DE102015002197A1

DE102015002197A1 - Method for operating a robot and plant

Info

Publication number: DE102015002197A1
Application number: DE102015002197.4A
Authority: DE
Inventors: Roman Ranzinger; Christoph Schneider
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2016-08-25
Anticipated expiration: 2035-02-21
Also published as: DE102015002197B4; CN107251301A; WO2016131921A1; CN107251301B

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines ein Werkzeug zum Bewegen von Gegenständen aufweisenden Roboters (2) zur Unterstützung einer Person bei manuellen Verrichtungen an wenigstens einem Teil von spannungsführenden Elementen (13) eines Werkstücks, welche durch jeweils wenigstens eine Abdeckung (14) vor Berührung geschützt sind, umfassend folgende Schritte: – Aufnehmen von wenigstens zwei spannungsführende Elemente (13), die für die Verrichtung benötigt werden, abdeckenden Abdeckungen (14) mittels des Werkzeugs; und – sobald ein den Abschluss der Verrichtung anzeigendes Triggerereignis eingetreten ist, Aufsetzen der wenigstens zwei Abdeckungen (14) mittels des Werkzeugs.A method of operating a robotized article handling robot (2) to assist a person in manual operations on at least part of live elements (13) of a workpiece which are protected from contact by at least one cover (14) the following steps: - receiving at least two live elements (13) needed for the operation, covering covers (14) by means of the tool; and - as soon as a triggering event indicating completion of the operation has occurred, placing the at least two covers (14) by means of the tool.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines ein Werkzeug zum Bewegen von Gegenständen aufweisenden Roboters zur Unterstützung einer Person bei manuellen Verrichtungen an wenigstens einem Teil von spannungsführenden Elementen eines Werkstücks, welche durch jeweils wenigstens eine Abdeckung vor Berührung geschützt sind. Daneben betrifft die Erfindung eine Werkeinrichtung.The invention relates to a method for operating a robot having a tool for moving objects to assist a person in manual operations on at least a part of live elements of a workpiece, which are protected by at least one cover from contact. In addition, the invention relates to a plant.

Der Schutz von Personen bei manuellen Verrichtungen an Werkstücken, die berührbare spannungsführende Elemente aufweisen, ist ein zentraler Punkt von Arbeitssicherheitsmaßnahmen in der Industrie. Dabei sollen die Personen vor den schädlichen physiologischen Wirkungen elektrischer Energie, wie Körperdurchströmungen und Verbrennung durch das Auftreten eines Lichtbogens, geschützt werden. Im Bereich der Automobilindustrie hat dieses Themengebiet durch den Einsatz von für den Antrieb elektrischer Fahrzeuge vorgesehenen Traktionsbatterien an Wichtigkeit gewonnen. Solche Batterien können an ihren spannungsführenden Elementen gegenseitige Potentialdifferenzen von bis zu mehreren hundert Volt aufweisen. Ihre Herstellung erfordert jedoch nicht automatisierbare Fertigungsschritte, die manuell von Personen zu verrichten sind.The protection of persons during manual operations on workpieces which have touchable live elements is a central point of occupational safety measures in industry. In this case, the persons are to be protected from the harmful physiological effects of electrical energy, such as body perfusion and combustion by the occurrence of an arc. In the automotive industry, this topic has become more important through the use of traction batteries designed to drive electric vehicles. Such batteries may have mutual potential differences of up to several hundred volts at their live elements. However, their production requires non-automatable manufacturing steps that are performed manually by persons.

Es ist dazu bekannt, persönliche Arbeitsschutzmaßnahmen vorzusehen, wobei die Person eine Schutzausrüstung, wie beispielsweise Handschuhe aus einem elektrisch isolierenden Material, während ihrer Verrichtungen trägt. Ebenso ist es bekannt, vor Berührung schützende Abdeckungen an den spannungsführenden Elementen vorzusehen, welche nur von jenen spannungsführenden Elementen entfernt werden, an denen die jeweilige manuelle Verrichtung durchgeführt wird. Da die Anordnung der Abdeckungen durch die Person selbst vorgenommen wird, handelt es sich hierbei um eine organisatorische Arbeitsschutzmaßnahme.It is known to provide personal occupational safety measures wherein the person wears protective equipment, such as gloves made of an electrically insulating material, during their operations. It is also known to provide protective coverings against the live elements which are removed only from those live elements on which the respective manual operation is performed. Since the arrangement of the covers is made by the person himself, this is an organizational occupational safety measure.

Solche persönlichen bzw. organisatorischen Arbeitsschutzmaßnahmen werden in der klassischen Maßnahmenhierarchie des Arbeitsschutzes jedoch als ungünstig und nur als nachrangig empfehlenswerte Maßnahmen angesehen. Dies ist darin begründet, dass ihr Schutz im Falle menschlichen Versagens, wie ein fehlerhaftes Anbringen der Abdeckung infolge einer Unachtsamkeit oder Nachlässigkeit, versagt. Darüber hinaus schränkt persönliche Schutzkleidung die manuelle Bewegbarkeit gerade bei filigranen Montagevorgängen stark ein.However, such personal or organizational occupational safety and health measures are regarded as unfavorable and only as measures which are recommended as subordinate in the classical hierarchy of occupational health and safety. This is because their protection in the event of human error, such as incorrect attachment of the cover due to carelessness or negligence, fails. In addition, personal protective clothing severely restricts manual mobility, especially in filigree assembly processes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine technische Arbeitsschutzmaßnahme vorzuschlagen, die einen verbesserten Schutz der an spannungsführenden Elementen eines Werkstücks arbeitenden Personen erzielt und die Durchführung manueller Verrichtungen erleichtert.The invention is therefore based on the object to propose a technical safety measure, which achieves improved protection of working on live elements of a workpiece persons and facilitates the implementation of manual operations.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, umfassend folgende Schritte: Aufnehmen von wenigstens zwei spannungsführende Elemente, die für die Verrichtung benötigt werden, abdeckenden Abdeckungen mittels des Werkzeugs; und sobald ein den Abschluss der Verrichtung anzeigendes Triggerereignis eingetreten ist, Aufsetzen der wenigstens zwei Abdeckungen mittels des Werkzeugs.To achieve this object, a method of the aforementioned type is provided according to the invention, comprising the following steps: receiving at least two live elements, which are required for the performance, covering covers by means of the tool; and once a triggering event indicating completion of the operation has occurred, placing the at least two covers by means of the tool.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, zur Unterstützung der Person einen Roboter einzusetzen, welcher dazu ausgebildet ist, die Abdeckungen mittels eines geeigneten Effektors zu bewegen. Der Roboter wird dabei so betrieben, dass er nur jene zwei spannungsführenden Elemente, die im Rahmen der erforderlichen Verrichtung durch die Person berührt werden, mittels des Werkzeugs aufnimmt und diese anschließend wieder auf die wenigstens zwei Abdeckungen aufsetzt. Dies geschieht jedoch erst, wenn ein Triggerereignis eintritt, das indiziert, dass die Person die an den spannungsführenden Elementen vorgesehenen Verrichtungen beendet hat. Handelt es sich bei dem Werkstück beispielsweise um eine Batterie, kann so sichergestellt werden, dass nur solche spannungsführenden Elemente aufgedeckt werden, zwischen denen keine gefährliche Spannung anliegt. Ein elektrisches Verbinden wie auch ein gleichzeitiges Berühren dieser Potentiale ist daher gefahrlos möglich. Darüber hinaus ist es von besonderem Vorteil, wenn der Roboter speziell für eine Mensch-Maschine-Interaktion ausgebildet ist, insbesondere eine Eigensensorik zum Erfassen einer Berührung mit einem Körperteil der Person aufweist und in diesem Fall angehalten wird. Es ist also von besonderem Vorteil, dass keine persönlichen und/oder organisatorischen Arbeitsschutzmaßnahmen mehr vorgesehen werden, sondern technische Maßnahmen ergriffen werden, um die Person vor gefährdenden Einwirkungen elektrischer Energie zu schützen. So wird insbesondere die Gefahrenquelle des menschlichen Versagens eliminiert. Da sichergestellt ist, dass keine unzulässigen Berührspannungen zwischen nicht abgedeckten spannungsführenden Elementen des Werkstücks anliegen, kann gleichsam auf Schutzkleidung verzichtet werden, die die Bewegungsfreiheit der Person beim Durchführen der manuellen Verrichtungen einschränkt. Vorteilhafterweise kann so bei einem verbesserten Arbeitsschutzniveau eine erhöhte Effizienz beim Durchführen der manuellen Verrichtungen erreicht werden.The invention is based on the idea of using a robot to assist the person, which is designed to move the covers by means of a suitable effector. The robot is operated in such a way that it picks up only those two live elements that are touched by the person within the scope of the required performance by means of the tool and then places these again on the at least two covers. However, this only happens when a trigger event occurs, indicating that the person has completed the activities provided on the live elements. If the workpiece is, for example, a battery, it can be ensured that only such live elements are uncovered, between which no dangerous voltage is applied. An electrical connection as well as a simultaneous touching of these potentials is therefore safely possible. Moreover, it is of particular advantage if the robot is specially designed for a human-machine interaction, in particular has a self-sensor system for detecting a contact with a body part of the person and is stopped in this case. It is therefore of particular advantage that no more personal and / or organizational occupational safety measures are provided, but technical measures are taken to protect the person from hazardous effects of electrical energy. In particular, the source of human error is eliminated. Since it is ensured that there are no impermissible contact voltages between uncovered live elements of the workpiece, it is equally possible to dispense with protective clothing which restricts the person's freedom of movement when carrying out the manual operations. Advantageously, an increased efficiency in carrying out the manual operations can thus be achieved with an improved occupational safety level.

Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens von besonderem Vorteil, wenn als Triggerereignis ein mittels einer Eingabeeinrichtung eingegebenes Bedienkommando der Person verwendet wird. Es ist dabei vorgesehen, dass die Person den Abschluss der Verrichtung selbst durch ein Bedienkommando eingibt und damit den Roboter veranlasst, die Abdeckungen wieder auf die spannungsführenden Elemente aufzusetzen. Die Person übermittelt dazu dieses als Triggerereignis dienende Bedienkommando, indem sie die Eingabeeinrichtung bedient. Als solche kann beispielsweise ein Druckknopf vorgesehen werden, welcher manuell betätigt wird oder als Fußtaster ausgebildet ist. Es wird dabei besonders sinnvoll, wenn die Eingabeeinrichtung so ausgebildet ist, dass bei der Eingabe des Bedienkommandos sichergestellt ist, dass keine Körperteile der Person im Aktionsbereich des Werkzeugs des Roboters gelegen sind. Dies kann beispielsweise durch eine Eingabeeinrichtung erzielt werden, die nur beidhändig bedienbar ist, also beispielsweise zwei räumlich getrennte für die Bedienung per Hand vorgesehene Druckknöpfe umfasst.Within the scope of the method according to the invention, it is of particular advantage if the triggering event used is an operator's input command input by means of an input device. It is intended that the person enters the completion of the operation itself by an operator command and thus causes the robot to put the covers back on the live elements. For this purpose, the person transmits this operating command serving as trigger event by operating the input device. As such, for example, a push button can be provided, which is operated manually or is designed as a foot switch. It is particularly useful if the input device is designed so that it is ensured when entering the operating command that no body parts of the person are located in the action area of the tool of the robot. This can be achieved, for example, by an input device which can only be operated with both hands, that is, for example, comprises two spatially separate pushbuttons provided for manual operation.

Alternativ oder zusätzlich kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass das Werkstück und/oder Tätigkeiten der Person mittels eines Sensors erfasst werden und als Triggerereignis das Erreichen eines durch den Sensor erfassten Zielzustands des Werkstücks und/oder der Person verwendet wird. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass der Sensor so gewählt wird, dass er erkennt, dass die vorgesehene manuelle Verrichtung vollständig erfolgt ist, also beispielsweise festgestellt wird, dass zwei spannungsführende Elemente des Werkstücks miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der Sensor, beispielsweise eine Kamera, erfasst, ob sich weiterhin Körperteile, also insbesondere die Hände, der Person im Aktionsbereich des Roboters befinden, was so interpretiert wird, dass die Verrichtungen noch nicht abgeschlossen sind. Dies kann dadurch verbessert werden, dass der Sensor zum Erkennen, ob durch die von der Person durchgeführten Tätigkeiten die manuelle Verrichtung vollständig abgeschlossen ist, ausgebildet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Vorliegen des Triggerereignisses sowohl mit einem Sensor als auch mit einer zusätzlichen Eingabeeinrichtung zu erkennen.Alternatively or additionally, it may be provided in the context of the method according to the invention that the workpiece and / or activities of the person are detected by means of a sensor and the trigger event used is the achievement of a target state of the workpiece and / or of the person detected by the sensor. It can thus be provided, for example, that the sensor is selected so that it detects that the intended manual operation has been completed, that is, for example, it is determined that two live elements of the workpiece are electrically conductively connected to each other. Alternatively or additionally, it can also be provided that the sensor, for example a camera, detects whether there are still body parts, ie in particular the hands, of the person in the action area of the robot, which is interpreted as meaning that the functions have not yet been completed. This can be improved by the sensor being designed to detect whether the manual activities have been completely completed by the activities performed by the person. Of course, it is also possible to detect the presence of the trigger event both with a sensor and with an additional input device.

Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass die Abdeckungen beim Aufsetzen kraftschlüssig und/oder formschlüssig arretiert werden. Der Roboter wird mithin so angesteuert, dass das Werkzeug beim Aufsetzen eine ausreichende Kraft aufbringt, um die entsprechend ausgebildeten Abdeckungen am Werkstück zu befestigen. So wird vermieden, dass die Person durch eine Bewegung ungewollt die Abdeckungen bewegt und so spannungsführende Elemente wieder freigelegt werden. Dies könnte nicht nur Störungen beim Betrieb des Roboters verursachen, sondern auch neue Gefahrenquellen für die Person schaffen.Conveniently, it can be provided that the covers are locked non-positively and / or positively when placed. The robot is thus controlled so that the tool during placement applies sufficient force to secure the correspondingly formed covers on the workpiece. This avoids that the person unintentionally moves the covers by movement and thus exposing live elements again. Not only could this cause disruptions to the operation of the robot, but it could also create new sources of danger for the person.

Es wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugt, wenn die Schritte bezüglich weiterer spannungsführender Elemente wiederholt werden, bis eine vorgegebene Menge von Verrichtungen abgeschlossen ist. Da an einem Werkstück in der Regel eine Vielzahl von manuellen Verrichtungen vorzunehmen sind, bietet es sich an, soweit benötigt die beschriebenen Verfahrensschritte mehrfach an weiteren spannungsführenden Elementen auszuführen und das Verfahren dadurch zu beenden, dass eine vorgegebene Menge von Verrichtungen durchführt wurde. Vorteilhafterweise lässt sich das Verfahren dann auch bei komplexeren Montagetätigkeiten einsetzen.It is particularly preferred in the context of the method according to the invention if the steps relating to further live elements are repeated until a predetermined amount of operations has been completed. Since a large number of manual operations are generally to be carried out on a workpiece, it is advisable, if necessary, to perform the described method steps repeatedly on further live elements and to end the method by carrying out a predetermined amount of operations. Advantageously, the method can then also be used in more complex assembly activities.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn die Menge der Verrichtungen in einem Ablaufplan bezüglich unterschiedlicher Elemente am selben Werkstück in einer Reihenfolge vorgegeben werden. So kann bereits vor Durchführung der Verrichtungen eine unter Arbeitsschutzaspekten optimale Folge der Verrichtungen vorgegeben werden, welche durch den Ablaufplan abgebildet ist. Die Fehlerquelle des menschlichen Versagens wird so auch bei umfangreichen Verrichtungen am Werkstück effektiv ausgeschaltet. Dies betrifft insbesondere die Gefahr eines einen Lichtbogen erzeugenden Kurzschlusses, wenn zwei aktive, also eine Potentialdifferenz zwischen ihnen aufweisende, Elemente des Werkstücks versehentlich verbunden werden.It is particularly advantageous if the amount of operations in a flowchart with respect to different elements on the same workpiece are specified in an order. Thus, even before carrying out the operations, an optimal sequence of the operations, which is represented by the flowchart, can be specified under occupational health and safety aspects. The source of the error of human error is effectively eliminated even during extensive operations on the workpiece. This relates in particular to the risk of an arc generating short circuit when two active, so a potential difference between them having, elements of the workpiece are inadvertently connected.

Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass nach der letzten Wiederholung der Schritte alle Abdeckungen aufgenommen und entfernt werden. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Abdeckungen lediglich Zwecken des Arbeitsschutzes dienen und nach Durchführung der Verrichtungen keine weitere Aufgabe für das Werkstück mehr haben. In diesem Fall kann zweckmäßigerweise der Roboter alle Abdeckungen nach Abschluss der Verrichtungen entfernen. Vorteilhafterweise kann so auch darauf verzichtet werden, dass die Abdeckungen manuell entfernt werden müssen, wodurch eine erneute Gefahrenquelle entstehen würde.In addition, provision may be made for all covers to be picked up and removed after the last repetition of the steps. This is particularly useful when the covers are only for occupational safety and after completion of the activities have no further task for the workpiece more. In this case, the robot may expediently remove all covers after completion of the operations. Advantageously, it can be dispensed with so that the covers must be removed manually, creating a new source of danger would arise.

Schließlich wird es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt, wenn als Werkstück eine Batterie mit mehreren Batteriemodulen verwendet wird, wobei es sich bei den Verrichtungen um ein Kontaktieren zwischen unterschiedlichen Batteriemodulen zugeordneten Elementen handelt. Wie bereits eingangs erwähnt, ist der Arbeitsschutz bei Verrichtungen an Batterien ein besonders sinnvolles Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dies betrifft insbesondere Batterien, die mehrere Batteriemodule umfassen, um besonders hohe Spannungen zu erzeugen, wie sie beispielsweise für Traktionszwecke im Bereich der Automobilindustrie benötigt werden. Die erforderlichen Verrichtungen bestehen dort zumeist im Kontaktieren spannungsführender Elemente unterschiedlicher Batteriemodule. Gerade hier treten besonders hohe Spannungen auf, die eine gefährliche Körperdurchströmung erzeugen können. Ferner ist bei elektrochemischen Batterien mit ihren typischerweise sehr hohen Kurzschlussströmen insbesondere die Gefahr eines Verbrennungen verursachenden Lichtbogens besonders prominent. Daher ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen des Fertigungsprozesses von Batterien mit mehreren Batteriemodulen von besonderem Vorteil.Finally, in a method according to the invention, it is particularly preferred if a battery having a plurality of battery modules is used as the workpiece, wherein the operations are contacting between different battery modules. As already mentioned at the beginning, occupational safety in the case of operations on batteries is a particularly useful field of application of the method according to the invention. In particular, this relates to batteries comprising a plurality of battery modules to generate particularly high voltages, such as those needed for traction purposes in the automotive industry. The required operations usually consist of contacting there live elements of different battery modules. Especially here occur particularly high voltages that can produce a dangerous body flow. Furthermore, in the case of electrochemical batteries with their typically very high short-circuit currents, in particular the risk of an arc causing burns is particularly prominent. Therefore, the use of the method according to the invention within the manufacturing process of batteries with multiple battery modules is of particular advantage.

Daneben betrifft die Erfindung eine Werkeinrichtung zur Unterstützung einer Person bei manuellen Verrichtungen an wenigstens einem Teil von spannungsführenden Elementen eines Werkstücks, welche durch jeweils wenigstens eine Abdeckung vor Berührungen geschützt sind, umfassend wenigstens einen ein Werkzeug zum Befestigen von Gegenständen aufweisenden Roboter, ein Positionierungsmittel für wenigstens ein Werkstück und eine den Roboter steuernde Steuerungseinrichtung, welche zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. Eine erfindungsgemäße Werkeinrichtung ist dabei insbesondere so ausgebildet, dass sie der Person einen Arbeitsplatz zur Durchführung ihrer Verrichtungen bietet, also insbesondere ein entsprechend hergerichteter Fertigungsplatz. Sie umfasst dabei zunächst den Roboter und eine Steuerungseinrichtung, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Dabei kann es sich insbesondere um eine speicherprogrammierbare Steuerung, einen Mikrokontroller oder einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) handeln. Die Werkeinrichtung weist darüber hinaus ein Positioniermittel auf, in das das Werkstück aufnehmbar ist. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Positionsmittel eine Aufnahme ist oder umfasst, in die ein Werkstück einlegbar ist und für einen Effektor des Roboters erreichbar ist. Im Falle einer vorgesehenen Fließbandfertigung wird es dabei besonders bevorzugt, dass das Positioniermittel ein Fördermittel umfasst oder als Teil eines Fördermittels ausgebildet ist, so dass der Werkeinrichtung fortlaufend Werkstücke zuführbar sind, an denen die vorgesehenen Verrichtungen durchzuführen sind.In addition, the invention relates to a working device for assisting a person in manual operations on at least a part of live elements of a workpiece, which are protected by at least one cover from contact, comprising at least one tool having a tool for attaching objects, a positioning means for at least a workpiece and a robot controlling the control device, which is designed for carrying out a method according to one of the preceding claims. A work device according to the invention is in particular designed so that it offers the person a job to carry out their tasks, ie in particular a suitably manufactured production place. It initially comprises the robot and a control device which is designed to carry out the method according to the invention. This may in particular be a programmable logic controller, a microcontroller or an application-specific integrated circuit (ASIC). The plant further comprises a positioning means into which the workpiece is receivable. In this case, it can be provided, for example, that the positioning means is or comprises a receptacle into which a workpiece can be inserted and can be reached for an effector of the robot. In the case of an intended assembly line production, it is particularly preferred that the positioning means comprises a conveyor or is formed as part of a conveyor, so that the work can be fed continuously workpieces on which the intended operations are performed.

Es wird dabei besonders bevorzugt, wenn das Werkzeug als Greifer ausgebildet ist. Hierbei kommen grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik an sich bekannten greifenden Effektoren in Betracht, wobei insbesondere mechanische oder pneumatische Greifer bevorzugt sind. Dieser ist dabei so zu wählen, dass er die Aufgaben des Aufnehmens und des Aufsetzens der Abdeckungen zuverlässig durchführen kann, also insbesondere in der Lage ist, die Abdeckungen beim Aufsetzen zuverlässig am Werkstück zu arretieren.It is particularly preferred if the tool is designed as a gripper. In principle, all gripping effectors known from the prior art are suitable, in particular mechanical or pneumatic grippers being preferred. This is to be chosen so that he can perform the tasks of receiving and placing the covers reliably, so in particular is able to reliably lock the covers when placed on the workpiece.

Es wird darüber hinaus besonders bevorzugt, wenn die Werkeinrichtung eine Eingabeeinrichtung umfasst, welche zur Erfassen eines Bedienkommandos der Person ausgebildet ist und mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Werkeinrichtung einen Sensor umfasst, welche zum Erfassen des Werkstücks und/oder der Tätigkeiten der Person ausgebildet und mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist. Es wird mithin vorgeschlagen, den Sensor bzw. die Eingabeeinrichtung, welche bereits zuvor im Rahmen des Verfahrens beschrieben wurden, mit der Steuerungseinrichtung zu verbinden, welche dann so ausgebildet ist, mittels durch den Sensor erfasster Sensordaten und/oder eines mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bedienkommandos ein Triggerereignis zu erkennen.In addition, it is particularly preferred if the operating device comprises an input device which is designed to detect an operating command of the person and is connected to the control device. Alternatively or additionally, it can be provided that the working device comprises a sensor which is designed to detect the workpiece and / or the activities of the person and connected to the control device. It is therefore proposed to connect the sensor or the input device, which has already been described above within the scope of the method, to the control device, which is then configured by means of sensor data acquired by the sensor and / or an operating command input by means of the input device Detect trigger event.

Bei einer erfindungsgemäßen Werkeinrichtung mit einem Sensor wird es darüber hinaus besonders bevorzugt, wenn als Sensor eine Kamera vorgesehen ist, und die Steuerungseinrichtung eine Bildverarbeitungseinheit umfasst, welche zur Auswertung von der Kamera erfasster Daten zum Erkennen eines Zielzustands des Werkstücks und/oder der Person ausgebildet ist. Mittels der Kamera kann so erkannt werden, dass eine Verrichtung abgeschlossen ist, wobei die Bildverarbeitungseinheit beispielsweise von der Kamera erfasste Daten dahingehend analysiert, ob eine vorgesehene Verbindung zwischen zwei spannungsführenden Elementen korrekt realisiert wurde und/oder ob sich Körperteile, insbesondere die Hände, der Person im Aktionsbereich des Effektors des Roboters befinden.In a work device according to the invention with a sensor, it is furthermore particularly preferred if a camera is provided as the sensor, and the control device comprises an image processing unit which is designed for the evaluation of data detected by the camera for recognizing a target state of the workpiece and / or the person , By means of the camera can be detected so that a performance is completed, the image processing unit, for example, analyzed by the camera data analyzed whether a designated connection between two live elements was correctly implemented and / or if body parts, especially the hands of the person in the action area of the robot's robot.

Im Übrigen lassen sich sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren analog auf die erfindungsgemäße Werkeinrichtung übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erzielt werden können.Incidentally, all embodiments of the method according to the invention can be analogously transferred to the inventive device, so that even with this already mentioned advantages can be achieved.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and from the drawing. Showing:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkeinrichtung; 1 an embodiment of a device according to the invention;

2 eine Detailansicht der in 1 gezeigten Werkeinrichtung im Bereich zweier spannungsführender Elemente beim Aufnehmen einer Abdeckung; 2 a detailed view of in 1 shown work device in the region of two live elements when receiving a cover;

3 die in 2 gezeigte Detaildarstellung nach dem Abschluss der manuellen Verrichtung; 3 in the 2 shown detail after completion of manual operation;

4 die in 2 gezeigte Detaildarstellung nach Aufsetzen der Abdeckungen; und 4 in the 2 shown detail after placing the covers; and

5 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 5 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt eine Werkeinrichtung 1, umfassend einen Roboter 2, eine zwei Druckknöpfe 3, 4 aufweisende Eingabeeinrichtung 5 und eine Kamera 6 als Sensor, welche an einer Werkbank 7 angeordnet sind. In diese ist ein Positionierungsmittel 8 zur Aufnahme einer Batterie 9 als Werkstück eingelassen. Daneben weist die Werkeinrichtung 1 eine schematisch gezeigte Steuerungseinrichtung 10 auf. 1 shows a works facility 1 comprising a robot 2 , a two push buttons 3 . 4 having input device 5 and a camera 6 as a sensor attached to a workbench 7 are arranged. In this is a positioning agent 8th for receiving a battery 9 embedded as a workpiece. Next to it is the works facility 1 a control device shown schematically 10 on.

Der Roboter 2 umfasst einen Roboterarm 11 und einen Greifer 12 als Werkzeug, der als Endeffektor dient. Die Batterie 9 weist mehrere nicht näher dargestellte Batteriemodule auf, die mit mehreren spannungsführenden Elementen 13 am Äußeren der Batterie 9 verbunden sind. Die spannungsführenden Elemente 13 sind jeweils mittels einer Abdeckung 14 gegen ein Berühren gesichert. Schließlich ist die Steuerungseinrichtung 10 mit dem Roboter 2 so verbunden, dass sie seinen Bewegungen und insbesondere auch die Aktionen des Greifers 12 steuert. Sie weist ferner einen Eingang für die Bedienungseinrichtung 5 auf, so dass Bedienkommandos von ihr verarbeitet werden können. Darüber hinaus umfasst die Steuerungseinrichtung 10 eine Bildverarbeitungseinheit 15, welche Bildsignale der Kamera 6 empfängt und verarbeitet.The robot 2 includes a robot arm 11 and a gripper 12 as a tool that serves as the end effector. The battery 9 has a plurality of battery modules, not shown, which are equipped with several live elements 13 on the exterior of the battery 9 are connected. The energetic elements 13 are each by means of a cover 14 secured against touching. Finally, the control device 10 with the robot 2 so connected to his movements and especially the actions of the gripper 12 controls. It also has an input for the operating device 5 so that operator commands can be processed by her. In addition, the control device comprises 10 an image processing unit 15 which image signals the camera 6 receives and processes.

Die 2 bis 4 zeigen eine Detaildarstellung der Werkeinrichtung 1 im Bereich zweier spannungsführenden Elemente 13 der Batterie 9 in verschiedenen Zuständen. Dabei zeigt 2 den Greifer 12, welcher von dem rechten spannungsführenden Element 13 dessen Abdeckung 14 aufgenommen hat, wobei das linke spannungsführende Element 13 weiterhin durch seine Abdeckung 14 gegen Berühren gesichert ist. In 3 sind beide Abdeckungen abgenommen. Die spannungsführenden Elemente 13 wurden mittels eines Kontaktelementes 16 durch eine nicht näher gezeigte die Werkeinrichtung 1 benutzende Person verbunden. 4 zeigt einen anschließenden Zustand, in dem bereits wieder das linke spannungsführende Element 13 durch seine Abdeckung 14 gegen ein Berühren gesichert ist, wobei das rechte spannungsführende Element 13 gerade wieder durch Aufsetzen seiner Abdeckung 14 durch den Greifer 12 gesichert wird.The 2 to 4 show a detailed view of the plant 1 in the area of two live elements 13 the battery 9 in different states. It shows 2 the gripper 12 which is from the right live element 13 its cover 14 has taken, with the left live element 13 continue through its cover 14 secured against touching. In 3 Both covers are removed. The energetic elements 13 were by means of a contact element 16 by a not shown in detail the work facility 1 connected using person. 4 shows a subsequent state in which already the left live element again 13 through his cover 14 secured against touching, the right live element 13 just again by putting on his cover 14 through the gripper 12 is secured.

5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des das Werkzeug zum Bewegen von Gegenständen aufweisenden Roboters 2 zur Unterstützung der Person bei manuellen Verrichtungen an den spannungsführenden Elementen 13 des Werkstücks, welches durch die Abdeckungen 14 vor Berührung geschützt sind. Nach dem Beginn des Verfahrens in Schritt S1 werden in einem Schritt S2 zunächst sämtliche Abdeckungen 14 auf alle spannungsführenden Elemente 1 aufgesetzt, so dass sämtliche spannungsführende Elemente 13 gegen eine Berührung der Person geschützt sind und so der in 1 gezeigte Zustand erreicht ist. Alternativ kann selbstverständlich auch eine bereits mit Abdeckungen gesicherte Batterie Ausgangspunkt des Verfahrens sein. 5 FIG. 12 shows a flowchart of a method of operating the robot having the tool for moving objects 2 to assist the person with manual operations on the live elements 13 of the workpiece passing through the covers 14 protected against contact. After the start of the method in step S1, all covers are first of all in a step S2 14 on all live elements 1 put on, so that all live elements 13 protected against a touch of the person and so on in 1 shown state is reached. Alternatively, it is of course also possible for a battery which has already been secured with covers to be the starting point of the method.

Im anschließenden Schritt S3 werden, wie in 2 gezeigt, jeweils zwei Abdeckungen 14 von den spannungsführenden Elementen 13 entfernt. Dazu bewegt der Roboter 2 den Greifer 12 mittels des Roboterarms 11 jeweils zu einer Abdeckungen 14, wobei der Greifer 12 diese greift, aufnimmt und an einer nicht näher gezeigten Verwahrungsposition im Bereich der Werkbank 7 ablegt.In the subsequent step S3, as in 2 shown, two covers each 14 from the energetic elements 13 away. To do this, the robot moves 2 the gripper 12 by means of the robot arm 11 each to a covers 14 , where the gripper 12 this engages, receives and at a not shown detention position in the area of the workbench 7 stores.

Sind beide Abdeckungen 14 abgenommen, wird in einem Schritt S4 fortlaufend abgefragt, ob ein den Abschluss von Verrichtungen der Person anzeigendes Triggerereignis eingetreten ist. Während dieses Schritts hat die Person die Möglichkeit, die spannungsführenden Elemente 13 mittels des Kontaktelements 16 zu verbinden. Dieser Vorgang wird von der Kamera 6 überwacht, welche den Bereich der Verrichtung erfasst und überprüft, ob das Kontaktelement 16 korrekt angebracht ist. Ist dies der Fall und hat die Person die Druckknöpfe 3 und 4 der Eingabeeinrichtung 5, welche so voneinander beabstandet an der Werkbank 7 angeordnet sind, dass die Person sie mit beiden Händen betätigen muss, betätigt, so wird dies als Bedienkommando gewertet und ein Eintritt des Triggerereignisses festgestellt, so dass das Verfahren fortgesetzt wird.Are both covers 14 is removed, it is continuously queried in a step S4 whether a trigger event indicating the completion of activities of the person has occurred. During this step, the person has the opportunity to see the live elements 13 by means of the contact element 16 connect to. This process is done by the camera 6 monitors which detects the area of the device and verifies that the contact element 16 correctly attached. If this is the case and the person has the push buttons 3 and 4 the input device 5 , which are so spaced from each other at the workbench 7 are arranged that the person must operate them with both hands, actuated, this is interpreted as an operator command and an occurrence of the trigger event is detected, so that the process is continued.

Dies geschieht in einem Schritt S5 in dem nunmehr der Greifer die Abdeckung 14 wieder auf die spannungsführenden Elemente 13 aufsetzt. Diese werden dabei so zur Batterie 9 geführt, dass sie kraft- und formschlüssig mit dieser verbunden sind. So wird ein versehentliches Bewegen der Abdeckungen 14 durch die Person verhindert.This is done in a step S5 in which now the gripper, the cover 14 back to the live elements 13 touches down. These become the battery 9 led that they are positively and positively connected to this. This will cause accidental movement of the covers 14 prevented by the person.

In einem anschließenden Schritt S6 wird überprüft, ob ein zuvor festgelegter Ablaufplan, welcher sämtliche an der Batterie 9 vorzunehmenden Verrichtungen in ihrer Reihenfolge beinhaltet, abgearbeitet ist. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S3 und das Verfahren wird von diesem Schritt bezüglich weiterer nicht mit Bezugszeichen versehener Abdeckungen der Batterie 9 fortgeführt. Sind sämtliche im Ablaufplan vorgesehenen Verrichtungen abgeschlossen, so erfolgt kein weiterer Rücksprung, sondern eine Fortsetzung des Verfahrens.In a subsequent step S6, it is checked whether a predetermined schedule, which all on the battery 9 has to be carried out in order of execution. If this is not the case, then a return to step S3 and the method is from this step with respect to other not provided with reference numerals covers the battery 9 continued. If all the activities provided for in the schedule have been completed, there will be no further return but a continuation of the procedure.

In einem Schritt S7 entfernt der Roboter 2 mittels des Greifers 12 sämtliche Abdeckungen 14 von der Batterie 9, welche lediglich den Zweck haben, während der Verrichtungen eine Berührung durch die Person zu verhindern, für anschließende Fertigungsmaßnahmen jedoch nicht benötigt werden. Die Abdeckungen 14 werden entfernt, der Roboter 2 fährt in eine Ruhestellung zurück und das Verfahren ist in seinem Schritt S8 beendet.In a step S7, the robot removes 2 by means of the gripper 12 all covers 14 from the battery 9 which have the sole purpose of preventing personal contact during the operations, but are not required for subsequent manufacturing operations. The covers 14 be removed, the robot 2 returns to a rest position and the process is completed in step S8.

Claims

Method for operating a robot having a tool for moving objects ( 2 ) to assist a person in manual operations on at least part of live elements ( 13 ) of a workpiece, which by at least one cover ( 14 ) are protected against contact, comprising the following steps: - picking up at least two live elements ( 13 ) required for the performance, covering covers ( 14 ) by means of the tool; and - as soon as a triggering event indicating completion of the operation has occurred, placing the at least two covers ( 14 ) by means of the tool.

A method according to claim 1, characterized in that as a trigger event by means of an input device ( 5 ) operator input of the person is used.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the workpiece and / or activities of the person are detected by a sensor and as a trigger event, the achievement of a detected by the sensor target state of the workpiece and / or the person is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the covers ( 14 ) are locked non-positively and / or form-fitting when placing.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steps relating to further live elements ( 13 ) are repeated until a predetermined amount of operations is completed.

A method according to claim 5, characterized in that the set of operations in a flowchart with respect to different elements ( 13 ) on the same workpiece in an order.

Method according to claim 5 or 6, characterized in that after the last repetition of the steps all covers ( 14 ) and removed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a battery ( 9 ) is used with a plurality of battery modules, wherein the operations to a contact between different battery modules associated elements ( 13 ).

Works facility ( 1 ) to assist a person in manual operations on at least part of live elements ( 13 ) of a workpiece, which by at least one cover ( 14 ) are protected from contact, comprising at least one robot having a tool for moving objects ( 2 ), a positioning means ( 8th ) for at least one workpiece and one robot ( 2 ) controlling control device ( 10 ), which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.

Works facility ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the tool as gripper ( 12 ) is trained.

Works facility ( 1 ) according to claim 9 or 10, characterized in that it comprises an input device ( 5 ), which is designed to detect an operating command of the person and with the control device ( 10 ) connected is.

Works facility ( 1 ) according to one of claims 9 to 11, characterized in that it comprises a sensor which is designed to detect the workpiece and / or the activities of the person and with the control device ( 10 ) connected is.

Works facility ( 1 ) according to claim 12, characterized in that a camera ( 6 ) is provided and the control device ( 10 ) an image processing unit ( 15 ), which for evaluation by the camera ( 6 ) is formed for detecting a target state of the workpiece and / or the person.