktes 6a innerhalb der unterschiedlich großen, ersten Toleranzvolumina 4a, 4b bzw. dem hieraus abgeleiteten unterschiedlichen Bearbeitungsvolumen 13 (nicht dargestellt) zu ermitteln. Falls der aktuelle Bearbeitungspunkt 6a nur innerhalb eines der beiden Toleranzvolumina 4a, 4b ermittelbar ist, kann dies als Entwicklung zu einem sicherheitskritischen Strahlverlauf interpretiert und ein Bediener von diesem Status informiert werden. Einem Bediener kann das Bearbeitungsvolumen 13 dann in einer veränderten Farbe auf der Anzeigeneinheit 18 (nicht dargestellt) angezeigt werden, wobei die Farbwahl ein Gradmesser für die Art der erforderlichen Aufmerksamkeit des Bedieners darstellt.
Dem Verfahren liegt das vorteilhafte Prinzip zugrunde, dass ein sicher Betrieb eines Materialbearbeitungsprozesses gewährleistet ist, sobald die Richtung des Bearbeitungsstrahls eindeutig im Raum beschrieben und erfasst werden kann und durch diese Erfassung sichergestellt ist, dass nur das eigentliche Bearbeitungsobjekt 11 oder sicherheitstechnisch unbedenkliche Flächen der Strahlung ausgesetzt werden. Die Materialbearbeitungsvorrichtung 1 wird nur dann freigeschaltet, wenn ein sicherer Betrieb durch die Ermittlung aktuellen Bearbeitungspunkte 6a, 6b, 6c und der aktuellen Bahnpunkte 7a, 7b, 7c als Endpunkte des Ist-Vektors 9 innerhalb der jeweiligen Toleranzvolumina 4a, 4b, 4c und 5a, 5b, 5c gewährleistet ist.
Bezugszeichenliste

1: Materialbearbeitungsvorrichtung
2a, 2b, 2c: virtueller Bearbeitungspunkt
3a, 3b, 3c: virtueller Bahnpunkt
4a, 4b, 4c: erstes Toleranzvolumen
5a, 5b, 5c: zweites Toleranzvolumen
6a, 6b, 6c: Bearbeitungspunkt
7a, 7b, 7c: Bahnpunkt
8: Soll-Vektor
9: Ist-Vektor
10: geplante Bahn
11: Bearbeitungsobjekt
12: Bahnvolumen
13: Bearbeitungsvolumen
14: Laserschutzkabine
15: Überwachungsoptik
16: Steuereinheit
17: virtueller Gefahrenbereich
18: Anzeigeeinheit

Claims

Verfahren zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung (1), wobei die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) relativ zu einem Bearbeitungsobjekt (11) bewegt wird, mit folgenden Schritten: a. Berechnung einer geplanten Bahn (10) und einer geplanten Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) wahrend der geplanten Materialbearbeitung des Bearbeitungsobjektes (11); b. Festlegung von virtuellen Bearbeitungspunkten (2a, 2b, 2c) entlang der geplanten Bahn (10) auf dem Bearbeitungsobjekt (11); c. Zuordnung eines ersten Toleranzvolumens (4a, 4b, 4c) zu jedem virtuellen Bearbeitungspunkt (2a, 2b, 2c); d. Festlegung von virtuellen Bahnpunkten (3a, 3b, 3c) zur Abbildung der geplanten Bewegung der Materialbearbeitungsvorrichtung (1); e. Zuordnung eines zweiten Toleranzvolumens (5a, 5b, 5c) zu jedem virtuellen Bahnpunkt (3a, 3b, 3c); f. Bestimmung des aktuellen Bearbeitungspunktes (6a, 6b, 6c) relativ zum ersten Toleranzvolumen (4a, 4b, 4c) des jeweils zugeordneten virtuellen Bearbeitungspunktes (2a, 2b, 2c); g. Bestimmung des aktuellen Bahnpunktes (7a, 7b, 7c) der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) relativ zum zweiten Toleranzvolumen (5a, 5b, 5c) des jeweils zugeordneten virtuellen Bahnpunktes (3a, 3b, 3c); h. Freischalten der Materialbearbeitungsvorrichtung (1), falls der aktuelle Bearbeitungspunkt (6a, 6b, 6c) innerhalb des jeweils zugeordneten ersten Toleranzvolumens (4a, 4b, 4c) und der aktuelle Bahnpunkt (7a, 7b, 7c) innerhalb des jeweils zugeordneten zweiten Toleranzvolumens (5a, 5b, 5c) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) eine Überwachungsoptik (15) umfasst, wobei der aktuelle Bearbeitungspunkt (6a, 6b, 6c) und die aktuelle Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung (1), sowie der aktuelle Bahnpunkt (7a, 7b, 7c) durch die Überwachungsoptik (15) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die virtuellen Bearbeitungspunkte (2a, 2b, 2c) jeweils so entlang der geplanten Bahn (10) angeordnet werden, dass die Bewegungen der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) zwischen zwei virtuellen Bearbeitungspunkten (2a, 2b, 2c) innerhalb des minimal möglichen Überwachungsintervalls der Überwachungsoptik (15) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Toleranzvolumen (4a, 4b, 4c) durch ein kugelförmiges Volumen mit jeweils einem virtuellen Bearbeitungspunkt (4a, 4b, 4c) als Mittelpunkt und/oder das zweite Toleranzvolumen (5a, 5b, 5c) durch ein kugelförmiges Volumen mit jeweils einem virtuellen Bahnpunkt (7a, 7b, 7c) als Mittelpunkt gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Toleranzvolumina (4a, 4b, 4c) der virtuellen Bearbeitungspunkte (2a, 2b, 2c) zu einem Bearbeitungsvolumen (13) und/oder die zweiten Toleranzvolumina (5a, 5b, 5c) der virtuellen Bahnpunkte (3a, 3b, 3c) zu einem Bahnvolumen (12) zusammengefasst und das Vorhandensein des aktuellen Bearbeitungspunktes (6a, 6b, 6c) innerhalb des Bearbeitungsvolumens (13) und/oder das Vorhandensein des aktuellen Bahnpunktes (7a, 7b, 7c) innerhalb des Bahnvolumens (12) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Toleranzvolumen (4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c) in Verbindung mit dem Ist-Vektor (9) auf einer Anzeigeeinheit (18) visualisiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein virtueller Gefahrenbereich (17) an der der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) abgewandten Seite des Bearbeitungsobjektes (11) definiert wird, wobei im Falle eines ermittelten Schnittpunktes eines Soll-Vektors (8) als Verbindung eines virtuellen Bearbeitungspunktes (2a, 2b, 2c) mit dem jeweils zugehörigen virtuellen Bahnpunkt (3a, 3b, 3c) und/oder des Ist-Vektors (9) mit dem virtuellen Gefahrenbereich (17) die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) nicht freigeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) eine Laserschweißvorrichtung ist und für den Fall, dass der aktuelle Bearbeitungspunkt (6a, 6b, 6c) nicht innerhalb des jeweils zugeordneten ersten Toleranzvolumens (4a, 4b, 4c) und der aktuelle Bahnpunkt (7a, 7b, 7c) nicht innerhalb des jeweils zugeordneten zweiten Toleranzvolumens (5a, 5b, 5c) ermittelt werden, ein Warnhinweis erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein des aktuellen Bearbeitungspunktes (6a, 6b, 6c) im jeweiligen ersten Toleranzvolumen (4a, 4b, 4c) und/oder das Vorhandensein des aktuellen Bahnpunktes (7a, 7b, 7c) im jeweiligen zweite Toleranzvolumen (5a, 5b, 5c) und/oder die Ausrichtung des Ist-Vektors (5) relativ zu den ersten und zweiten Toleranzvolumina (4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c) mit mindestens zwei unabhängigen Steuereinheiten (16) berechnet und die Rechenergebnisse miteinander verglichen werden, wobei im Falle von übereinstimmenden Ergebnisberechnungen der unabhängigen Steuereinheiten (16) das Verfahren durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Freischaltung der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) ein Aufmerksamkeitshinweis durch die Steuereinheit (16) erzeugt wird, falls der aktuelle Bearbeitungspunkt (6a, 6b, 6c) nicht innerhalb jedes von mehreren zugeordneten ersten Toleranzvolumina (4a, 4b, 4c) und/oder der aktuelle Bahnpunkt (7a, 7b, 7c) nicht innerhalb jedes von mehreren zugeordneten zweiten Toleranzvolumina (5a, 5b, 5c) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laserschutzkabine (14) die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) umgibt und mehrere Überwachungsoptiken (15) umfasst, wobei die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) nicht freigeschaltet wird, wenn die Überwachungsoptiken (15) in Form von Strahlerfassungssensoren den aktuellen Bearbeitungspunkt (6a, 6b, 6c) unmittelbar detektieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und/oder Form des ersten Toleranzvolumens (4a, 4b, 4c) und/oder die Größe und/oder Form des zweiten Toleranzvolumens (5a, 5b, 5c) und damit die Größe und/oder Form des Bearbeitungsvolumens (13) und/oder des Bahnvolumens (12) ortsabhängig variieren.
Vorrichtung zum sicherheitsgerichteten Steuern einer Materialbearbeitungsvorrichtung (1), wobei die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) relativ zu einem Bearbeitungsobjekt (11) bewegbar ist und die geplante Bahn (10) und die geplante Ausrichtung der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) während der geplanten Materialbearbeitung des Bearbeitungsobjektes (11) berechenbar ist, wobei eine Steuereinheit (16) mindestens einen virtuellen Bearbeitungspunkt (2a, 2b, 2c) entlang der geplanten Bahn (10) auf dem Bearbeitungsobjekt (11) festlegt und eine Zuordnung eines ersten Toleranzvolumens (4a, 4b, 4c) zu jedem virtuellen Bearbeitungspunkt (2a, 2b, 2c) vornimmt und die Steuereinheit (16) die relative Lage des aktuellen Bearbeitungspunktes (6a, 6b, 6c) zum jeweiligen ersten Toleranzvolumen (4a, 4b, 4c) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) mindestens einen virtuellen Bahnpunkt (3a, 3b, 3c) zur Abbildung der geplanten Bewegung der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) festlegt und ein zweites Toleranzvolumens (5a, 5b, 5c) jedem virtuellen Bahnpunkt (3a, 3b, 3c) zuordnet und den aktuellen Bahnpunkt (7a, 7b, 7c) der Materialbearbeitungsvorrichtung (1) relativ zum zweiten Toleranzvolumen (5a, 5b, 5c) des jeweils zugeordneten virtuellen Bearbeitungspunktes (2a, 2b, 2c) bestimmt, wobei die Steuereinheit (16) im Falle des Vorhandenseins des aktuellen Bearbeitungspunktes (6a, 6b, 6c) innerhalb des jeweils zugeordneten ersten Toleranzvolumens (4a, 4b, 4c) und des Vorhandenseins des aktuelle Bahnpunktes (7a, 7b, 7c) innerhalb des jeweils zugeordneten zweiten Toleranzvolumens (5a, 5b, 5c) die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) freischaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine ortsabhängig positionierte Überwachungsoptik (15) einen virtuellen Gefahrenbereich (17) überwacht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbearbeitungsvorrichtung (1) eine Laserschweißvorrichtung ist.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Steuereinheit nach einem der Ansprüche 13 bis 15, ausgeführt wird.