DE102010005708A1

DE102010005708A1 - Produktionssystem mit überlappendem Bearbeitungsbereich zwischen Mensch und Roboter

Info

Publication number: DE102010005708A1
Application number: DE102010005708A
Authority: DE
Inventors: Ryo Oshino-mura Nihei; Shinsuke Oshino-mura Sakakibara; Kazunori Oshino-mura Ban; Masahiro Oshino-mura Morioka; Satoshi Oshino-mura Adachi; Shouta Oshino-mura Takizawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: US8315735B2; US20100191372A1; DE102010005708B4; JP4648486B2; JP2010188515A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Produktionssystem, in dem ein Mensch und ein Roboter gleichzeitig einen zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt in demselben Bereich ausführen können, während die Sicherheit des Menschen gewährleistet ist. Ein Roboter ist auf einer Seite eines Arbeitstisches angeordnet und eine Bedienungsperson befindet sich auf der anderen Seite des Arbeitstisches. Der erreichbare Bereich für die Bedienungsperson ist durch den Arbeitstisch beschränkt. Ein Bereich des Arbeitstisches ist unterteilt in einen Bereich, in dem lediglich die Bedienungsperson einen Arbeitsschritt ausführen kann, einen Bereich, in dem lediglich der Roboter einen Arbeitsschritt ausführen kann, und einen Bereich, in den sowohl die Bedienungsperson als auch der Roboter eindringen können. In einem Kooperationsmodus ist die maximale Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente des Roboters auf einen Wert begrenzt, der niedriger ist als dann, wenn die Komponente des Roboters außerhalb dieses Bereichs des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts arbeitet, und die Bewegung des Roboters ist derart eingeschränkt, dass der Roboter nicht in einem Bereich eindringt, der für das Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist.

Description

Verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-14672 , die am 26. Januar 2009 eingereicht wurde, wobei deren gesamter Inhalt vollständig durch Bezugnahme hierin mitumfasst ist.
Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Produktionssystem mit einem gemeinsamen Bearbeitungsbereich, wobei ein Roboter und ein Mensch gleichzeitig einen Arbeitsschritt in demselben Bereich ausführen können.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Im Stand der Technik wird bei einem Produktionssystem, das einen Roboter verwendet, üblicherweise eine Sicherheitsabsperrung eingesetzt, um vollständig einen Bearbeitungsbereich des Roboters von dem Bearbeitungsbereich eines Menschen zu trennen, wobei der Roboter und der Mensch nicht gleichzeitig einen Arbeitsschritt in demselben Bereich ausführen können. Um die Sicherheit zu gewährleisten, kann der Mensch nicht in den Bewegungsbereich des Roboters eindringen, wenn der Roboter in Betrieb ist.
In den vergangenen Jahren war es verstärkt erwünscht, dass ein Mensch einen Einstellarbeitsschritt oder dergleichen innerhalb des Bewegungsbereichs des Roboters ausführen kann, wenn der Roboter in Betrieb ist, um die Produktivität oder das System zu verbessern. In diesem Zusammenhang wurde im Stand der Technik ein Stopper bzw. Anschlag zum Begrenzen der Bewegung jeder Achse des Roboters verwendet, um dadurch den Bewegungsbereich des Roboters einzuschränken, wodurch ein Schutzbereich innerhalb des Bewegungsbereichs des Roboters erhalten wird, in den der Mensch gefahrlos eindringen kann.
Allerdings muss dann, wenn der Stopper verwendet wird, um den Bewegungsbereich des Roboters zu beschränken, der Schutzbereich, in den der Mensch eindringen kann, verhältnismäßig groß sein, was dazu führt, dass der Betriebsbereich des Roboters kleiner wird. Als Ergebnis sind die Arbeitsschritte des Roboters eingeschränkt und können beeinträchtigt werden. Da es erforderlich ist, den Stopper wieder zu entfernen, um den Schutzbereich zu verändern, kann ferner der Schutzbereich nicht während des Roboterbetriebs verändert werden, wodurch die Bewegung des Roboters selbst dann eingeschränkt bleibt, wenn der Arbeitsschritt des Menschen nicht (mehr) erforderlich ist. Demzufolge ist es schwierig, die Produktivität des Systems unter Verwendung des Stoppers zu verbessern.
Wenn der Mensch in den Bewegungsbereich des Roboters eindringt und der Roboter ein Werkstück dem Menschen bereitstellt oder ein Werkstück vom Menschen erhält, ist es erforderlich, dass der Mensch und der Roboter einen derartigen Arbeitsschritt in demselben Bereich ausführen. In einem derartigen Fall muss im Allgemeinen der Mensch in den Bewegungsbereich eindringen, nachdem die Bewegung des Roboters angehalten wurde, wodurch die Produktivität des Roboters beeinträchtigt werden kann.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2007-283450 offenbart einen Sensor, der dazu ausgelegt ist, zu erfassen, dass ein Mensch oder ein Roboter in einen Betriebsbereich eindringt, in dem der Mensch einen Arbeitsschritt ausführen kann, wobei der Betriebsbereich in einem Bewegungsbereich des Roboters liegt. Wenn der Sensor das Eindringen des Menschen oder des Roboters erfasst, wird die Bewegung des Roboters zugunsten der Sicherheit des Menschen mittels einer Sicherheitssteuervorrichtung oder dergleichen gestoppt oder verlangsamt. Ferner ist in der Erfindung der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2007-283450 eine Mehrzahl von Bereichen innerhalb des Bewegungsbereichs des Roboters bestimmt, in denen der Mensch einen Arbeitsschritt ausführen kann, und es ist ein Sensor vorgesehen, der dazu ausgelegt ist, zu erfassen, dass der Mensch oder der Roboter in jenen Bereich eintritt. In diesem Fall kann der Sensor durch eine Schaltoperation aktiviert oder deaktiviert werden. Dadurch können der Mensch oder der Roboter alternativ einen Arbeitsschritt in demselben Bereich ausführen.
In der Ausführungsform, die in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2007-283450 dargelegt ist, können der Mensch und der Roboter gleichzeitig einen Arbeitsschritt in demselben Bereich ausführen. Hinsichtlich des Kostenbewusstseins der letzten Jahre ist es erforderlich, dass der Mensch und der Roboter dazu in der Lage sind, gleichzeitig einen Arbeitsschritt (oder zusammenwirkende Arbeitsschritte) in demselben Bereich auszuführen. Mit anderen Worten führt in einem derartigen zusammenhängenden Arbeitsschritt der Mensch einen komplizierten Arbeitsschritt aus, wie beispielsweise einen Zusammenbau, und der Roboter stellt erforderliche Komponenten dem Menschen bereit. In einem derartigen Fall kann die Produktionseffizienz durch den zusammenhängenden Arbeitsschritt verbessert werden.
Abriss der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Produktionssystem bereitzustellen, bei dem ein Mensch und ein Roboter gleichzeitig einen Arbeitsschritt in demselben Bereich (oder einen zusammenwirkenden bzw. sich ergänzenden Arbeitsschritt) ausführen können, wobei die Sicherheit des Menschen gewährleistet ist.
Um die vorstehenden Probleme zu lösen, ist erfindungsgemäß ein Produktionssystem vorgesehen, das umfasst: einen Roboter; eine Steuereinheit, die zum Steuern des Roboters ausgebildet ist; ein Bedienungspersonarbeitsbereich, in den eine Bedienungsperson eindringen kann und in den der Roboter nicht eindringen kann und einen Bereich für einen zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt, in den sowohl die Bedienungsperson als auch der Roboter eindringen können, wobei die Steuereinheit einen Kooperationsmodus aufweist, in dem dann, wenn eine Komponente des Roboters den Bereich für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt betritt, die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente des Roboters auf einen niedrigeren Wert beschränkt ist, als dann, wenn die Komponente des Roboters außerhalb des Bereichs für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt arbeitet, oder dann, wenn die Bedienungsperson in den Bereich für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt eintritt, während der Roboter einen Arbeitsschritt ausführt, wobei die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente des Roboters auf einen niedrigeren Wert begrenzt ist als dann, wenn die Bedienungsperson den Bereich für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt nicht betritt, und wobei die Bewegung des Roboters derart eingeschränkt ist, dass die Komponente des Roboters einen Bereich, in dem das Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, in den Bereich für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt nicht eindringt, wobei der Bereich, in dem das Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, als ein Bereich definiert ist, dessen Grenzen von einem entfernt liegenden Objekt um einen vorbestimmten Abstand oder um weniger beabstandet ist.
Erfindungsgemäß kann die Bedienungsperson oder der Roboter ein Vermeidungsverhalten annehmen, wenn die Bedienungsperson einen zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt ausführt oder den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts betritt, um eine Wechselwirkung mit dem Roboter zu vermeiden, da die maximale Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters begrenzt ist. Durch Festlegen des Bereichs, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, wird die Bedienungsperson nicht zwischen dem Roboter und dem entfernt liegenden Objekt eingeschlossen. Durch Begrenzen der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters wird die Bedienungsperson zusätzlich nicht ernsthaft verletzt, selbst wenn der Roboter mit der Bedienungsperson kollidieren sollte.
Das Produktionssystem kann ferner eine Vorrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, im Kooperationsmodus den Roboter anzuhalten, wenn die Geschwindigkeit der Komponente des Roboters einen vorbestimmten Geschwindigkeitswert überschreitet oder wenn die Komponente des Roboters in den Bereich eintritt, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll. Dadurch kann verhindert werden, dass der Roboter sich mit einer relativ hohen Geschwindigkeit in dem Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts bewegt und/oder in den Bereich eintritt, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, wodurch die Sicherheit der Bedienungsperson verbessert werden kann.
In dem Produktionssystem kann die Steuereinheit wenigstens eines der folgenden Merkmale umfassen: einen ersten Betriebsmodus, in dem Komponenten des Roboters nicht in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eindringen kann und lediglich die Bedienungsperson einen Arbeitsschritt in dem Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ausführen kann; einen zweiten Betriebsmodus, in dem die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente des Roboters in dem Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts nicht begrenzt ist und der Roboter in den Bereich, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, eindringen kann und lediglich der Roboter einen Arbeitsschritt in dem Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ausführen kann; und einen dritten Betriebsmodus, in dem der Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts unterteilt ist in einen Bereich, in dem lediglich die Bedienungsperson einen Arbeitsschritt ausführen kann, und einen Bereich, in dem lediglich der Roboter einen Ar beitsschritt ausführen kann. Wenn der zusammenwirkende oder sich ergänzende Arbeitsschritt nicht erforderlich ist, wird dadurch die Einschränkung hinsichtlich der Bewegung des Roboters deaktiviert, wodurch die Leistung des Roboters maximiert werden kann. Ferner kann der Arbeitsbereich für die Bedienungsperson vergrößert werden, wodurch die Produktionseffizienz verbessert werden kann.
Das Produktionssystem kann ferner eine Vorrichtung aufweisen, die dazu ausgelegt ist, den Roboter anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters zu reduzieren oder den Roboter anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn der Roboter im ersten Betriebsmodus in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eindringt, oder eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, im ersten Betriebsmodus ein Eindringen des Roboters in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts zu beschränken.
Das Produktionssystem kann ferner eine Vorrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, den Roboter anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters zu reduzieren oder den Roboter anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn die Bedienungsperson in dem zweiten Betriebsmodus in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eintritt, oder eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, in dem zweiten Betriebsmodus das Eindringen der Bedienungsperson in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts einzuschränken.
Das Produktionssystem kann ferner eine Vorrichtung umfassen, die dazu ausgelegt ist, den Roboter anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters zu reduzieren oder den Roboter anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn die Bedienungsperson im dritten Betriebsmodus in den Bereich eintritt, in den lediglich der Roboter eindringen kann, ,oder eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, im dritten Betriebsmodus das Eindringen der Bedienungsperson in den Bereich zu beschränken, in den lediglich der Roboter eindringen kann,.
Das Produktionssystem kann ferner eine Vorrichtung umfassen, die dazu ausgelegt ist, den Roboter anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters zu reduzieren oder den Roboter anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn der Roboter im dritten Betriebsmodus in den Bereich eintritt, in den lediglich die Bedienungsperson eindringen kann, oder eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, um im dritten Betriebsmodus das Eindringen des Roboters in den Bereich einzuschränken, in den lediglich die Bedienungsperson eindringen kann.
Das Produktionssystem kann ferner umfassen: einen ersten Sensor, der dazu ausgelegt ist, zu erfassen, dass der Roboter in dem ersten Betriebsmodus in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eingetreten ist; einen zweiten Sensor, der dazu ausgelegt ist, um zu erfassen, dass die Bedienungsperson in dem zweiten Betriebsmodus in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eingetreten ist; und einen dritten Sensor, der dazu ausgelegt ist, zu erfassen, dass der Roboter im dritten Betriebsmodus in den Bereich eingetreten ist, in dem im Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts lediglich die Bedienungsperson einen Arbeitsschritt ausführen kann, oder dass die Bedienungsperson im dritten Betriebsmodus in den Bereich eingetreten ist, in dem im Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts lediglich der Roboter einen Arbeitsschritt ausführen kann, wobei das Umschalten des ersten, zweiten und dritten Betriebsmodus mittels eines Umschaltens zwischen einem Ein-Aus-Zustand des ersten, zweiten oder dritten Sensors ausgeführt wird.
Das Produktionssystem kann ferner einen Roboterarbeitsschrittbereich umfassen, in den der Roboter eindringen kann und die Bedienungsperson nicht eindringen kann, wobei die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente des Roboters in dem Roboterarbeitsschrittbereich nicht beschränkt ist.
Aufgrund der Tatsache, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, den Roboter anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters zu reduzieren, oder den Roboter anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn der Roboter im zweiten Betriebsmodus in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eintritt, oder aufgrund einer Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Eindringen des Roboters in dem zweiten Betriebsmodus in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts zu begrenzen, und die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, in dem dritten Betriebsmodus den Roboter anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters zu reduzieren oder den Roboter anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn die Bedienungsperson in den Bereich eintritt, in den lediglich der Roboter eindringen kann, oder aufgrund einer Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, im dritten Betriebsmodus das Eindringen der Bedienungsperson in den Bereich zu beschränken, in den lediglich der Roboter eindringen kann, kann die Bedienungsperson davor bewahrt werden, durch den sich bewegenden Roboter ernsthaft verletzt zu werden.
Aufgrund der Tatsache, dass die Vorrichtung zum Anhalten des Roboters, Reduzieren der Geschwindigkeit des Roboters oder Anweisen des Roboters ausgebildet ist, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn der Roboter in dem ersten Betriebsmodus in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eintritt, oder aufgrund einer Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Eindringen des Roboters in den Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in dem ersten Betriebsmodus zu beschränken; und die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, den Roboter anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters zu reduzieren oder den Roboter anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn der Roboter in den Bereich eintritt, in den lediglich die Bedienungsperson im dritten Betriebsmodus eindringen kann, oder aufgrund einer Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Eindringen des Roboters in den Bereich zu beschränken, in den lediglich die Bedienungsperson in dem dritten Betriebsmodus eindringen kann, kann die Sicherheit des Bereichs, in den lediglich die Bedienungsperson eindringen kann, verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung besser ersichtlich, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
1 eine Seitenansicht eines Produktionssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2A und 2B jeweils Draufsichten und Seitenansichten eines Bedienungspersonarbeitsschrittbereichs, eines Roboterarbeitsschrittbereichs und eines Bereichs eines zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in dem Produktionssystem nach 1 sind;
3 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, in dem Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ist, wie in 2B gezeigt;
4A eine Vorderansicht eines Produktionssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, das einen Betriebsmodus darlegt, in dem lediglich eine Bedienungsperson einen Arbeitsschritt in dem Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ausführt;
4B eine Vorderansicht des Produktionssystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, das einen Betriebsmodus darlegt, in dem lediglich ein Roboter einen Arbeitsschritt in dem Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ausführen kann;
4C eine Vorderansicht des Produktionssystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, die einen Betriebsmodus darlegt, in dem der Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts unterteilt ist in einen Bereich, in dem lediglich die Bedienungsperson einen Arbeitsschritt ausführen kann, und einen weiteren Bereich, in dem lediglich der Roboter einen Arbeitsschritt ausführen kann;
5 eine perspektivische Ansicht eines Produktionssystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
6 eine Seitenansicht eines Bedienungspersonarbeitsschrittbereichs, eines Roboterarbeitsschrittbereichs und eines Bereichs eines zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in dem Produktionssystem nach 5 ist;
7 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, in dem Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ist, wie in 6 gezeigt;
8A eine perspektivische Ansicht eines Produktionssystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, das den Zustand zeigt, in dem ein Fenster einer Sicherheitsabsperrung geöffnet ist;
8B eine perspektivische Ansicht des Produktionssystems gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, das den Zustand zeigt, in dem das Fenster einer Sicherheitsabsperrung geschlossen ist;
9 eine perspektivische Ansicht eines Produktionssystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
10 eine Seitenansicht eines Bedienungspersonarbeitsschrittbereichs, eines Roboterarbeitsschrittbereichs und eines Bereichs eines zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in dem Produktionssystem nach 9 ist;
11 eine perspektivische Ansicht ist, die die Einschränkung des Bewegungsbereichs des Roboterarms in dem Produktionssystem nach 9 ist;
12 eine Seitenansicht ist, die einen Betriebsmodus darlegt, in dem der Bereich des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als ein Arbeitsschrittbereich für die Bedienungsperson in dem Produktionssystem nach 9 genutzt wird;
13 eine Seitenansicht eines Produktionssystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist; und
14 eine Seitenansicht ist, die den Zustand zeigt, in dem der Bereich für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt in einen Bereich umfunktioniert ist, in dem lediglich die Bedienungsperson einen Arbeitsschritt ausführt.
Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Wie in 1 gezeigt ist in einem ersten Ausführungsbeispiel ein Arbeitstisch 6 vorgesehen. Ein Roboter 2 ist auf einer Seite des Arbeitstischs 6 angeordnet. Ein Sitz 7 für eine Bedienungsperson 1 ist auf der anderen Seite des Arbeitstischs 6 angeordnet.
Obwohl der Roboter 2 in 1 als allgemeiner Mehrgelenkroboter mit einer Komponente, wie beispielsweise eine Hand 9, gezeigt ist, die dazu ausgebildet ist, ein Werkstück und/oder ein Bearbeitungswerkzeug zu greifen, das am vorderen Ende des Roboters angebracht ist, kann der Roboter auch eine andere herkömmliche Konfiguration aufweisen. Da die detaillierte Ausführung des Roboters nicht unmittelbar mit der vorliegenden Erfindung zusammenhängt, wird eine Erläuterung hiervon weggelassen.
Der Roboter 2 weist eine Steuereinheit 2a auf, die einen Antriebsbereich des Roboters 2 steuert, wie beispielsweise einen Antriebsmotor eines Verbindungsmechanismus, um die Bewegung des Roboters 2 zu steuern.
In jedem Fall ist der Roboter 2 dazu ausgelegt, einen Arbeitsschritt, wie beispielsweise eine Bearbeitung und/oder eine Verlagerung eines Werkstücks auf den oder über den Arbeitstisch 6 zu bewirken. Ein Bewegungsbereich des Roboters 2 ist derart definiert, dass der Bewegungsbereich nicht den gesamten Bereich auf dem Arbeitstisch 6 abdeckt. In dieser Hinsicht bedeutet „Bewegungsbereich” des Roboters 2 einen physikalisch erreichbaren Bereich irgendeiner Komponente des Roboters. Beispielsweise kann der erreichbare Bereich durch die Größe eines Arms und/oder einer Hand 9 definiert sein, die den Roboter 2 bilden, und einen Drehbereich eines Verbindungsmechanismus, der den Arm und/oder die Hand 9 mit dem Roboter 2 verbinden. Die Bewegung des Roboters 2 kann durch das Beschränken eines Bewegungsbereichs des Verbindungsmechanismus mittels eines Anschlags oder dergleichen bestimmt sein. Die Komponente 2 des Roboters kann ein Objekt umfassen, wie beispielsweise ein Werkstück und/oder ein von der Hand 9 ergriffenes Bearbeitungswerkzeug, das zusammen mit dem Roboterarm bewegt wird.
Ferner erfasst ein erreichbarer Bereich einer Hand der Bedienungsperson 1, die auf dem Sitz 7 sitzt, nicht den gesamten Bereich auf dem Arbeitstisch 6. Da der Bereich des Arbeitstischs 6 ausreichend groß ist, so dass der erreichbare Bereich der Hand der Bedienungsperson auf dem Arbeitstisch 6 eingeschränkt ist, wenn die Bedienungsperson 1 einen Arbeitsschritt ausführt, wenn sie auf dem Sitz 7 sitzt. Mit ande ren Worten ist der erreichbare Bereich der Bedienungsperson 1 aufgrund des Arbeitstischs 6 und des Sitzes 7 um den Roboter 2 herum eingeschränkt.
Wie in 2A und 2B gezeigt, wird somit der Bereich des Arbeitstischs 6 in drei Bereiche unterteilt, d. h. einen Bereich 3 für Arbeitsschritte der Bedienungsperson, einen Bereich 4 für Arbeitsschritte des Roboters und einen Bereich 5 für zusammenwirkende bzw. sich ergänzende Arbeitsschritte. Der Bereich 3 für Arbeitsschritte der Bedienungsperson liegt außerhalb des vom Roboter 2 erreichbaren Bereichs und somit kann keine Komponente des Roboters in den Innenbereich 3 eintreten, unabhängig vom Betriebszustand des Roboters 2, wodurch lediglich die Bedienungsperson 1 in dem Bereich 3 präsent und aktiv sein kann. Der Bereich 4 für Arbeitsschritte des Roboters ist derart definiert, dass die auf dem Sitz 7 sitzende Bedienungsperson 1 den Bereich 4 nicht erreichen kann, wodurch lediglich der Roboter in dem Bereich 4 präsent und aktiv sein kann. Der Bereich 5 für zusammenwirkende Arbeitsschritte ist definiert zwischen den Bereichen 3 und 4, wobei sowohl die Bedienungsperson 1 als auch der Roboter 2 in diesen eingreifen können. Obwohl jeder Bereich als Rechteck gezeigt ist, kann jeder Bereich auch mit einer komplizierteren Form mit gekrümmter Begrenzungsfläche ausgebildet sein.
Im Produktionssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann aufgrund der Tatsache, dass sowohl die Bedienungsperson 1 als auch der Roboter 2 in dem Bereich 5 für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt eingreifen können, der Roboter mit der Bedienungsperson 1 in Wechselwirkung treten. Deshalb ist die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente des Roboters 2 in dem Bereich 5 auf einen niedrigeren Wert begrenzt, als die maximale Bewegungsgeschwindigkeit im Bereich 4 für Roboterarbeitsschritte. Mit anderen Worten ist in dem Bereich 4 für Arbeitsschritte des Roboters die maximale Bewegungsgeschwindigkeit nicht eingeschränkt. Aufgrund dieser Tatsache kann die Bedienungsperson 1 durch ein entsprechendes eine Kollision vermeidendes Verhalten reagieren, wenn der Roboter 2 droht, mit der Bedienungsperson 1 zu kollidieren. Selbst wenn der Roboter 2 mit der Bedienungsperson 1 kollidiert, verursacht der Roboter 2 keine Verletzung bei der Bedienungsperson 1.
Die maximale Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters in dem Bereich 5 für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt ist beispielsweise auf 250 mm/s festgelegt, was in ISO 10218-1 spezifiziert ist, welche eine Niedriggeschwindigkeitssteuerung betrifft, wobei die maximale Geschwindigkeit auch auf einen Geschwindigkeitswert festgesetzt werden kann, der kleiner als 250 mm/s ist.
In dem Bearbeitungsbereich 5 für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt ist ein Bereich 8, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, als ein Bereich definiert, dessen Grenzen von dem entfernt liegenden Objekt um einen vorbestimmten Abstand oder weniger getrennt sind, um zu verhindern, dass ein Körperteil der Bedienungsperson 1 zwischen der Komponente des Roboters 2 und einem entfernt liegenden Objekt eingeschlossen wird. Wenn ein Teil 10, wie beispielsweise eine Spannvorrichtung oder ein Werkstück auf dem Arbeitstisch 6 angeordnet ist, wie in 3 gezeigt, ist ein Bereich 8, in dem das Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, auch als ein Bereich definiert, dessen Grenzen von dem Teil 10 um einen vorbestimmten Abstand oder weniger beabstandet sind. Das entfernt liegende Objekt ist ein Objekt, das innerhalb oder nahe des erreichbaren Bereichs des Roboters 2 angeordnet ist und eine Bedienungsperson 1 kann zwischen dem Roboter 2 und dem entfernt liegenden Objekt eingeschlossen werden.
Das Begrenzen der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 2 in dem Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts und ein Eindringen des Roboters 2 in den Bereich 8, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll, kann durch die Software der Steuervorrichtung 2a realisiert werden. Grundsätzlich erfasst die Steuervorrichtung 2a Informationen zum Steuern des Roboters 2, wie beispielsweise die Position jedes Antriebsmotors. Aufgrund dieser Informationen kann die Steuervorrichtung 2 beurteilen, ob die Komponente des Roboters 2 in den Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eindringt oder nicht. Wenn die Komponente des Roboters 2 in den Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eintritt, stellt die Steuervorrichtung 2a die Bewegung jedes Antriebsteils des Roboters 2 derart ein, dass die Geschwindigkeit der Komponente, die in den Bereich 5 eintritt, eine maximale Geschwindigkeit nicht überschreitet, die auf einem relativ niedrigen Wert liegt.
Im Allgemeinen erfasst der Roboter 2a auch Informationen hinsichtlich der Positionen des Arbeitstischs 6 und des entfernt liegenden Objekts, wie beispielsweise des Teils 10, um den Roboter 2 zu steuern. Aufgrund der Informationen kann die Steuervorrichtung 2a automatisch den Bereich 8 festlegen, in dem das Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, und die Bewegung jedes Antriebsteils des Roboters 2 einstellen, so dass die Komponente des Roboters 2 nicht in den Bereich 8 eintritt, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll. Alternativ kann die Bedienungsperson den Bereich 8 bestimmen, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll, wenn die Bedienungsperson den Roboter auf dem Arbeitsvorgang oder dergleichen programmiert.
Zusätzlich kann eine Überwachungsvorrichtung 2b vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, den Roboter 2 anzuhalten, wenn die Geschwindigkeit der Komponente des Roboters 2 in dem Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eine vorbestimmte maximale Geschwindigkeit übersteigt, oder wenn die Komponente des Roboters 2 in den Bereich 8 eintritt, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll. Die Überwachungsvorrichtung 2b kann dazu verwendet werden, um die Position und/oder die Geschwindigkeit der Komponente des Roboters 2 auf Grundlage von Informationen zu überwachen, die von der Steuervorrichtung 2a und/oder von einer Codiervorrichtung jedes Antriebsteils des Roboters 2 erhalten wurden. Alternativ kann die Bedienungsvorrichtung 2b die Position und/oder die Geschwindigkeit der Komponente des Roboters 2 durch Messen der Position und/oder der Geschwindigkeit eines bestimmten Teils des Roboters 2 und des entfernt liegenden Objekts mittels einer Kamera oder eines optischen Sensors etc. erfassen. Ferner kann die Überwachungsvorrichtung 2b den Roboter 2 anweisen, ein Vermeidungsverhalten anzunehmen, die Geschwindigkeit des Roboters 2 zu reduzieren oder den Roboter 2 anzuhalten, wenn die Geschwindigkeit der Komponente des Roboters 2 in dem Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eine vorbestimmte maximale Geschwindigkeit übersteigt, oder wenn die Komponente des Roboters 2 in den Bereich 8 eintritt, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll.
Insbesondere kann die Überwachungsvorrichtung 2b als Sicherheitssteuervorrichtung ausgebildet sein, die zuverlässiger ist als die Steuervorrichtung 2a für die normale Steuerung. Alternativ kann die Überwachungsvorrichtung 2b eine Funktion einer Software der Steuervorrichtung 2a sein, die sich von anderen Funktionen der Software für die normale Steuerung durch die Steuervorrichtung 2a unterscheidet.
Mit dem Produktionssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung können eine Bedienungsperson 1 und ein Roboter 2 gleichzeitig und zusammenwirkend einen Arbeitsschritt in dem Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ausführen. Somit kann beispielsweise der Roboter 2 Teile und/oder eine Spannvorrichtung, die für den Arbeitsschritt der Bedienungsperson 1 erforderlich sind, zu einem Ort zuführen, an dem sie die Bedienungsperson 1 erreichen kann. Ferner kann beispielsweise die Bedienungsperson 1 den Roboter 2 als Spannvorrichtung nutzen. Mit anderen Worten kann die Bedienungsperson 1 ein Werkstück bearbeiten, während der Roboter 2 das Werkstück hält, so dass die Bedienungsperson 1 das Werkstück auf einfache Weise bearbeiten kann.
An diesem Punkt ist bei dem Produktionssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die maximale Geschwindigkeit des Roboters 2 in dem Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts beschränkt und ein Bereich, dessen Grenzen von dem entfernt liegenden Objekt um einen vorbestimmten Abstand oder weniger abweichen, wie beispielsweise der Arbeitstisch 6 oder das Teil 10, ist als Bereich 8 bestimmt, in den der Roboter nicht eindringen darf. Dadurch wird verhindert, dass die Bedienungsperson 1 von dem Roboter 2 verletzt oder zwischen dem Roboter 2 und dem entfernt liegenden Objekt eingeschlossen wird. Da die Bewegung des Roboters 2 lediglich innerhalb des Bereichs 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts beschränkt ist, kann die Einschränkung minimiert werden, wodurch die Produktionseffizienz des Systems auf hohem Niveau gehalten wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
Wenn es nicht erforderlich ist, dass die Bedienungsperson und der Roboter einen zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt ausführen, kann der Bereich 5, wie vorstehend beschrieben, als ein Bereich definiert werden, in dem lediglich die Bedienungsperson oder der Roboter einen Arbeitsschritt ausführen können. In diesem Fall wird die Einschränkung hinsichtlich der Maximalgeschwindigkeit des Roboters nicht notwendig, wodurch die Produktionseffizienz des Systems verbessert werden kann. Da sowohl die Bedienungsperson als auch der Roboter in den Bereich 5 eindringen können, ist es erforderlich, eine ernsthafte Kollision zwischen der Bedienungsperson und dem Roboter innerhalb des Bereichs 5 zu vermeiden. Im Folgenden wird zur Lösung dieses Problems eine zweite Ausführungsform erklärt.
Die zweite Ausführungsform ist, wie in 4 gezeigt, eine Modifikation der ersten Ausführungsform. In 4 weist jedes Element, das ähnlich einem Element aus 1 ist, dasselbe Bezugszeichen auf. Ferner sind einige der Komponenten eines Produktionssystems ähnlich zu denen aus 1 und daher nicht dargestellt, und eine detaillierte Beschreibung von diesen wird nicht vorgenommen.
In einem Produktionssystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation ein Bereich 5 eines zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als ein Bereich gewählt, in dem lediglich die Bedienungsperson 1 präsent und aktiv sein kann oder als ein Bereich, in dem lediglich der Roboter präsent und aktiv sein kann, wobei zwischen den Betriebsmoden umgeschal tet wird. Deshalb verwendet das zweite Ausführungsbeispiel Erfassungssignale von ersten, zweiten und dritten Sensoren 12a, 12b und 12c, wie beispielsweise photoelektrischen Sensoren.
Jeder der photoelektrischen Sensoren 12a, 12b und 12c ist dazu ausgelegt, um einen Lichtstrahl entlang einer vorbestimmten Grenzlinie zu erzeugen und um zu erfassen, dass die Bedienungspeson 1 oder der Roboter 2 die Grenzlinie überschreitet, indem erfasst wird, dass der Lichtstrahl von der Bedienungsperson 1 oder dem Roboter 2 unterbrochen wird. 4A, 4B und 4C zeigen schematisch die von den photoelektrischen Sensoren 12a, 12b und 12c jeweils definierten Grenzlinien. 4A zeigt einen ersten Betriebsmodus, in dem der Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als ein Bereich 13 bestimmt wird, in dem lediglich die Bedienungsperson 1 präsent sein oder einen Arbeitsschritt ausführen kann. In diesem Fall steuert die Steuervorrichtung 2a die Bewegung des Roboters 2 derart, dass die Komponente des Roboters 2 nicht in den Bereich 13 eintritt.
Im ersten Betriebsmodus gemäß 4A wird der erste photoelektrische Sensor 12a eingesetzt, der auf der Grenzlinie zwischen dem Bereich 13 und dem Bereich 4 für den Roboterarbeitsschritt liegt. Durch Verwendung eines Signals vom photoelektrischen Sensor 12a kann eine Überwachungsvorrichtung 2b den Roboter 2 anhalten oder verlangsamen, wenn der Roboter 2 die Grenzlinie bezüglich des photoelektrischen Sensors 12a passiert. Dadurch kann die Sicherheit der Bedienungsperson 1 im Bereich 13 verbessert werden.
4B zeigt einen zweiten Betriebsmodus, in welchem der Bereich 5 für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt als ein Bereich 14 definiert wird, in dem lediglich der Roboter 2 präsent sein oder einen Arbeitsschritt ausführen kann. In diesem Fall hebt die Steuervorrichtung 2a des Roboters 2 die Einschränkung der maximalen Geschwindigkeit des Roboters 2 in dem Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts und/oder die Einschränkung hinsichtlich des Eintritts bezüglich des Bereichs 8 auf, in welchem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll. Dadurch können die Leistungsfähigkeit des Roboters 2 maximiert und die Produktionseffizienz des Systems verbessert werden, da in diesem Fall der zusammenwirkende Arbeitsschritt nicht erforderlich ist.
In dem zweiten Betriebsmodus gemäß 4B kann ein photoelektrischer Sensor 12b verwendet werden, der auf der Grenzlinie zwischen dem Bereich 14 und dem Bereich 3 für den Arbeitsschritt der Bedienungsperson angeordnet ist. Unter Verwendung eines Signals von dem zweiten photoelektrischen Sensor 12b kann eine Überwachungsvorrichtung 2b den Roboter 2 anhalten oder verlangsamen, wenn die Bedienungsperson die Grenzlinie bezüglich des photoelektrischen Sensors 12b durchschreitet. Dadurch kann die Sicherheit der Bedienungsperson 1 durch Vermeidung oder Reduzierung des Risikos einer Kollision zwischen dem Roboter 1 und dem Roboter 2 verbessert werden, wenn die Bedienungsperson 1 unvorsichtig in den Bereich 14 eindringt, in dem der Roboter 2 einen Arbeitsschritt ausführt.
4C zeigt einen dritten Operationsmodus, in dem ein Bereich 5 für einen zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt in zwei Bereiche unterteilt wird, d. h. in einen Bereich 13' auf der Seite des Bereichs 3 für die Ausführung eines Arbeitsschritts durch die Bedienungsperson, in dem lediglich die Bedienungsperson 1 präsent sein oder einen Arbeitsschritt ausführen kann, und einen Bereich 14' auf der Seite des Bereichs 4 zum Ausführen eines Arbeitsschritts durch den Roboter, in dem lediglich der Roboter 2 präsent sein oder einen Arbeitsschritt ausführen kann. Die beiden Bereiche 13' und 14' können durch eine willkürliche Grenzlinie voneinander abgegrenzt sein. In diesem Fall steuert die Steuervorrichtung 2a die Bewegung des Roboters 2 derart, dass die Komponente des Roboters 2 nicht in den Bereich 13' eintritt. Ferner hebt die Steuervorrichtung 2a die Einschränkung hinsichtlich der Maximalgeschwindigkeit des Roboters 2 und/oder die Einschränkung hinsichtlich des Eintretens in den Bereich 8 auf, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll.
Im dritten Betriebsmodus gemäß 4C kann ein dritter photoelektrischer Sensor 12c verwendet werden, der auf der Grenzlinie zwischen dem Bereich 13' und dem Bereich 14' liegt. Unter Verwendung eines Signals vom photoelektrischen Sensor 12c kann die Überwachungsvorrichtung 2b den Roboter 2 anhalten oder verlangsamen, wenn die Bedienungsperson 1 oder der Roboter 2 die Grenzlinie bezüglich des photoelektrischen Sensors 12c passiert. Aufgrund dieser Tatsache kann die Sicherheit der Bedienungsperson 1 verbessert werden, indem das Risiko einer Kollision zwischen der Bedienungsperson 1 und dem Roboter 2 ausgeschlossen oder reduziert wird.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der photoelektrische Sensor 12a lediglich dann eingesetzt wird, wenn der erste Betriebsmodus gemäß 4A festgelegt wurde. Auf ähnliche Weise ist es bevorzugt vorgesehen, dass der photoelektrische Sensor 12b lediglich dann eingesetzt wird, wenn der Betriebsmodus gemäß 4B eingestellt wurde, und dass der photoelektrische Sensor 12c lediglich dann eingesetzt wird, wenn der dritte Betriebsmodus gemäß 4C eingestellt wurde. In Abhängigkeit davon, welcher photoelektrische Sensor aktiviert wurde, kann die Bedienungsperson 1 bestimmen, wo der erreichbare Bereich des Roboters 2 liegt. Als Folge davon kann die Bedienungsperson 1 vermeiden, dass sie in den erreichbaren Bereich des Roboters 2 eindringt.
Im zweiten Ausführungsbeispiel kann das Umschalten zwischen den Betriebsmodi, d. h. das Schalten, ob der zusammenwirkende Arbeitsschritt ausgeführt werden soll oder nicht, und das Wechseln der Grenzlinien zwischen dem Bereich, in dem lediglich die Bedienungsperson präsent sein kann, und dem Bereich, in dem lediglich der Roboter präsent sein kann, wenn der zusammenwirkende Arbeitsschritt nicht ausgeführt wird, von der Software der Steuervorrichtung 2a ausgeführt werden, oder – falls erforderlich – durch Umschalten des Ein/Aus-Zustands der photoelektrischen Sensoren 12a, 12b und 12c. Selbst wenn das Produktionssystem aktiviert ist, kann deshalb der Betriebsmodus schnell umgeschaltet werden. Aufgrund dieser Tatsache kann der Betriebsmodus in Abhängigkeit von dem Arbeitsvorgang schnell umgeschaltet werden, wodurch die Produktionseffizienz verbessert werden kann.
Im zweiten Ausführungsbeispiel können anstelle eines photoelektrischen Sensors eine bewegbare Struktur und/oder eine Kamera oder ein optischer Überwachungssensor, die außerhalb des Systems angeordnet sind, verwendet werden, um das Überschreiten der Grenzlinie der Bedienungsperson 1 oder des Roboters 2 zu überwachen. In diesem Fall kann eine Lampe oder dergleichen eingesetzt werden, um anzuzeigen, wo die Grenzlinie zwischen dem Bereich des von der Bedienungsperson auszuführenden Arbeitsschritts und dem Bereich des von dem Roboter auszuführenden Arbeitsschritts liegt. Ferner kann die Kamera oder der optische Überwachungssensor verwendet werden, um die Positionen der Bedienungsperson 1 und des Roboters 2 zu messen, und die erfassten Daten werden zu der Steuervorrichtung 2a und/oder der Überwachungsvorrichtung 2b übertragen, um die positionsmäßige Beziehung zwischen der Bedienungsperson 1 und dem Roboter 2 zu berechnen. Auf diese Weise kann die Sicherheit der Bedienungsperson 1 dadurch erhöht werden, dass der Roboter 2 nicht in Kontakt mit der Bedienungsperson 1 treten kann, wenn die Bedienungsperson 1 oder der Roboter 2 die Grenzlinie überschreiten.
Drittes Ausführungsbeispiel
Ein drittes Ausführungsbeispiel, wie in 5 bis 7 gezeigt, ist eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. In den 5 bis 7 ist jedes Element, das ähnlich einem Element aus 1 ist, mit demselben Bezugszeichen bezeichnet. Ferner sind einige Komponenten eines Produktionssystems ähnlich zu dem aus 1 und daher nicht dargestellt und eine detaillierte Beschreibung von diesen wurde weggelassen.
In einem Produktionssystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist eine Sicherheitsabsperrung 15, die dazu ausgebildet ist, einen Bereich abzugrenzen, den die Bedienungsperson betreten kann, zwischen der Bedienungsperson 1 und dem Roboter 2 angeordnet. Die Sicherheitsabsperrung 15 weist ein Fenster 16 auf, wobei eine Hand der Bedienungsperson 1 in einen roboterseitigen Bereich eindringen kann, wobei der Roboter 2 nahe dem Fenster 16 angeordnet ist.
Wie in 6 gezeigt ist ein bedienungspersonenseitiger Bereich bezüglich der Sicherheitsabsperrung 15 als Bereich 3 zum Ausführen eines Arbeitsschritts durch die Bedienungsperson definiert. Die Komponente des Roboters 4 ist derart ausgebildet, dass sie nicht durch das Fenster 16 hindurch reichen kann, indem die Größe des Arms des Roboters entsprechend festgelegt wird und/oder indem der bewegliche Bereich des Verbindungsmechanismus des Roboters beschränkt wird.
In dem bezüglich der Sicherheitsabsperrung 15 roboterseitigen Bereich ist ein für eine Hand der Bedienungsperson 1 erreichbarer Bereich als Bereich 5 für einen zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt definiert, der erreichbar ist, nachdem die Hand durch das Fenster 6 hindurchgeführt wird. Ein verbleibender Bereich auf dem roboterseitigen Bereich wird als Bereich 4 zum Ausführen eines Arbeitsschritts durch den Roboter bestimmt. Mit anderen Worten kann die Bedienungsperson 1 aufgrund der Sicherheitsabsperrung 15 nicht in den Bereich 4 zum Ausführen eines Arbeitsschritts durch den Roboter eintreten. In dem Bereich für den zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt ist ähnlich zum ersten Ausführungsbeispiel die maximale Geschwindigkeit der Komponente des Roboters 2 durch die Steuervorrichtung 2a und/oder die Überwachungsvorrichtung 2b beschränkt.
Wie in 7 gezeigt ist in dem Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ein Bereich als Bereich 8 definiert, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, wobei dessen Grenzlinie von der Sicherheitsabsperrung 15 um einen bestimmten Abstand oder weniger beabstandet ist.
Im dritten Ausführungsbeispiel können ferner aufgrund des Bereichs 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts die Bedienungsperson 1 und der Roboter 2 gleichzeitig einen Arbeitsschritt ausführen. In dieser Hinsicht kann die maximale Geschwindigkeit der Komponente des Roboters 2 in dem Bereich 5 zum Ausführen des gemeinsamen Arbeitsschritts beschränkt sein. Ein Bereich, dessen Grenzlinie von dem entfernt liegenden Teil, wie beispielsweise der Sicherheitsabsperrung 15, um einen vorbestimmten Abstand oder weniger beabstandet ist, wird als Bereich 8 bestimmt, in den der Roboter nicht eindringen soll. Aufgrund dieser Tatsache kann die Bedienungsperson 1 eine Kollision mit dem Roboter 2 verhindern und selbst dann, wenn die Bedienungsperson 1 mit dem Roboter 2 kollidiert, würde die Bedienungsperson 1 nicht ernsthaft verletzt, wodurch die Sicherheit der Bedienungsperson 1 gewährleistet werden kann.
Viertes Ausführungsbeispiel
Ein viertes Ausführungsbeispiel, wie in 8A und 8B gezeigt, ist eine Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels. In 8A und 8B weist jedes Element, das ähnlich dem des dritten Ausführungsbeispiels ist, dasselbe Bezugszeichen auf. Ferner sind einige Komponenten des Produktionssystems, die ähnlich denjenigen aus dem dritten Ausführungsbeispiel sind, nicht dargestellt und eine detaillierte Beschreibung von diesen wurde weggelassen.
In dem vierten Ausführungsbeispiel ist eine Platte 17 vorgesehen, die zum Öffnen und Schließen des Fensters 16 ausgebildet ist. Wie in 8A gezeigt, können die Bedienungsperson 1 und der Roboter 2 einen zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt gemeinsam ausführen, wie im dritten Ausführungsbeispiel beschrieben, wenn die Platte 17 geöffnet ist.
Andererseits ist in einem Arbeitsprozess, in dem der zusammenwirkende Arbeitsschritt nicht erforderlich ist, die Platte 17 geschlossen, wie in 8B gezeigt. Aufgrund dieser Tatsache wird der gesamte Bereich auf der Seite des Roboters bezüglich der Sicherheitsabsperrung 15 als ein Bereich bestimmt, in den die Bedienungsperson nicht eindringen kann. In diesem Fall wird ein Erfassungssignal von einem Grenzschalter oder dergleichen, das angibt, ob die Platte 17 geöffnet oder geschlossen ist, an die Steuervorrichtung 2a und/oder Überwachungsvorrichtung 2b übertragen. Dann, wenn die Platte 17 geschlossen ist, werden die Beschränkung der Maximalgeschwindigkeit des Roboters in dem Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts und das Verhindern eines Eintretens des Roboters in den Bereich 8 deaktiviert, in welchem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen sein soll. Deshalb kann dann, wenn der zusammenwirkende Arbeitsschritt nicht erforderlich ist, die Leistungsfähigkeit des Roboters in vollem Umfang ausgeschöpft werden, wodurch die Produktionseffizienz verbessert werden kann.
In 8A und 8B ist die Platte 17 derart ausgestaltet, dass sie mittels eines Drehgelenks geöffnet oder geschlossen werden kann, das am oberen Ende des Fensters 16 angeordnet ist. Allerdings kann die Platte 17 auch derart ausgestaltet sein, dass sie mittels eines Drehgelenks geöffnet oder geschlossen wird, das am linken oder am rechten Rand des Fensters 16 angeordnet ist. Alternativ kann die Platte 17 auch derart ausgestaltet sein, dass sie in vertikaler oder horizontaler Richtung verschiebbar geöffnet oder geschlossen werden kann.
Anstelle der Platte 17, die verhindert, dass die Bedienungsperson 1 durch das Fenster 16 der Sicherheitsabsperrung 15 hindurch erreicht, kann ein photoelektrischer Sensor oder ein optischer Überwachungssensor verwendet werden, um zu erfassen, dass die Bedienungsperson 1 durch das Fenster 16 der Sicherheitsabsperrung 15 hindurchreicht. Wenn die Bedienungsperson 1 durch das Fenster 16 hindurchreicht, kann der Roboter 2 angehalten, verlangsamt oder angewiesen werden, ein Vermeidungsverhalten anzunehmen.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Ein fünftes Ausführungsbeispiel, das in 9 bis 12 gezeigt ist, ist eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. In 9 bis 12 ist jedes Element, das ähnlich einem Element aus dem ersten Ausführungsbeispiel ist, mit demselben Bezugszeichen bezeichnet. Ferner sind einige Komponenten des Produktionssystems, die ähnlich denjenigen aus dem ersten Ausführungsbeispiel sind, nicht dargestellt und eine detaillierte Beschreibung von diesen wurde weggelassen.
Im fünften Ausführungsbeispiel ist der Roboter 2 auf einer Sicherheitsmatte 20 angeordnet. Die Sicherheitsmatte 20 ist dazu ausgebildet, um das Gewicht der Bedienungsperson 1 zu erfassen, wenn die Bedienungsperson 1 auf der Sicherheitsmatte 20 steht. Ein Erfassungssignal von der Sicherheitsmatte 20 wird der Steuervorrichtung 2a und/oder der Überwachungsvorrichtung 2b zugeführt. Wenn die Bedie nungsperson 1 auf der Sicherheitsmatte steht, dann wird der Roboter 2 angehalten oder verlangsamt.
Die Bedienungsperson 1 kann sich dem Roboter 2 nähern, ohne dass sie auf der Sicherheitsmatte 20 steht. Deshalb ist der erreichbare Bereich der Bedienungsperson 1 während des Betriebs des Roboters 2 auf einen Bereich begrenzt, dessen Grenzlinie von dem Umfang der Sicherheitsmatte 20 um einen vorgegebenen Abstand oder weniger beabstandet ist. Andererseits ist der erreichbare Bereich des Roboters 2 auf einen bestimmten Bereich über der Sicherheitsmatte 20 mittels eines Stoppers oder dergleichen beschränkt, falls erforderlich.
Im fünften Ausführungsbeispiel sind, wie gezeigt, der Bereich 3 zum Ausführen des Arbeitsschritts durch die Bedienungsperson, der Bereich 4 zum Ausführen des Arbeitsschritts durch den Roboter und der Bereich 5 zum Ausführen eines zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als solche definiert. Ähnlich zum ersten Ausführungsbeispiel ist die maximale Geschwindigkeit des Roboters 2 in dem Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts begrenzt. Ferner ist in dem Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ein Bereich als Bereich 8 definiert, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, wobei die Grenzen von diesen von der Sicherheitsmatte 20 (oder dem entfernt liegenden Element) um einen vorgegebenen Abstand oder weniger in vertikaler Richtung nach oben beabstandet sind.
Im fünften Ausführungsbeispiel können durch das Definieren des Bereichs 5 zum Ausführen eines zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts die Bedienungsperson 1 und der Roboter 2 ebenfalls gleichzeitig einen zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritt ausführen. Diesbezüglich ist die maximale Geschwindigkeit des Roboters 2 in dem Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts beschränkt und ein Bereich, dessen Grenzen von dem entfernt liegenden Element, wie beispielsweise der Sicherheitsmatte 20 um einen vorgegebenen Abstand oder weniger beabstandet sind, wird als Bereich 8 definiert, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist. Aufgrund dieser Tatsache kann die Bedienungsperson 1 eine Kollision mit dem Roboter 2 vermeiden und selbst dann, wenn die Bedienungsperson 1 mit dem Roboter 2 kollidiert, wird die Bedienungsperson 1 nicht ernsthaft verletzt, wodurch die Sicherheit der Bedienungsperson 1 gewährleistet werden kann.
Im fünften Ausführungsbeispiel können in Abhängigkeit von der Größe der Sicherheitsmatte 20 verschiedene Komponenten des Roboters in den Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eindringen. Wie in 11 gezeigt kann in dem Fall, dass der Roboter 2 Roboterarme 22 und 23 aufweist, die dazu ausgebildet sind, relativ zueinander über einen Verbindungsmechanismus des Roboters zu rotieren, und ein Gelenk der beiden Arme in dem Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts gelangen kann, ein relativer Winkel zwischen den beiden Armen derart beschränkt sein, dass er nicht kleiner wird als ein vorbestimmter Winkel. Dadurch kann eine Hand 21 der Bedienungsperson davor bewahrt werden, zwischen den Roboterarmen 22 und 23 eingeklemmt zu werden.
Die Einschränkung hinsichtlich des Relativwinkels zwischen den beiden Armen kann durch Software der Steuervorrichtung 2a und/oder die Überwachungsvorrichtung 2b des Roboters 2 ausgeführt werden, ebenso wie das Verhindern des Eintretens des Roboters in den Bereich 8, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist. Alternativ kann die Bewegung des Roboters 2 durch eine Stoppvorrichtung begrenzt werden. Weiter alternativ können ein Grenzschalter oder eine Kamera verwendet werden, um den Relativwinkel zu messen oder zu überwachen, und der Roboter 2 kann angehalten werden, wenn der überwachte Winkel kleiner als ein bestimmter Wert ist.
Im fünften Ausführungsbeispiel kann ebenfalls, wie bezüglich des zweiten oder vierten Ausführungsbeispiels beschrieben, dann, wenn die Ausführung des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts nicht erforderlich ist, die Einschränkung in dem Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts aufgehoben werden. 12 zeigt ein Beispiel, in welchem der Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als ein Bereich 25 definiert ist, in dem lediglich die Bedienungsperson 1 einen Arbeitsschritt ausführen kann.
Wenn die Bedienungsperson 1 sich im fünften Ausführungsbeispiel dem Roboter 2 nähert (konkret, wenn sie den Bereich 5 zum Ausführen des gemeinsamen Arbeitsschritts betritt), während der Roboter im Betrieb ist, kann die Maximalgeschwindigkeit des Roboters 2 auf einen Wert beschränkt werden, der kleiner ist als der Maximalgeschwindigkeitsreferenzwert, wenn die Bedienungsperson 1 den Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts nicht betritt. In dieser Hinsicht ist der Referenzwert der Maximalgeschwindigkeit diejenige Geschwindigkeit, bei der die Leistung des Roboters 2 maximiert ist.
Mittels der Steuervorrichtung 2a des Roboters 2 kann der Roboter 2 derart gesteuert werden, dass er einen Arbeitsschritt lediglich in dem Bereich 4 zum Ausführen eines Arbeitsschritts ausführt, wodurch der Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als Bereich 25 definiert wird, in dem lediglich die Bedienungsperson 1 einen Arbeitsschritt ausführen kann. In dieser Hinsicht kann die Kamera 30 den Roboter 2 überwachen und der Roboter 2 kann angehalten, verlangsamt oder angewiesen werden, ein Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn der Roboter 2 in den Bereich 25 eintritt.
Es kann auch eine Mehrzahl von Kameras eingesetzt werden. Wenn beispielsweise die Bedienungsperson 1 einen Arbeitsschritt aus einer Mehrzahl von Richtungen bezüglich des Roboters 2 ausführt, kann eine Mehrzahl von Kameras 30 an verschiedenen Positionen angeordnet werden, um den Roboter 2 aus verschiedenen Richtungen zu überwachen. Auf ähnliche Weise wie im zweiten Ausführungsbeispiel kann der Bereich 5 des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als ein Bereich definiert werden, in dem lediglich der Roboter 2 einen Arbeitsschritt ausführt, oder er kann in zwei Bereiche unterteilt werden, d. h. wo lediglich die Bedienungsperson 1 einen Arbeitsschritt ausführt und wo lediglich der Roboter 2 einen Arbeitsschritt ausführt. Zusätzlich kann anstelle der Kamera 30 ein photoelektrischer Sensor verwendet werden, um den Roboter zu überwachen, wie im zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Ein sechstes Ausführungsbeispiel ist, wie in 13 und 14 gezeigt, eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. In 13 und 14 ist jedes Element, das ähnlich einem Element aus dem ersten Ausführungsbeispiel ist, mit demselben Bezugszeichen bezeichnet. Ferner sind einige Komponenten des Produktionssystems, die ähnlich denjenigen aus dem ersten Ausführungsbeispiel sind, nicht dargestellt und eine detaillierte Beschreibung von diesen wurde weggelassen.
Im sechsten Ausführungsbeispiel ist durch Anwenden eines Umschaltbetriebsmodus der Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als ein Bereich verwendet, in dem lediglich die Bedienungsperson 1 präsent sein kann, oder als ein Bereich, in dem lediglich der Roboter 2 präsent sein kann. Um einen Bereich zu definieren, in dem lediglich die Bedienungsperson 1 vorhanden sein oder einen Arbeitsschritt ausführen kann, wird an dieser Stelle ein anderes Mittel verwendet, welches sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet.
13 zeigt eine Konfiguration ähnlich zu 1, wobei der Arbeitstisch 6 zwischen der Bedienungsperson 1 und dem Roboter 2 angeordnet ist und wobei ein Bereich 3 für das Ausführen eines Arbeitsschritts durch die Bedienungsperson, ein Bereich 4 für das Ausführen eines Arbeitsschritts durch den Roboter und ein Bereich 5 zum Ausführen eines zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts definiert sind. Der Roboter 2 hat eine selbst angetrieben Vorrichtung und eine Verlagerungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Verlagerungsachse, und ist in der Richtung entlang dem Pfeil 31 verlagerbar, wie in 13 gezeigt. Wie in 14 gezeigt kann dann, wenn der Roboter 2 von dem Arbeitstisch 6 weg bewegt wird, der Roboter 2 nicht in den Bereich 5 zum Ausführen des gemeinsamen Arbeitsschritts eintreten. Die Steuervorrichtung 2a und/oder die Überwachungsvorrichtung 2b können Informationen von einer Codiervorrichtung der Verlagerungsachse, einer Kamera oder einem optischen Überwachungssensor erhalten, die außerhalb des Systems angeordnet sind, oder von einem photoelektrischen Sensor. Von dieser Tatsache kann dann, wenn der Roboter 2 von dem Arbeitstisch 6 wegbewegt wurde, der Betriebsmodus verändert werden, so dass der Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts als Bereich 3 zum Ausführen des Arbeitsschritts durch die Bedienungsperson verwendet wird. Die Verlagerungsvorrichtung kann das Eindringen des Roboters in den Bereich 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts beschränken.
Wenn der Roboter 2 in die Position bewegt wird, in der der erreichbare Bereich des Roboters einen Teil des Bereichs 5 zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts überdeckt, kann ferner der Bereich 5 zum Ausführen des gemeinsamen Arbeitsschritts unterteilt werden in einen Bereich, in dem lediglich die Bedienungsperson einen Arbeitsschritt ausführen kann, und einen Bereich, in dem lediglich der Roboter 2 einen Arbeitsschritt ausführen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Roboter und eine Bedienungsperson gleichzeitig einen Arbeitsschritt in demselben Bereich ausführen, wobei die Sicherheit der Bedienungsperson gewährleistet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2009-14672 [0001]
- JP 2007-283450 [0007, 0007, 0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ISO 10218-1 [0048]

Claims

Produktionssystem, umfassend: einen Roboter (2); eine Steuervorrichtung (2a), die dazu ausgelegt ist, den Roboter (2) zu steuern; einen Bereich (3) zum Ausführen eines Arbeitsschritts durch eine Bedienungsperson, in welchen einen Bedienungsperson (1) eindringen kann und in welchen der Roboter (2) nicht eindringen kann; und einen Bereich (5) zum Ausführen eines zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts, in welchen sowohl die Bedienungsperson (1) als auch der Roboter (2) eindringen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2a) einen Kooperationsmodus aufweist, in welchem dann, wenn eine Komponente (9) der Roboters (2) in den Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eindringt, die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente (9) des Roboters (2) auf einen Wert beschränkt ist, der kleiner ist als dann, wenn sich die Komponente (9) des Roboters (2) außerhalb des Bereichs (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts befindet, oder wenn die Bedienungsperson (1) in den Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eintritt, während der Roboter (2) einen Arbeitsschritt ausführt, die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente (9) des Roboters (2) auf einen Wert beschränkt ist, der kleiner ist als dann, wenn die Bedienungsperson (1) nicht in den Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eindringt, und die Bewegung des Roboters (2) derart eingeschränkt ist, dass die Komponente (9) des Roboters (2) einen Bereich (8), in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, in dem Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts nicht eindringt, wobei der Bereich (8), in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, als ein Bereich definiert ist, dessen Grenzlinien von einem entfernt liegenden Objekt (6, 10) um einen vorbestimmten Abstand oder weniger beabstandet sind.
Produktionssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vorrichtung (2a, 2b), die dazu ausgelegt ist, den Roboter (2) in dem Kooperationsmodus anzuhalten, wenn die Geschwindigkeit der Komponente (9) des Roboters (2) eine vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt, oder wenn die Komponente (9) des Roboters (2) in den Bereich (8) eindringt, in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist.
Produktionssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (2a) wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: einen ersten Betriebsmodus, in dem die Komponente (9) des Roboters (2) nicht in den Bereich (5) des Ausführens des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts eindringen kann und lediglich der Roboter (1) einen Arbeitsschritt in dem Bereich (5) des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ausführen kann; einen zweiten Betriebsmodus, in dem die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente (9) des Roboters (2) in dem Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts nicht beschränkt ist, und der Roboter (2) in den Bereich (8), in dem ein Eindringen des Roboters ausgeschlossen ist, eindringen kann und lediglich der Roboter (2) einen Arbeitsschritt in dem Bereich (5) des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts ausführen kann; und einen dritten Betriebsmodus, in dem der Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts unterteilt ist in einen Bereich (13'), in dem lediglich die Bedienungsperson (1) einen Arbeitsschritt ausführen kann, und einen Bereich (14'), in dem lediglich der Roboter (2) einen Arbeitsschritt ausführen kann.
Produktionssystem nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Vorrichtung (2a, 2b), die dazu ausgelegt ist, den Roboter (2) anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters (2) zu reduzieren oder den Roboter (2) anzuweisen, ein Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn der Roboter (2) in dem Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in den ersten Betriebsmodus eindringt, oder eine Vorrichtung (2a, 2b) die dazu ausgelegt ist, das Eindringen des Roboters (2) in dem Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in den ersten Betriebsmodus einzuschränken.
Produktionssystem nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Vorrichtung (2a, 2b), die dazu ausgelegt ist, den Roboter (2) anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters (2) zu reduzieren oder den Roboter (2) anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn die Bedienungsperson (1) in den Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in den zweiten Betriebsmodus eindringt, oder eine Vorrichtung (2a, 2b) die dazu ausgelegt ist, das Eindringen der Bedienungsperson (1) in den Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in dem zweiten Betriebsmodus zu beschränken.
Produktionssystem nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Vorrichtung (2a, 2b), die dazu ausgelegt ist, den Roboter (2) anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters (2) zu reduzieren oder den Roboter (2) anzuweisen, das Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn die Bedienungsperson (1) in den Bereich (14') eindringt, in dem lediglich der Roboter (2) im dritten Betriebsmodus eindringen darf, oder eine Vorrichtung (2a, 2b), die dazu ausgelegt ist, das Eindringen der Bedienungsperson (1) in den Bereich (14') einzuschränken, in dem lediglich der Roboter (2) im dritten Betriebsmodus eindringen darf.
Produktionssystem nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Vorrichtung (2a, 2b), die dazu ausgelegt ist, den Roboter (2) anzuhalten, die Geschwindigkeit des Roboters (2) zu reduzieren oder den Roboter (2) anzuweisen, ein Vermeidungsverhalten anzunehmen, wenn der Roboter (2) in den Bereich (13') eindringt, in den lediglich die Bedienungsperson (1) im dritten Betriebsmodus eindringen darf, oder eine Vorrichtung (2a, 2b), die dazu ausgelegt ist, das Eindringen des Roboters (2) in den Bereich (13') zu begrenzen, in den lediglich die Bedienungsperson (1) im dritten Betriebsmodus eindringen darf.
Produktionssystem nach Anspruch 2, ferner umfassend: einen ersten Sensor (12a), der dazu ausgelegt ist, zu erfassen, dass der Roboter (2) in den Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in dem ersten Betriebsmodus eingedrungen ist; einen zweiten Sensor (12b), der dazu ausgelegt ist, zu erfassen, dass die Bedienungsperson (1) in den Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts in dem zweiten Betriebsmodus eingedrungen ist; und einen dritten Sensor (12c), der dazu ausgelegt ist, zu erfassen, dass der Roboter (2) in den Bereich (13') eingedrungen ist, in dem im Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts lediglich die Bedienungsperson (1) einen Arbeitsschritt ausführen kann, oder dass die Bedienungsperson (1) in den Bereich (14') eingedrungen ist, in dem im Bereich (5) zum Ausführen des zusammenwirkenden oder sich ergänzenden Arbeitsschritts lediglich der Roboter (2) im dritten Betriebsmodus einen Arbeitsschritt ausführen darf, wobei das Umschalten des ersten, zweiten und dritten Betriebsmodus durch Umschalten eines Ein/Aus-Zustands von jedem von erstem, zweitem und drittem Sensor (12a, 12b, 12c) ausgeführt wird.
Produktionssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Bereich (4) zum Ausführen eines Arbeitsschritts durch den Roboter, in welchen der Roboter (2) eindringen darf und die Bedienungsperson (1) nicht eindringen darf, wobei die maximale Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente (9) des Roboters (2) in dem Bereich (4) zum Ausführen des Arbeitsschritts durch den Roboter nicht beschränkt ist.