DE102010025781A1

DE102010025781A1 - Tragbare Sicherheitseingabeeinrichtung für eine Robotersteuerung

Info

Publication number: DE102010025781A1
Application number: DE102010025781A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hollmann
Original assignee: KUKA Laboratories GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: DE102010025781B4

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bedienung eines Roboters (4) mittels eines Steuersystems weist die Schritte auf: Übermitteln (1: ID1 → 3) einer Identifikation (ID1) einer Sicherheitseingabeeinrichtung (1) durch ein Sicherheitsidentifikationsmittel an eine Robotersteuerung (3); Übermitteln (1: ID1 → 2) einer Identifikation (ID1) der Sicherheitseingabeeinrichtung (1) durch das Sicherheitsidentifikationsmittel an das Handgerät (2) oder einer Steueridentifikation (ID) durch das Steueridentifikationsmittel an die Sicherheitseingabeeinrichtung (1); Übermitteln (2: ID → 3) einer Steueridentifikation (ID) auf Basis der von der Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelten Identifikation (ID1) durch ein Steueridentifikationsmittel an die Robotersteuerung; und Vergleichen (ID = ID1?) der von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelten Identifikation mit der von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelten Steueridentifikation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare Sicherheitseingabeeinrichtung mit einem Eingabemittel zum Eingeben eines Sicherheitssignals an eine Robotersteuerung, eine Eingabeanordnung und ein Steuersystem zur Bedienung eines Roboters, die eine solche Sicherheitseingabeeinrichtung aufweisen, eine Robotersteuerung für ein solches Steuersystem sowie ein Verfahren zur Bedienung eines Roboters mittels eines solchen Steuersystems.
Spezielle Handgeräte zum Steuern von Robotern mittels Kommunikation mit deren Robotersteuerung sind beispielsweise aus der DE 101 10 776 A1 bekannt. Nachteilig sind solche roboterspezifischen Handgeräte dementsprechend teuer, auch ihre Entwicklungszyklen sind aufgrund der geringen Stückzahlen länger.
Andererseits haben heutzutage elektronische Standard-Kleingeräte wie mobile Telephone, PDAs („Personal Digital Assistants”) oder sogenannte Handhelds oftmals bereits ausreichend Rechenleistung und Speicherkapazität, um – nach Implementierung entsprechender Software – auch als Handgerät zum Steuern eines Roboters genutzt zu werden.
Dem steht jedoch entgegen, dass bei der Bedienung eines Roboters hohe Sicherheitsanforderungen zu erfüllen sind – insbesondere müssen Nothalt-Eingabemöglichkeiten und dergleichen stets sicher funktionieren. Dies ist mit den Standard-Kleingeräten, die hierfür weder hard- noch softwaretechnisch vorgesehen sind, nicht möglich.
Aus der WO 97/10080 A1 ist ein Joystick zum Steuern eines Roboters bekannt, an dem eine hiervon unabhängige Sicherheitseingabeeinrichtung befestigbar ist, mit der unter anderem ein Nothalt- und ein Zustimm-Sicherheitssignal an eine Robotersteuerung übermittelt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bedienung eines Roboters mittels eines Handgeräts zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitseingabeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 7 stellt eine Eingabeanordnung, Anspruch 10 ein Steuersystem mit einer solchen Sicherheitseingabeeinrichtung, Anspruch 12 eine Robotersteuerung für ein solches Steuersystem, Anspruch 13 ein Verfahren zur Bedienung eines Roboters mittels eines solchen Steuersystems und Anspruch 14 ein Computerprogrammprodukt zur Implementierung von erfindungsgemäßen Mitteln bzw. Verfahren unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Erfindungsgemäß wird eine tragbare, mit einem Handgerät auch informationstechnisch verbindbare Sicherheitseingabeeinrichtung vorgeschlagen.
Das Handgerät kann insbesondere ein elektronisches Standard-Kleingerät wie ein mobiles Telephon, PDA, Handheld, Pocket PC, Smartphone, Net- oder Notebook, Laptop, Multifunktionsgerät oder dergleichen sein. Diese Geräte stehen kostengünstig von einer Vielzahl Anbieter zur Verfügung, durchlaufen in der Regel deutlich raschere Evolutionszyklen als spezielle Handgeräte für Roboter, und bieten zudem weitere Anwendungen wie Telephonie, Dokumentenverwaltung und -bearbeitung, Applikation zusätzlicher Programme und dergleichen.
Das Handgerät dient zum Steuern wenigstens eines Roboters mittels Kommunikation mit einer Robotersteuerung für diese(n) Roboter. Dabei kann die Steuerintelligenz, also beispielsweise die Bahnplanung, Interpolation, Regelung und dergleichen, wenigstens teilweise in dem Handgerät implementiert sein. Die Robotersteuerung, mit der das Handgerät kommuniziert, kann dann beispielsweise im Wesentlichen nur noch die Leistungselektronik der Roboterantriebe umfassen. In einer bevorzugten Ausführung ist die Steuerintelligenz vollständig oder wenigstens teilweise in der Robotersteuerung implementiert. Das Handgerät kann dann insbesondere als sogenannter Remote-Client gemäß einem Remote Desktop Protokoll wie beispielsweise Windows RDP oder Thinstuff LX fungieren und eine Bedienoberfläche der Robotersteuerung simulieren. Vorzugsweise weist hierzu die Robotersteuerung die Funktion eines Remote-Servers oder -Masters auf.
Die Sicherheitseingabeeinrichtung kann hingegen vorzugsweise in sicherer Technik mit der Robotersteuerung kommunizieren. Sie ist zur Eingabe von Sicherheitssignalen wie insbesondere einem Nothalt-Signal vorgesehen, die eine entsprechende Reaktion der Robotersteuerung bzw. des Roboters bewirken, beispielsweise einen STOP 0, STOP 1 oder STOP 2 bei Betätigen eines Nothalt-Knopfes bzw. -Sensors. Zusätzlich oder alternativ kann als Sicherheitssignal zum Beispiel ein Zustimm-Signal vorgesehen sein, welches über die Sicherheitseingabeeinrichtung eingegeben wird, indem beispielsweise ein Zustimmtaster bzw. -sensor betätigt wird und ein Betrieb, insbesondere eine Bewegung, des Roboters nur bei betätigtem Zustimm-Eingabemittel zugelassen wird. Als Sicherheitssignal kann zusätzlich oder alternativ auch ein Betriebsart-Signal zur Auswahl einer Betriebsart, beispielsweise eines Automatik-, Test- und Einrichtbetriebs, und/oder ein Autorisierungs-Signals vorgesehen sein, das beispielsweise durch Einstecken eines Schlüssels, einer ID-Karte oder dergleichen in ein Autorisierungs-Eingabemittel ausgelöst wird.
Erfindungsgemäß ist nun eine Schnittstelle zur Kommunikation der tragbaren Sicherheitseingabeeinrichtung mit dem Handgerät vorgesehen. Diese kann beispielsweise eine, vorzugsweise parallele oder serielle, kontaktierende Schnittstelle, insbesondere eine USB-Schnittstelle aufweisen, wobei in einer bevorzugten Weiterbildung eines von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät als USB-Master und das andere von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät als USB-Client bzw. -Slave fungiert. Gleichermaßen kann diese Schnittstelle auch eine kontaktlose Schnittstelle aufweisen, insbesondere ein Sende-/Empfangsmittel für eine Funkübertragung zwischen Geräten wie WPAN, zum Beispiel eine Bluetooth-Verbindung.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass Steuerbefehle, die von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelt werden, und Sicherheitssignale, die über die Sicherheitseingabeeinrichtung in die Robotersteuerung eingegeben werden, von derselben Eingabeanordnung kommen.
Hierzu übermittelt nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Sicherheitsidentifikationsmittel der Sicherheitseingabeeinrichtung eine, vorzugsweise eindeutige und/oder sicherheitseingabeeinrichtungsspezifische, Identifikation, beispielsweise einen Code der Sicherheitseingabeeinrichtung, an die Robotersteuerung und an das Handgerät. Dies kann jeweils einmalig, insbesondere bei Etablierung der Bedienung, oder zyklisch oder kontinuierlich erfolgen.
Ein Steueridentifikationsmittel des Handgeräts übermittelt dann einmalig, insbesondere bei Etablierung der Bedienung, oder zyklisch oder kontinuierlich, eine Steueridentifikation auf Basis der von der Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelten Identifikation an die Robotersteuerung.
Dabei können die Identifikation, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelt, mit der Identifikation, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelt, und/oder mit der Steueridentifikation identisch sein. Gleichermaßen können die Identifikation, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelt, und/oder die Steueridentifikation beispielsweise ein Komplement, eine Prüfsumme oder dergleichen der von der Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelten Identifikation sein.
Die Steueridentifikation kann beispielsweise über ein RDP Protokoll übermittelt werden. Insbesondere kann sie über einen sogenannten „Virtual Channel” übermittelt werden.
Ein Vergleichsmittel der Robotersteuerung vergleicht – wiederum einmalig, insbesondere bei Etablierung der Bedienung, oder zyklisch oder kontinuierlich – die von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelte Identifikation mit der von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelten Steueridentifikation.
Erfüllen diese eine vorgegebene Relation, kann die Robotersteuerung davon ausgehen, dass Steuerbefehle und Sicherheitssignale von derselben Eingabeanordnung kommen, und darf beispielsweise Steuerbefehle ausführen, die über ein Handgerät übermittelt werden, solange Zustimm-Signale von der Sicherheitseingabeeinrichtung vorliegen. Sofern die Identifikation, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung und das Handgerät übermittelt, mit der Steueridentifikation identisch ist, wird die vorgegebene Relation erfüllt, wenn das Vergleichsmittel feststellt, dass die von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelte Identifikation mit der von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelten Steueridentifikation identisch ist.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung übermittelt umgekehrt das Steueridentifikationsmittel des Handgeräts nicht nur eine Steueridentifikation an die Robotersteuerung, sondern auch an die Sicherheitseingabeeinrichtung, deren Sicherheitsidentifikationsmittel auf Basis dieser übermittelten Steueridentifikation eine Identifikation von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelt.
Im Übrigen entspricht dieser zweite Aspekt dem vorstehend erläuterten ersten Aspekt, lediglich wird die Identifikation, die zwischen Sicherheitseingabeeinrichtung und Handgerät übermittelt wird, durch das Handgerät und nicht wie bei dem ersten Aspekt durch die Sicherheitseingabeeinrichtung bestimmt.
Insbesondere kann entsprechend gemäß dem zweiten Aspekt die Steueridentifikation eine, vorzugsweise eindeutige und/oder handgerätespezifische, Identifikation, beispielsweise einen Code des Handgerätes sein, die einmalig, zyklisch oder kontinuierlich an die Sicherheitseingabeeinrichtung übermittelt wird. Die Steueridentifikation, die das Handgerät an die Sicherheitseingabeeinrichtung übermittelt, kann mit der Steueridentifikation, die das Handgerät an die Robotersteuerung übermittelt, und/oder mit der Identifikation identisch sein, die die Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelt. Gleichermaßen können die Identifikationen wiederum beispielsweise Komplemente, Prüfsummen oder dergleichen sein.
Insbesondere, wenn nach dem ersten oder zweiten Aspekt eine Identifikation zyklisch oder kontinuierlich zwischen Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung und/oder zwischen Handgerät und Robotersteuerung übermittelt wird, kann durch das Handgerät und/oder die Robotersteuerung auch eine Trennung von Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung erkannt werden. Empfängt das Handgerät beispielsweise keine Identifikation, obwohl dies vorgesehen ist, kann es die Bedienung des Roboters unterbrechen, insbesondere keine Steuerbefehle mehr übertragen. Gleichermaßen kann die Robotersteuerung die Bedienung des Roboters durch das Handgerät unterbrechen, wenn dieses keine Steueridentifikation übermittelt, obwohl dies vorgesehen ist und beispielsweise durch ein Watch-Dog-Mittel überwacht wird.
Mithin können aus Standard-Kleingeräten und einer mit diesen über eine Schnittstelle, vorzugsweise Standard-Schnittstelle wie USB, Bluetooth oder dergleich, verbundenen Sicherheitseingabeeinrichtung eine sichere Eingabeanordnung gebildet und so die Vorteile von Standard-Kleingeräten genutzt werden.
Die Sicherheitseingabeeinrichtung ist in einer bevorzugten Ausführung zur Eingabe eines Sicherheitssignals an die Robotersteuerung des Roboters in sicherer Technik ausgebildet. Hierzu kann sie beispielsweise entsprechende sichere, vorzugsweise redundante, insbesondere diversitäre Eingänge, Ausgänge, Baugruppen und/oder Verarbeitungspfade aufweisen.
Die drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation der Robotersteuerung mit der Sicherheitseingabeeinrichtung erfolgt entsprechend vorzugsweise ebenfalls in sicherer Technik, beispielsweise gemäß dem Protokoll EtherCAT bzw. „Safety over EtherCAT” („FSoE”). Die Kommunikation der Robotersteuerung mit dem Handgerät, also insbesondere die Übermittlung der Steueridentifikation, etwa über einen Virtual Channel, die Übermittlung von über das Handgerät eingegebenen Steuerbefehlen und/oder die Übermittlung von Daten zur Simulation der Bedienoberfläche durch ein als Remote Desktop Client fungierendes Handgerät, kann ebenfalls drahtlos, insbesondere mittels Bluetooth, oder drahtgebunden erfolgen. Sie erfolgt in einer bevorzugten Ausführung über Standard Ethernet gemäß TCP/IP, UDP und/oder RDP Protokoll.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine lösbare Arretierung zur Befestigung des Handgeräts an der Sicherheitseingabeeinrichtung vorgesehen. Diese kann – je nach Typ der zur Verbindung vorgesehenen Handgeräte – beispielsweise in an sich bekannter Weise durch eine Klemmvorrichtung, Anschläge zur formschlüssigen Anlage oder Aufnahme des Handgeräts oder dergleichen gebildet sein.
Vorzugsweise weist eines von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät eine Energiequelle für das andere von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät auf, wobei die Schnittstelle dann vorzugsweise auch zur Energieübertragung ausgebildet ist. Alternativ können auch Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung energetisch autonom ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführung weist das Handgerät ein Befehlseingabemittel zum Eingeben eines Steuerbefehls an die Robotersteuerung des Roboters und/oder ein Ausgabemittel zum Ausgeben einer Information von der Robotersteuerung des Roboters auf. Ein- und Ausgabemittel können beispielsweise durch einen Touchscreen gemeinsam realisiert sein. Gleichermaßen kann ein Befehlseingabemittel auch einen Joystick, eine oder mehrere Tasten oder ein Touchpad umfassen, ein Ausgabemittel zusätzlich oder alternativ zu einer optischen Ausgabe wie insbesondere einem Bildschirm auch eine akustische und/oder haptische Ausgabe.
Vorstehend erläuterte Mittel wie beispielsweise Sicherheitsidentifikationsmittel, Steueridentifikationsmittel oder Vergleichsmittel können gleichermaßen hard- und/oder softwaretechnisch implementiert sein, also beispielsweise durch entsprechende Mikrocontroller, Baugruppen, Programme bzw. Programmmodule.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine Sicherheitseingabeeinrichtung zur Verbindung bzw. Kommunikation mit unterschiedlichen Handgeräten vorgesehen, indem sie beispielsweise eine Standard-Schnittstelle wie USB und/oder eine Arretierung zur Befestigung unterschiedlicher Handgeräte aufweist.
Das Beenden der Bedienung kann vorzugsweise über das Handgerät kommandiert werden, beispielsweise durch entsprechende Eingabe, und erfolgt dementsprechend vorzugsweise nicht in sicherer Technik. Vorzugsweise ist dann eine Zeitspanne vorgesehen, innerhalb der die sichere Kommunikation zwischen Robotersteuerung und Sicherheitseingabeeinrichtung geordnet beendet wird.
Ein Aspekt der Erfindung kann nach Vorstehendem insbesondere als getrennte Übermittlung von Identifikationen (Identifikation bzw. Steueridentifikation) durch Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung nach vorheriger Übermittlung zwischen Handgerät und Sicherheitseingabeeinrichtung definiert werden, so dass sichergestellt ist, dass Sicherheitssignale von der Sicherheitseingabeeinrichtung kommen, die mit dem Handgerät verbunden ist und kommuniziert, von dem die Steuerbefehle kommen.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1: ein Steuersystem mit einer Robotersteuerung und einer Eingabeanordnung mit einer Sicherheitseingabeeinrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
2: den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt einen Roboter 4 und eine mit diesem verbundene Robotersteuerung 3. Diese kann in einer nicht dargestellten Abwandlung auch mehrere Roboter steuern. In ihr ist im Wesentlichen die Steuerintelligenz, also beispielsweise eine Bahnplanung, Interpolation, Kraft- und/oder Positionsregelung und dergleichen, implementiert.
In der Robotersteuerung 3 ist eine HMI („Human-Machine-Interface”) zur Eingabe von Steuerbefehlen unter einem Betriebssystem, beispielsweise Windows, implementiert, die über ein RDP Protokoll auf einem RDP Client simuliert werden kann.
Ein Handgerät in Form eines mobilen Telephons 2 weist einen Touchscreen 2.2 auf, der einerseits als Ausgabemittel zum Ausgeben von Information von der Robotersteuerung 3, insbesondere zur Darstellung einer Bedienoberfläche, und zugleich als Befehlseingabemittel zum Eingeben von Steuerbefehlen dient und hierzu Tasten 2.1 aufweist.
Das Handgerät 2 ist mittels einer Klemmeinrichtung 2.5, wie sie im Prinzip beispielsweise von Halterungen für mobile Telephone in Kraftfahrzeugen bekannt ist, lösbar an einer tragbaren Sicherheitseingabeeinrichtung 1 befestigt und mit dieser über eine USB-Schnittstelle 1.1 (strichliert in 1) verbunden.
Die Sicherheitseingabeeinrichtung 1 weist einen Nothalt-Knopf 1.2, einen Zustimm-Taster 1.3 sowie einen Betriebsart-Wahlschalter 1.4 auf.
Zur Bedienung des Roboters 4 über das Handgerät 2 wird nun einerseits eine sichere Kommunikation zwischen der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 und der Robotersteuerung 3 eingerichtet, wie in 2 dargestellt („1 ↔ 3”). Beispielsweise kommuniziert die Sicherheitseingabeeinrichtung 1 drahtlos oder drahtgebunden über EtherCAT 10 mit FSoE mit der Robotersteuerung 3. Dabei sind der Nothalt-Knopf 1.2, Zustimm-Taster 1.3 und Betriebsart-Wahlschalter 1.4 über Eingänge in sicherer Technik mit Baugruppen, insbesondere SIONs, in der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 verbunden, die über das Kommunikationsmittel 10 in sicherer Technik ein Nothalt-Signal an die Robotersteuerung übertragen, falls der Nothalt-Knopf 1.2 betätigt wird oder eine Spannungsüberwachung der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 eine Unterbrechung des Eingangs zum Nothalt-Knopf 1.2 feststellt. In gleicher Weise wird ein Zustimm-Signal in sicherer Technik an die Robotersteuerung 3 übertragen, solange der Zustimm-Taster 1.3 in korrekter Weise betätigt wird. Vorzugsweise wird auch eine zu starke Betätigung, insbesondere ein panikartiges vollständiges Niederdrücken des Tasters, als inkorrekte Betätigung erkannt und in diesem Falle wie auch bei fehlender Betätigung kein Zustimm-Signal über das Kommunikationsmittel 10 an die Robotersteuerung 3 übermittelt. Ein positives Zustimm-Signal kann gleichermaßen durch ein Wegfallen eines komplementären Nicht-Zustimm-Signals implementiert sein.
Außerdem übermittelt die Sicherheitseingabeeinrichtung 1 in sicherer Technik ein Betriebsart-Signal in Abhängigkeit von der Stellung des Betriebsart-Wahlschalters 1.4, aufgrund dessen die Robotersteuerung 3 beispielsweise einen Automatikbetrieb, in dem der Roboter 3 ein vorgegebenes Programm mit der hierfür vorgesehenen Geschwindigkeit abfährt, einen Testbetrieb, in dem er das Programm mit reduzierter Geschwindigkeit abfährt, oder einen Einrichtbetrieb ausführt, in dem der Roboter nur manuell verfahren werden kann.
Wenigstens einmal bei der Etablierung der sicheren Kommunikation zwischen Sicherheitseingabeeinrichtung und Robotersteuerung, in einer Abwandlung auch zyklisch oder kontinuierlich, übermittelt ein Sicherheitsidentifikationsmittel der Sicherheitseingabeeinrichtung eine Identifikation „ID1” an die Robotersteuerung 3, wie in 2 dargestellt („1: ID1 → 3”). Dies erfolgt vorzugsweise erst wenn bzw. solange wie mittels der USB-Schnittstelle 1.1 ein korrekt angestecktes Handgerät 2 erkannt wird. Diese Identifikation ist vorzugsweise eine für die Sicherheitseingabeeinrichtung eindeutige Identifikation, beispielsweise ein alphanumerischer Code oder dergleichen und wird in der Robotersteuerung 3 gespeichert.
Davor, gleichzeitig oder anschließend wird wenigstens einmal, in einer Abwandlung auch zyklisch oder kontinuierlich, diese Identifikation durch das Sicherheitsidentifikationsmittel auch über die USB-Schnittstelle 1.1 oder in einer nicht dargestellten Abwandlung mittels Bluetooth an das Handgerät 2 übermittelt, wie in 2 dargestellt („1 ↔ 2 (1: ID1 → 2)”).
Davor, gleichzeitig oder anschließend wird eine RDP-Session zwischen dem Handgerät 2 und der Robotersteuerung 3 über ein Standard-Ethernet-Kommunikationsmittel 20 aufgebaut, wie in 2 dargestellt („2 ↔ 3”). Dabei fungiert das Handgerät 2 als RDP Client, der eine Bedienoberfläche der Robotersteuerung 3 auf seinem Touchscreen simuliert. In 1 ist exemplarisch ein Eingabemodus abgebildet, in dem der Bediener die Roboterantriebe einzeln manuell steuern kann, indem er das entsprechende Gelenk an einer Darstellung des Roboters auf dem Touchscreen 2.2 antippt (in 1 das Schultergelenk, für das dann eine positive Bewegungsrichtung angezeigt wird) und anschließend über die Touchscreen-Tasten 2.1 in positiver oder negativer Bewegungsrichtung verfahren kann. Während die Robotersteuerung 3 dabei über das Kommunikationsmittel 20 Daten für den RDP Client, insbesondere zur Darstellung der Bedienoberfläche, überträgt, übermittelt das Handgerät die entsprechenden Eingaben, etwa Bedienungen des Touchscreens 2.2 bzw. seiner Tasten 2.1, als Steuerbefehle an die Robotersteuerung 3.
Wenigstens einmal bei der Etablierung der Bedienung, in einer Abwandlung auch zyklisch oder kontinuierlich, übermittelt ein Steueridentifikationsmittel des Handgeräts 2 die Identifikation ID1, die von der Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelt worden ist, als Steueridentifikation ID an die Robotersteuerung, wie in 2 dargestellt („2: ID → 3”). Dabei wird in einer bevorzugten Ausführung die von der Sicherheitseingabeeinrichtung an das Handgerät übermittelte Identifikation ID1 vom Handgerät als Steueridentifikation ID nur an die Robotersteuerung 3 übermittelt, solange das Handgerät 2 seinerseits, beispielsweise zyklisch, die Identifikation ID1 von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 erhält. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass Sicherheitseingabeeinrichtung und Handgerät aktuell verbunden sind.
Wie in 2 durch eine separate strich-doppelpunktierte Linie angedeutet, wird die Steueridentifikation ID über einen Virtual Channel 21 der RDP-Session zwischen Robotersteuerung 3 und Handgerät 2 übermittelt, die wie die Kommunikation zwischen Sicherheitseingabeeinrichtung 1 und Handgerät 2 und/oder zwischen Sicherheitseingabeeinrichtung 1 und Robotersteuerung 3 drahtlos oder drahtgebunden erfolgen kann.
Ein Sicherheitsmittel der Robotersteuerung 3 vergleicht nun wenigstens einmal bei der Etablierung der Bedienung, in einer Abwandlung auch zyklisch oder kontinuierlich, die von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 an die Robotersteuerung 3 übermittelten Identifikation ID1 mit der von dem Handgerät 2 über den Virtual Channel 21 an die Robotersteuerung 3 übermittelten Steueridentifikation ID.
Stimmen diese überein (2: „J”), ist die Bedienung erfolgreich etabliert bzw. wird fortgesetzt, da damit sichergestellt ist, dass ein Zustimm-Signal vom Zustimm-Taster 1.3 derjenigen Sicherheitseingabeeinrichtung 1 stammt, die mit dem Handgerät 2 verbunden ist, von der die Robotersteuerung 3 die entsprechenden Steuerbefehle und die Steueridentifikation ID erhält.
Stimmt hingegen die von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 an die Robotersteuerung 3 übermittelten Identifikation ID1 mit der von dem Handgerät 2 an die Robotersteuerung 3 übermittelten Steueridentifikation ID nicht überein (2: „N”), so wird die Bedienung nicht etabliert bzw. nicht mehr fortgesetzt. Beispielsweise führt die Robotersteuerung 3 Steuerbefehle von dem Handgerät 2 nicht mehr aus, da nicht sichergestellt ist, dass der Zustimm-Taster 1.3 an der mit diesem Handgerät 2 verbundenen Sicherheitseingabeeinrichtung 1 korrekt betätigt wird.
Auf diese Weise kann der Roboter 4 über die Robotersteuerung 3 mittels einem von mehreren unterschiedlichen elektronischen Standard-Kleingeräten, beispielsweise unterschiedlichen Smartphones gesteuert werden, indem auf diesen ein RDP-Client mit dem RDP-Server der Robotersteuerung 3 kommuniziert und so insbesondere eine Bedienoberfläche 2.2 auf dem Handgerät simuliert wird. Da die Robotersteuerung eine Identifikation ID1, die sie von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 empfängt, mit einer Steueridentifikation ID vergleicht, die das Handgerät 2 auf Basis der von der Sicherheitseingabeeinrichtung 1 übermittelten Identifikation ID1 seinerseits an die Robotersteuerung 3 übermittelt, kann sichergestellt werden, dass das Handgerät über die Schnittstelle 1.1 mit derjenigen Sicherheitseingabeeinrichtung verbunden ist, von der die Robotersteuerung 3 die Sicherheitssignale, beispielsweise ein Zustimm-Signal, erhält.
Bezugszeichenliste

1: Sicherheitseingabeeinrichtung
1.1: Schnittstelle (USB oder Bluetooth)
1.2: Nothalt-Knopf (Nothalt-Eingabemittel)
1.3: Zustimm-Taster (Zustimm-Eingabemittel)
1.4: Betriebsart-Wahlschalter (Betriebsart-Eingabemittel)
1.5: lösbare Arretierung
2: Mobiltelephon (Handgerät)
2.1: Touchscreen-Taste (Befehlseingabemittel)
2.2: Touchscreen (Ausgabemittel)
3: Robotersteuerung
4: Roboter
10: Kommunikationsmittel (EtherCAT)
20: Kommunikationsmittel (Ethernet)
21: Virtual Channel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10110776 A1 [0002]
WO 97/10080 A1 [0005]

Claims

Tragbare Sicherheitseingabeeinrichtung (1) mit wenigstens einem Eingabemittel (1.2, 1.3, 1.4) zum Eingeben eines Sicherheitssignals an eine Robotersteuerung (3), gekennzeichnet durch eine Schnittstelle (1.1) zur Kommunikation mit einem mit der Sicherheitseingabeeinrichtung, insbesondere lösbar, verbundenen Handgerät (2) zum Steuern eines Roboters (4) mittels Kommunikation mit dieser Robotersteuerung.
Sicherheitseingabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Nothalt-Eingabemittel (1.2) zur Eingabe eines Nothalt-Signals, ein Zustimm-Eingabemittel (1.3) zur Eingabe eines Zustimm-Signals, ein Betriebsart-Eingabemittel (1.4) zur Eingabe eines Betriebsart-Signals und/oder ein Autorisierungs-Eingabemittel zur Eingabe eines Autorisierungs-Signals aufweist.
Sicherheitseingabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Eingabe eines Sicherheitssignals an die Robotersteuerung des Roboters in sicherer Technik ausgebildet ist.
Sicherheitseingabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Sicherheitsidentifikationsmittel zur Übermittlung einer Identifikation (ID1) der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung und/oder das Handgerät.
Sicherheitseingabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät als mobiles Telephon (2), PDA oder tragbarer Computer ausgebildet ist.
Sicherheitseingabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine lösbare Arretierung (1.5) zur Befestigung des Handgeräts.
Eingabeanordnung zur Bedienung eines Roboters (4), mit einer Sicherheitseingabeeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem damit, insbesondere lösbar, verbindbaren Handgerät (2) zum Steuern dieses Roboters mittels Kommunikation mit dessen Robotersteuerung (3), das ein Steueridentifikationsmittel zum Übermitteln einer Steueridentifikation (ID) an die Robotersteuerung und/oder die Sicherheitseingabeeinrichtung aufweist.
Eingabeanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eines von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät eine Energiequelle für das andere von der Sicherheitseingabeeinrichtung und dem Handgerät aufweist.
Eingabeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät ein Befehlseingabemittel (2.1) zum Eingeben eines Steuerbefehls an die Robotersteuerung des Roboters und/oder ein Ausgabemittel (2.2) zum Ausgeben einer Information von der Robotersteuerung des Roboters aufweist.
Steuersystem zur Bedienung eines Roboters (4), mit einer Robotersteuerung (3) und einer Eingabeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch ein Kommunikationsmittel (10) zur drahtlosen oder drahtgebundenen sicheren Kommunikation der Robotersteuerung mit der Sicherheitseingabeeinrichtung und/oder durch ein Kommunikationsmittel (20, 21) zur drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikation der Robotersteuerung mit dem Handgerät.
Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät zur Simulation einer Bedienoberfläche der Robotersteuerung ausgebildet ist.
Robotersteuerung für ein Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 11, gekennzeichnet durch ein Vergleichsmittel zum Vergleichen einer von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelten Identifikation (ID1) mit einer von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelten Steueridentifikation (ID).
Verfahren zur Bedienung eines Roboters (4) mittels eines Steuersystems nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch die Schritte: Übermitteln (1: ID1 → 3) einer Identifikation (ID1) der Sicherheitseingabeeinrichtung (1) durch das Sicherheitsidentifikationsmittel an die Robotersteuerung (3); Übermitteln (1: ID1 → 2) einer Identifikation (ID1) der Sicherheitseingabeeinrichtung (1) durch das Sicherheitsidentifikationsmittel an das Handgerät (2) oder einer Steueridentifikation (ID) durch das Steueridentifikationsmittel an die Sicherheitseingabeeinrichtung (1); Übermitteln (2: ID → 3) einer Steueridentifikation (ID) durch das Steueridentifikationsmittel an die Robotersteuerung (3); und Vergleichen (ID = ID1?) der von der Sicherheitseingabeeinrichtung an die Robotersteuerung übermittelten Identifikation mit der von dem Handgerät an die Robotersteuerung übermittelten Steueridentifikation.
Computerprogrammprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode, der wenigstens teilweise ein Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 bildet und/oder ein Verfahren nach Anspruch 13 ausführt, wenn er in einem Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 11 abläuft.