DE102015003696A1

DE102015003696A1 - Freigeben eines Betriebs einer Maschine

Info

Publication number: DE102015003696A1
Application number: DE102015003696.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Zimmermann; Yevgen Kogan
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2016-09-22
Also published as: KR20170106429A; US20180071920A1; EP3271119A1; WO2016150556A1; US10239214B2; CN107428010A; KR102059249B1

Abstract

Eine erfindungsgemäße Sicherheitssteuervorrichtung zum Freigeben eines Betriebs einer Maschine, insbesondere eines Roboters (100), mit einem Eingabemittel (1) zum Erfassen eines manuellen Kontakts, insbesondere Fingerkontakts, weist eine Haltevorrichtung (2) zum, insbesondere reibschlüssigen, Befestigen des Eingabemittels an einem Finger, insbesondere einer Fingerkuppe (10), einer Bedienperson; und/oder ein Signalmittel (20) zum Ausgeben eines, insbesondere optischen, akustischen, taktilen, thermischen und/oder elektrischen, Signals („+!”), falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft (P) kleiner als ein vorgegebener oberer Minimalwert (P₂) ist, und/oder zum Ausgeben eines, insbesondere desselben oder eines anderen, insbesondere optischen, akustischen, taktilen, thermischen und/oder elektrischen, Signals („–!”), falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft (P) größer als ein vorgegebener unterer Maximalwert (P₃) ist, auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitssteuervorrichtung und ein Verfahren zum Freigeben eines Betriebs einer Maschine, insbesondere eines Roboters, sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der EP 2 664 971 A1 ist eine Sensoreinrichtung bekannt, die einen auf einen Bereich eines Touchscreens ausgeübten Druck erfasst, wobei eine Steuereinrichtung eine von dem ausgeübten Druck abhängige Reaktion ausführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Betätigungselement vorgesehen, wobei ein Betätigen des Betätigungselements zusätzlich zum Ausüben von Druck auf den Touchscreen ausgewertet wird und ein Aktivieren von Antrieben nur erfolgt, wenn zusätzlich das Betätigungselement betätigt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb einer Maschine, insbesondere eines Roboters, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitssteuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Anspruch 12 stellt ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Sicherheitssteuervorrichtung zum Freigeben eines Betriebs einer Maschine, insbesondere eines Roboters, ein Eingabemittel zum Erfassen eines manuellen bzw. manuell aufgeprägten Kontakts, insbesondere einer manuellen bzw. manuell aufgeprägten Kontaktkraft, insbesondere eines Fingerkontakts bzw. einer Fingerkontaktkraft, auf, wobei die Sicherheitssteuervorrichtung eine Haltevorrichtung zum, insbesondere reibschlüssigen, Befestigen des Eingabemittels an einem Finger, insbesondere einer Fingerkuppe, einer Bedienperson aufweist.
Entsprechend ist bzw. wird in einer Ausführung das Eingabemittel mittels der Haltevorrichtung, insbesondere reibschlüssig, an einem Finger, insbesondere einer Fingerkuppe, einer Bedienperson befestigt.
Hierdurch kann in einer Ausführung sozusagen ein virtueller Zustimmtaster zur Verfügung gestellt werden, der vorteilhafterweise auch bei anderweiter Nutzung der Hand mit dem Finger, etwa beim manuellen Führen des Roboters oder einer Betätigung eines Eingabeelements wie einer Maus, eines Joysticks oder eines Touchscreens, mit betätigt werden kann.
Die Haltevorrichtung weist in einer Ausführung ein oder mehrere Bänder, insbesondere elastische und/oder Klettbänder, und/oder eine oder mehrere, insbesondere elastische, Klammern auf. Hierdurch kann das Eingabeelement in einer Ausführung vorteilhaft an unterschiedlichen Fingern befestigt werden.
Die Haltevorrichtung ist in einer Ausführung mit dem Eingabeelement lösbar oder dauerhaft, insbesondere stoffschlüssig, verbindbar, insbesondere verbunden, oder integral bzw. einstückig ausgebildet.
Das Eingabemittel und/oder die Haltevorrichtung sind in einer Ausführung elastisch und/oder folien- und/oder, insbesondere zusammen, fingerhutartig ausgebildet. In einer Ausführung weist die Haltevorrichtung Kunststoff, insbesondere Thermo- und/oder Duroplast, und/oder Kautschuk und/oder künstliche Haut auf, wobei das Eingabemittel in einer Ausführung wenigstens teilweise durch dieses Material gebildet oder darin eingeformt sein kann.
Durch eine elastische und/oder folien- und/oder fingerhutartige Haltevorrichtung und/oder ein, insbesondere damit integral ausgebildetes, elastisches und/oder folien- und/oder fingerhutartiges Eingabemittel wird in einer Ausführung eine anderweite Nutzung der Hand vorteilhaft nur geringfügig beeinflusst.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, der insbesondere eigenständig verwirklicht oder mit dem ersten Aspekt kombiniert sein kann, weist eine Sicherheitssteuervorrichtung zum Freigeben eines Betriebs einer Maschine, insbesondere eines Roboters, ein bzw. das Eingabemittel zum Erfassen eines manuellen bzw. manuell aufgeprägten Kontakts, insbesondere einer manuellen bzw. manuell aufgeprägten Kontaktkraft, insbesondere eines Fingerkontakts bzw. einer Fingerkontaktkraft, und ein Signalmittel auf, das wenigstens teilweise automatisiert ein, insbesondere optisches, akustisches, taktiles, thermisches und/oder elektrisches, Signal ausgibt, falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft, insbesondere Fingerkontaktkraft, kleiner als ein vorgegebener oberer Minimalwert ist, bzw. hierzu, insbesondere hard- und/oder softwaretechnisch eingerichtet ist.
Zusätzlich oder alternativ gibt das bzw. ein Signalmittel der Sicherheitssteuervorrichtung ein, insbesondere dasselbe oder ein anderes, insbesondere optisches, akustisches, taktiles, thermisches und/oder elektrisches, Signal aus, falls die von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft größer als ein vorgegebener unterer Maximalwert ist, bzw. hierzu, insbesondere hard- und/oder softwaretechnisch eingerichtet ist.
Hierdurch kann in einer Ausführung der Bediener vorteilhaft gewarnt werden, bevor er (unbeabsichtigt) einen Zustimmbereich der Kontaktkraft verlässt, der durch einen vorgegebenen unteren Minimalwert, der kleiner als der obere Minimalwert ist, und einen vorgegebenen oberen Maximalwert begrenzt ist, der größer als der untere Minimalwert ist. Entsprechend ist das Signal in einer Ausführung durch einen Menschen, insbesondere optisch, akustisch, taktil, thermisch und/oder elektrisch, wahrnehmbar.
Durch die Ausgabe unterschiedlicher Signale bei Unterschreiten des oberen Minimalwertes und Überschreiten des unteren Maximalwertes kann dem Bediener vorteilhaft eine Änderungsrichtung der Kontaktkraft angegeben werden.
Die Sicherheitssteuervorrichtung weist in einer Ausführung ein, insbesondere drahtlos oder drahtgebundenes mit dem Eingabemittel verbindbares, insbesondere verbundenes, Freigabemittel zum Freigeben des Betriebs der Maschine nur, falls eine bzw. die von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft größer als ein bzw. der vorgegebene(r) untere(r) Minimalwert und/oder kleiner als ein bzw. der vorgegebene(r) obere(r) Maximalwert ist, auf. Durch eine drahtlose Verbindung kann vorteilhaft die Flexibilität erhöht sein, durch eine drahtgebundene Verbindung vorteilhaft die Sicherheit.
In einer Ausführung gibt das Freigabemittel den Betrieb der Maschine wenigstens teilweise automatisiert nur frei, falls eine bzw. die von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft größer als ein bzw. der vorgegebene(r) untere(r) Minimalwert und/oder kleiner als ein bzw. der vorgegebene(r) obere(r) Maximalwert ist.
Durch die Vorgabe eines unteren Minimalwerts für eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft wird in einer Ausführung vorteilhaft das Risiko einer unbeabsichtigten Freigabe des Betriebs reduziert. Durch die, insbesondere zusätzliche bzw. kummulative Vorgabe eines oberen Maximalwerts für die von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft wird in einer Ausführung vorteilhaft das Risiko einer panik- bzw. reflexartigen unerwünschten Freigabe des Betriebs reduziert.
In einer Ausführung ist der untere Minimalwert kleiner als der obere Minimalwert, der untere und/oder obere Minimalwert kleiner als der untere und/oder obere Maximalwert, und/oder der untere Maximalwert kleiner als der obere Maximalwert.
Ein (freizugebender bzw. freigegebener) Betrieb kann insbesondere eine Bewegung einer oder mehrerer, insbesondere aller Achsen, der Maschine, insbesondere des Roboters, umfassen, insbesondere eine Bewegung mit einer Geschwindigkeit, die eine vorgegebene (reduzierte) Maximalgeschwindigkeit übersteigt. Mit anderen Worten kann in einer Ausführung ein nicht freigegebener Betrieb eine Bewegung einer oder mehrerer Achsen mit einer Geschwindigkeit umfassen, die eine vorgegebene (reduzierte) Maximalgeschwindigkeit nicht übersteigt. Gleichermaßen kann in einer anderen Ausführung auch eine Bewegung einer oder mehrerer, insbesondere aller Achsen, der Maschine, insbesondere des Roboters, unterbleiben bzw. verhindert werden, solange ein Betrieb nicht freigegeben ist bzw. wird.
Das Freigabemittel kann den Betrieb insbesondere dadurch freigeben, dass es ein entsprechendes Freigabesignal ausgibt, eine Energieversorgung von Antrieben der Maschine schließt bzw. aktiviert oder dergleichen. Entsprechend kann das Freigabemittel in einer Ausführung den Betrieb insbesondere dadurch nicht freigeben, dass es ein Fehlersignal ausgibt, die Maschine stillsetzt, insbesondere eine Energieversorgung von Antrieben der Maschine unterbricht, oder dergleichen.
In einer Ausführung variiert (das Signalmittel) das von dem Signalmittel ausgegebene Signal wenigstens teilweise automatisiert mit bzw. in Abhängigkeit von einem Abstand der Kontaktkraft zu einem der Mindest- und/oder Maximalwerte bzw. ist hierzu, insbesondere hard- und/oder softwaretechnisch eingerichtet.
Insbesondere kann (das Signalmittel) das von dem Signalmittel ausgegebene Signal mit bzw. auf Basis eines Abstandes der Kontaktkraft zu dem unteren oder oberen Minimalwert und/oder mit bzw. auf Basis eines Abstandes der Kontaktkraft zu dem unteren oder oberen Maximalwert variieren. Insbesondere kann eine Farbe, Helligkeit, Blinkfrequenz, Lautstärke, Tonhöhe, Vibrationsfrequenz und/oder -amplitude, Temperatur und/oder Stromstärke bei sich verringerndem Abstand zu dem unteren Minimalwert und/oder oberen Maximalwert und/oder bei sich vergrößerndem Abstand zu dem oberen Minimalwert und von dem unteren Maximalwert weg und/oder zu dem unteren Maximalwert und von dem oberen Minimalwert weg vergrößern, insbesondere kontinuierlich oder in einer oder mehreren diskreten Stufen. Hierdurch kann der Bediener vorteilhaft genauer abschätzen, wie stark er die Kontaktkraft ändern muss.
Insbesondere hierzu kann es auch vorteilhaft sein, wie vorstehend erläutert unterschiedliche Signale bei Überschreiten des unteren Maximalwertes und des oberen Minimalwertes auszugeben, um so dem Bediener eine Änderungsrichtung der Kontaktkraft anzugeben.
In einer Ausführung beträgt ein minimaler Verstellweg einer Kontaktfläche, insbesondere Fingerkontaktfläche, des Eingabemittels zum Erfassen einer vorgegebenen Mindestkraft zum Freigeben des Betriebs der Maschine bzw. des unteren Minimalwertes der Kontaktkraft maximal 1 mm, insbesondere maximal 0,5 mm, insbesondere maximal 0,1 mm und insbesondere weniger als 0,05 mm.
Mit anderen Worten wird in einer Ausführung vorgeschlagen, eine, insbesondere (starr) gelenkfreie, berührungs-, insbesondere drucksensitive Oberfläche, insbesondere ein Touchpad oder einen Touchscreen, als Zustimmtaster zu nutzen.
Dies ist insbesondere dann vorteilhaft möglich, wenn bei Unterschreiten des oberen Minimalwertes oder Überschreiten des unteren Maximalwertes der Bediener durch ein Signal gewarnt wird, bevor ein Unterschreiten des unteren Minimalwertes bzw.
Überschreiten des oberen Maximalwertes zu einem Stillsetzen der Maschine aufgrund einer fehlenden Freigabe durch das Freigabemittel führt. Insbesondere bei solchen kleinen Verstellwegen, insbesondere bei makroskopisch bzw. haptisch wenigstens im Wesentlichen verstellwegfreien Touchpads oder -screens, bei denen der Bediener keine haptische Rückmeldung auf Basis eines signifikanten, insbesondere haptisch zuverlässig erfassbaren, Verstellwegs erhält, kann somit in einer Ausführung das Risiko einer unbeabsichtigten Stillsetzung der Maschine durch Fehlbedienung eines Zustimmtasters reduziert werden.
In einer Ausführung erfasst ein Erfassungsmittel wenigstens teilweise automatisiert eine Befestigung des Eingabemittels an einem Finger, insbesondere optisch, thermisch, elektrisch und/oder lastbasiert, bzw. ist hierzu, insbesondere soft- und/oder hardwaretechnisch, ausgebildet bzw. eingerichtet.
Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft das Risiko einer fehlerhafte Erfassung einer Kontaktkraft ohne dass das Eingabemittel an einem Finger befestigt ist, beispielsweise durch einen versehentlich auf dem nicht angelegten Eingabemittel platzierten Gegenstand, reduziert werden.
In einer Ausführung unterbindet das Erfassungsmittel wenigstens teilweise automatisiert ein Freigeben des Betriebs der Maschine, falls es keine Befestigung des Eingabemittels an einem Finger erfasst, bzw. ist hierzu, insbesondere soft- und/oder hardwaretechnisch, ausgebildet bzw. eingerichtet.
Eine lastbasierte Erfassung kann insbesondere ein Erfassen einer Dehnung oder Spannung (in) der Haltevorrichtung (durch einen Finger) umfassen.
In einer Ausführung sind das Eingabemittel, Signalmittel, Freigabemittel und/oder Erfassungsmittel und/oder deren Signal- bzw. Datenverbindung in sicherer Technik, insbesondere redundant, insbesondere diversitär, ausgebildet. Entsprechend erfolgt in einer Ausführung die Erfassung des manuelle Kontakts, insbesondere Fingerkontakts, insbesondere der (Finger) Kontaktkraft, durch das Eingabemittel, der Befestigung des Eingabemittels an einem Finger durch das Erfassungsmittel, das Ausgeben von Signalen durch das Signalmittel und/oder das Freigeben des Betriebs durch das Freigabemittel in sicherer Technik, insbesondere redundant, insbesondere diversitär.
In einer Ausführung erfasst das Eingabemittel einen manuellen Kontakt, insbesondere eines Fingers, einer Handfläche oder dergleichen, optisch, thermisch, elektrisch, insbesondere kapazitiv, resistiv, induktiv oder dergleichen bzw. ist hierzu, insbesondere soft- und/oder hardwaretechnisch, ausgebildet bzw. eingerichtet. Zusätzlich oder alternativ erfasst das Eingabemittel in einer Ausführung eine manuelle Kontaktkraft, insbesondere eine von einem Finger, einer Handfläche oder dergleichen, insbesondere auf eine Kontaktfläche des Eingabemittels, aufgeprägte Kontaktkraft, insbesondere auf Basis einer erfassten Drucks, einer erfassten Spannung, einer erfassten Verformung oder dergleichen bzw. ist hierzu, insbesondere soft- und/oder hardwaretechnisch, ausgebildet bzw. eingerichtet. Vorliegend wird auch ein (flächig verteilter) Kontaktdruck verallgemeinernd als Kontaktkraft im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden. Entsprechend erfasst das Eingabemittel in einer Ausführung einen manuell aufgeprägten Kontaktdruck, insbesondere einen von einem Finger, einer Handfläche oder dergleichen auf eine Kontaktfläche des Eingabemittels, insbesondere eines Touchpads oder -screens, aufgeprägten Druck bzw. ist hierzu, insbesondere soft- und/oder hardwaretechnisch, ausgebildet.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Betrieb der Maschine freigeben kann.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert, die einzige:
1: eine Sicherheitssteuervorrichtung bei einer Durchführung eines Verfahrens zum Freigeben eines Betriebs eines Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt einen Roboter 100 und eine Robotersteuerung 20, in der ein Signal- und ein Freigabemittel einer Sicherheitssteuervorrichtung zum Freigeben eines Betriebs des Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wenigstens teilweise implementiert sind, wobei die Robotersteuerung 20 mit Antrieben des Roboters 100 signalverbunden ist, wie in 1 strichpunktiert angedeutet.
Die Sicherheitssteuerung weist weiter ein fingerhutartiges Eingabemittel 1 zum Erfassen einer von einer Fingerkuppe 10 einer Bedienperson ausgeübten bzw. auf diese wirkenden Kontaktkraft P auf, das mittels einer nur schematisch angedeuteten Haltevorrichtung 2 reibschlüssig an dem Finger befestigt ist. Das folienartige Eingabemittel 1 ist mit einer drucksensitiven Oberfläche, die Drücke bzw. Kräfte in eine elektrische Größe umsetzt bzw. hierzu eingerichtet ist, ausgebildet und über einen Sender 3 drahtlos mit der Robotersteuerung 20 signalverbunden, wie in 1 strichpunktiert angedeutet.
Die wenigstens teilweise in der Robotersteuerung 20 implementierten Signal- und Freigabemittel führen automatisiert ein nachfolgend mit Bezug auf 1 erläutertes Verfahrens nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung durch.
In einem ersten Schritt S10 prüft das Freigabemittel, ob die von dem Eingabemittel 1 erfasste (Finger) Kontaktkraft P kleiner als ein vorgegebener unterer Minimalwert P₁ ist. Ist dies der Fall (S10: „Y”), führt das Freigabemittel Schritt S50 aus, in dem es einen Betrieb des Roboters 100 unterbindet bzw. nicht freigibt, beispielsweise durch Trennen einer Energieversorgung des Roboters oder Ausgeben eines entsprechenden Fehlersignals („I = 0”).
Andernfalls (S10: „N”) prüft das Freigabemittel in einem weiteren Schritt S20, ob die von dem Eingabemittel 1 erfasste Kontaktkraft P größer als ein vorgegebener oberer Maximalwert P₄ ist. Ist dies der Fall (S20: „Y”), führt das Freigabemittel wiederum Schritt S50 aus. Von Schritt S50 kehrt das Verfahren jeweils, beispielsweise zyklisch, zu Schritt S10 zurück.
Ist die erfasste Kontaktkraft P kleiner als ein oberer Maximalwert P₄ (S20: „N”), prüft das Signalmittel in einem Schritt S30, ob die von dem Eingabemittel 1 erfasste Kontaktkraft P kleiner als ein vorgegebener oberer Minimalwert P₂ ist, der größer als der untere Minimal- und kleiner als der obere Maximalwert ist. Ist dies der Fall (S30: „Y”), führt das Signalmittel Schritt S60 aus, in dem es ein Signal („+!„) ausgibt, das den Bediener auffordert, die Kontaktkraft P zu erhöhen. Dieses Signal kann mit dem Abstand der Kontaktkraft P zu dem unteren Minimalwert P₁ variieren, insbesondere mit geringerem Abstand zu P₁ und gleichzeitig entsprechend größerem Abstand zu P₂ intensiver werden.
Im Anschluss an Schritt S60 fährt das Freigabemittel mit einem nachstehend erläuterten Schritt S75 fort.
Ist die erfasste Kontaktkraft P nicht kleiner als der obere Minimalwert P₂ (S30: „N”), prüft das Signalmittel in einem Schritt S40, ob die von dem Eingabemittel 1 erfasste Kontaktkraft P größer als ein vorgegebener unterer Maximalwert P₃ ist, der größer als der obere Minimal- und kleiner als der oberer Maximalwert ist (P₁ < P₂ < P₃ < P₄). Ist dies der Fall (S40: „Y”), führt das Signalmittel Schritt S70 aus, in dem es ein anderes Signal („–!„) als in Schritt S60 ausgibt, das den Bediener auffordert, die Kontaktkraft P zu reduzieren. Dieses Signal kann mit dem Abstand der Kontaktkraft P zu dem oberen Maximalwert P₄ variieren, insbesondere mit geringerem Abstand zu P₄ und gleichzeitig entsprechend größerem Abstand zu P₃ intensiver werden.
Im Anschluss an Schritt S70 führt das Freigabemittel Schritt S75 aus.
Ist die erfasste Kontaktkraft P hingegen nicht größer als der untere Maximalwert P₃ (S40: „N”), führt das Freigabemittel Schritt S75 aus, ohne dass das Signalmittel Schritt S70 ausführt.
Im Sender 3 ist ein Erfassungsmittel implementiert, das automatisiert eine Befestigung des Eingabemittels 1 an einem Finger 10 erfasst.
Das Erfassungsmittel prüft in Schritt S75, ob das Eingabemittel 1 an einem Finger 10 befestigt ist. Ist dies nicht der Fall (S75: „N”), fährt das Verfahren mit Schritt S50 fort, so dass der Betrieb des Roboters 100 nicht freigegeben wird.
Stellt das Erfassungsmittel in Schritt S75 fest, dass das Eingabemittel 1 an einem Finger 10 befestigt ist (S75: „Y”), führt das Freigabemittel einen Schritt S80 aus, in dem es den Betrieb des Roboters 100 freigibt, beispielsweise durch Schließen der Energieversorgung des Roboters bzw. Ausgeben eines entsprechenden Freigabesignals („I = 1”). Anschließend kehrt das Verfahren wie aus Schritt S50 zu Schritt S10 zurück.
Durch die Schritte S30, S40, S60 und S70 kann in einer Ausführung der Bediener vorteilhaft gewarnt werden, bevor er (unbeabsichtigt) einen Zustimmbereich [P₁, P₄] der Kontaktkraft P verlässt, der durch den unteren Minimalwert P₁ und den oberen Maximalwert P₄ begrenzt ist.
Durch die Ausgabe unterschiedlicher Signale („+!„; „–!„) bei Unterschreiten des oberen Minimalwertes P₂ und Überschreiten des unteren Maximalwertes P₃ kann dem Bediener vorteilhaft eine Änderungsrichtung der Kontaktkraft angegeben werden.
Durch Schritt S75 kann das Risiko einer fehlerhaften Erfassung einer Kontaktkraft ohne dass das Eingabemittel an einem Finger befestigt ist, beispielsweise durch einen versehentlich auf dem nicht angelegten Eingabemittel platzierten Gegenstand, reduziert werden.
Eingabe-, Signal-, Freigabe- und Erfassungsmittel und deren Signal- bzw. Datenverbindung sind in sicherer Technik ausgebildet.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
So wurden der erste und zweite Aspekt gemeinsam in einem Ausführungsbeispiel realisiert bzw. erläutert. Gleichermaßen kann in einer anderen Ausführung das Eingabemittel einen Touchpad oder Touchscreen mit einer relativ starren berührungssensitiven Oberfläche aufweisen, so dass ein minimaler Verstellweg der berührungssensitiven Oberfläche bzw. (Finger) Kontaktfläche zum Erfassen des unteren Minimalwertes P₁ der Kontaktkraft maximal 1 mm, insbesondere maximal 0,5 mm, insbesondere maximal 0,1 mm und insbesondere weniger als 0,05 mm beträgt.
Insbesondere bei solchen kleinen Verstellwegen, bei denen der Bediener keine haptische Rückmeldung auf Basis eines signifikanten, insbesondere haptisch zuverlässig erfassbaren, Verstellwegs erhält, kann durch die Schritte S30, S40, S60 und S70 das Risiko einer unbeabsichtigten Stillsetzung der Maschine durch Fehlbedienung eines als Zustimmtaster verwendeten Touchpads oder -screens reduziert werden.
Umgekehrt kann ein an einem Finger befestigter Zustimmtaster auch verwendet werden, ohne dass vor einem Verlassen des Zustimmbereichs ein Signal ausgegeben wird.
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Bezugszeichenliste

1: Eingabemittel
2: Haltevorrichtung
3: Sender + Erfassungsmittel
10: Finger(kuppe)
20: Robotersteuerung (Freigabe- und Signalmittel)
100: Roboter
P: Kontaktkraft
P₁: unterer Minimalwert
P₂: oberer Minimalwert
P₃: unterer Maximalwert
P₄: oberer Maximalwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2664971 A1 [0002]

Claims

Sicherheitssteuervorrichtung zum Freigeben eines Betriebs einer Maschine, insbesondere eines Roboters (100), mit einem Eingabemittel (1) zum Erfassen eines manuellen Kontakts, insbesondere Fingerkontakts, wobei die Sicherheitssteuervorrichtung: eine Haltevorrichtung (2) zum, insbesondere reibschlüssigen, Befestigen des Eingabemittels an einem Finger, insbesondere einer Fingerkuppe (10), einer Bedienperson; und/oder ein Signalmittel (20) aufweist zum Ausgeben eines, insbesondere optischen, akustischen, taktilen, thermischen und/oder elektrischen, Signals („+!”), falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft (P) kleiner als ein vorgegebener oberer Minimalwert (P₂) ist, und/oder zum Ausgeben eines, insbesondere desselben oder eines anderen, insbesondere optischen, akustischen, taktilen, thermischen und/oder elektrischen, Signals („–!”), falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft (P) größer als ein vorgegebener unterer Maximalwert (P₃) ist.
Sicherheitssteuervorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, mit einem, insbesondere drahtlos oder -gebunden mit dem Eingabemittel verbindbaren, Freigabemittel (20) zum Freigeben des Betriebs der Maschine nur, falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft (P) größer als ein vorgegebener unterer Minimalwert (P₁) und/oder kleiner als ein vorgegebener oberer Maximalwert (P₄) ist.
Sicherheitssteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das von dem Signalmittel ausgegebene Signal mit einem Abstand der Kontaktkraft zu einem der Mindest- und/oder Maximalwerte variiert.
Sicherheitssteuervorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein minimaler Verstellweg einer Kontaktfläche des Eingabemittels zum Erfassen einer vorgegebenen Mindestkraft zum Freigeben des Betriebs der Maschine maximal 1 mm, insbesondere maximal 0,5 mm beträgt.
Sicherheitssteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingabemittel elastisch, folien- und/oder fingerhutartig ausgebildet ist.
Sicherheitssteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Erfassungsmittel (3) zum, insbesondere optischen, thermischen, elektrischen und/oder lastbasierten Erfassen einer Befestigung des Eingabemittels an einem Finger (10).
Verfahren zum Freigeben eines Betriebs einer Maschine, insbesondere eines Roboters (100), mittels einer Sicherheitssteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: das Eingabemittel (1) mittels der Haltevorrichtung (2), insbesondere reibschlüssig, an einem Finger, insbesondere einer Fingerkuppe (10), einer Bedienperson befestigt ist; und/oder das Signalmittel (20) wenigstens teilweise automatisiert ein, insbesondere optisches, akustisches, taktiles, thermisches und/oder elektrisches, Signal („+!„) ausgibt (S60), falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft (P) kleiner als ein vorgegebener oberer Minimalwert (P₂) ist, und/oder ein, insbesondere dasselbe oder ein anderes, insbesondere optisches, akustisches, taktiles, thermisches und/oder elektrisches, Signal („–!„) ausgibt (S70), falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft (P) größer als ein vorgegebener unterer Maximalwert (P₃) ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Freigabemittel den Betrieb der Maschine wenigstens teilweise automatisiert nur freigibt (S80), falls eine von dem Eingabemittel erfasste Kontaktkraft (P) größer als ein vorgegebener unterer Minimalwert (P₁) und/oder kleiner als ein vorgegebener oberer Maximalwert (P₄) ist.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Signalmittel das von ihm ausgegebene Signal wenigstens teilweise automatisiert mit einem Abstand der Kontaktkraft zu einem der Mindest- und/oder Maximalwerte variiert.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein minimaler Verstellweg einer Kontaktfläche des Eingabemittels zum Erfassen einer vorgegebenen Mindestkraft zum Freigeben des Betriebs der Maschine maximal 1 mm, insbesondere maximal 0,5 mm beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassungsmittel wenigstens teilweise automatisiert eine Befestigung des Eingabemittels an einem Finger, insbesondere optisch, thermisch, elektrisch und/oder lastbasiert erfasst.
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.