DE102017108772A1

DE102017108772A1 - Floor element for an industrial plant and industrial plant

Info

Publication number: DE102017108772A1
Application number: DE102017108772.9A
Authority: DE
Inventors: Stephan Schwab
Original assignee: Eisenmann SE
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bodenelement (90, 92, 94, 96, 98) für eine industrielle Anlage (10), wobei das Bodenelement (90, 92, 94, 96, 98) mit mindestens einer Sensorvorrichtung (80) ausgestattet ist, welche mindestens eine Sensoreinheitund mindestens eine Antenneneinheit aufweist. Erfindungsgemäß wird ein kompaktes und leicht zu montierendes Mittel zur Detektion einer Person (46) und/oder eines Gegenstands in einem mit einem entsprechenden Boden (30) ausgestatteten Bereich der industriellen Anlage (10) bereitgestellt. Die Erfindung betrifft auch eine industrielle Anlage (10) mit einem begehbaren Boden (30), der mehrere derartige Bodenelemente (90, 92, 94, 96, 98) aufweist, die vorzugsweise drahtlos mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung koppelbar ausgebildet sein können. Gegenüber dem Einsatz von beispielsweise einer oder mehreren Lichtschranken in der industriellen Anlage (10) liegt ein weiterer Vorteil darin, dass kein zusätzlicher Bauraum, beispielsweise für ein Lichtschrankengehäuse, im Bereich oberhalb des Bodens (30) der industriellen Anlage (10) beansprucht wird.The invention relates to a floor element (90, 92, 94, 96, 98) for an industrial installation (10), wherein the floor element (90, 92, 94, 96, 98) is equipped with at least one sensor device (80) which at least a sensor unit and at least one antenna unit. According to the invention, a compact and easy-to-install means for detecting a person (46) and / or an object in a region of the industrial installation (10) equipped with a corresponding floor (30) is provided. The invention also relates to an industrial installation (10) having a walk-on floor (30) which has a plurality of floor elements (90, 92, 94, 96, 98) of this type, which can preferably be designed to be coupled to a data processing device wirelessly. Compared to the use of, for example, one or more light barriers in the industrial plant (10), another advantage is that no additional space, for example for a light barrier housing, in the area above the bottom (30) of the industrial plant (10) is claimed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bodenelement für eine industrielle Anlage.The invention relates to a floor element for an industrial plant.

Die Erfindung betrifft auch eine industrielle Anlage mit einem begehbaren Boden.The invention also relates to an industrial plant with a walkable floor.

Zum Personenschutz im Arbeitsbereich einer industriellen Anlage sind beispielsweise Sicherheitskonzepte bekannt, die Lichtschranken und/oder Sicherheitszuhaltungen für Türen verwenden.For personal protection in the work area of an industrial plant, for example, safety concepts are known which use light barriers and / or safety tumblers for doors.

Die EP 1 329 662 B1 offenbart beispielsweise ein mit einer Muting-Funktion versehenes photoelektrisches Sicherheitsgitter für den Schutz von Arbeitern, die in industriellen Umgebungen rund um gefährliche Arbeitsbereiche arbeiten.The EP 1 329 662 B1 discloses, for example, a photoelectric safety grid provided with a muting function for the protection of workers working in industrial environments around hazardous work areas.

Bekannte Sicherheitskonzepte bedingen hohe Montage- und Verfahrenskosten. Außerdem ist die hohe Störanfälligkeit insbesondere bei photoelektrischen Systemen wie z.B. Systemen mit Lichtschranken von Nachteil. Störungen können hierbei unter anderem durch Verschmutzungen und/oder unerwünschte Reflexionen verursacht werden.Known security concepts require high assembly and process costs. In addition, the high susceptibility is particularly in photoelectric systems such. Systems with photocells of disadvantage. Interferences can be caused among other things by soiling and / or unwanted reflections.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Schutz und die Detektion von Personen in einer industriellen Anlage derart zu ermöglichen, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile möglichst weitestgehend vermieden werden.Object of the present invention is to enable the protection and detection of persons in an industrial plant such that the known from the prior art disadvantages are avoided as much as possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bodenelement der eingangs genannten Art, wobei das Bodenelement mit mindestens einer Sensorvorrichtung ausgestattet ist, welche mindestens eine Sensoreinheit und mindestens eine Antenneneinheit aufweist. Derart wird ein kompaktes und leicht zu montierendes Element bereitgestellt, mit Hilfe dessen es möglich ist, eine Person in einer industriellen Anlage zu detektieren. Im Vergleich zum Einsatz einer Lichtschranke liegt ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, dass weniger Bauraum, beispielsweise für ein Lichtschrankengehäuse, im Anlagenbereich oberhalb des Bodens der industriellen Anlage beansprucht wird.This object is achieved by a floor element of the aforementioned type, wherein the floor element is equipped with at least one sensor device which has at least one sensor unit and at least one antenna unit. Thus, a compact and easy-to-mount element is provided, by means of which it is possible to detect a person in an industrial plant. Compared to the use of a light barrier, a further advantage of the invention is that less installation space, for example for a light barrier housing, is claimed in the installation area above the floor of the industrial installation.

Um eine standardisierte und konstruktiv leicht zu integrierende Kommunikationseinheit für die Sensorvorrichtung bereitzustellen, kann es zweckmäßig sein, wenn die Antenneneinheit und ein oder mehrere Schaltkreise der Sensorvorrichtung in einem RFID Transponder integriert sind.In order to provide a standardized and structurally easy to integrate communication unit for the sensor device, it may be expedient if the antenna unit and one or more circuits of the sensor device are integrated in an RFID transponder.

Beispielsweise im Hinblick auf die Montage bzw. Herstellung und/oder im Hinblick auf eine kompakte Ausgestaltung der Sensorvorrichtung kann es von Vorteil sein, wenn die Sensoreinheit in den RFID Transponder integriert ist.For example, with regard to the assembly or production and / or with regard to a compact embodiment of the sensor device, it may be advantageous if the sensor unit is integrated in the RFID transponder.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann die die Sensoreinheit als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein. Eine derartige Sensoreinheit kann z.B. auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen sehr zuverlässig und genau arbeitend eingesetzt werden.In an advantageous embodiment, the sensor unit may be formed as a strain gauge. Such a sensor unit may e.g. Even under unfavorable environmental conditions are used very reliable and accurate working.

Es kann zweckmäßig sein, wenn die Sensoreinheit als Piezoelement ausgebildet ist. Eine derartige Sensoreinheit kann z.B. besonders gut in eine vorhandene Struktur integriert werden.It may be expedient if the sensor unit is designed as a piezoelectric element. Such a sensor unit may e.g. Especially well integrated into an existing structure.

Mit Vorteil kann das Bodenelement als begehbares Element eines Gitterrosts ausgebildet sein. Derart kann das Bodenelement beispielsweise in einem Applikationsbereich einer Beschichtungsanlage eingesetzt werden. Ein Betreten eines als Gitterrost ausgebildeten Bodenelements kann dann zuverlässig detektiert werden.Advantageously, the floor element can be designed as a walk-in element of a grate. In this way, the base element can be used, for example, in an application area of a coating installation. Entering a designed as a grid floor element can then be reliably detected.

Es kann von Vorteil sein, wenn das Bodenelement als Folienelement ausgebildet ist. Derart kann das Bodenelement vielseitig und flexibel in einer industriellen Anlage eingesetzt werden, beispielsweise in Verbindung mit einem Flurfördersystem.It may be advantageous if the bottom element is designed as a film element. In this way, the floor element can be used in a versatile and flexible manner in an industrial installation, for example in conjunction with an industrial conveyor system.

Vorzugsweise kann das Bodenelement mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt sein. Derart kann das Bodenelement kostengünstig, spezifischen Anforderungen der Anlage entsprechend und/oder ggf. vor Ort bereitgestellt werden.Preferably, the floor element can be produced by means of a 3D printing method. In this way, the floor element can be provided inexpensively, according to the specific requirements of the installation and / or optionally on site.

Es kann günstig sein, wenn die Sensorvorrichtung in das Bodenelement eingearbeitet ist. Dies ermöglicht beispielsweise eine einfache und flexible Handhabung des Bodenelements bei seinem Einbau bzw. bei seiner Montage.It may be beneficial if the sensor device is incorporated in the bottom element. This allows, for example, a simple and flexible handling of the floor element during its installation or during its installation.

In alternativer Ausgestaltung kann die Sensorvorrichtung an dem Bodenelement befestigt sein. Derart kann die Sensorvorrichtung beispielsweise leicht zugänglich angeordnet werden.In an alternative embodiment, the sensor device may be fastened to the floor element. In this way, the sensor device can be arranged, for example, easily accessible.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine industrielle Anlage mit einem begehbaren Boden, der mehrere Bodenelemente aufweist, die gemäß der Erfindung oder einer ihrer Ausgestaltungen ausgebildet sind. Wesentliche Vorteile der industriellen Anlage ergeben sich analog zu den Vorteilen des Bodenelements. Durch die Verwendung derartiger Bodenelemente kann ein zuverlässiges und modular aufgebautes Sicherheitssystem für die industrielle Anlage bereitgestellt werden.The object underlying the invention is also achieved by an industrial plant with a walk-on floor, which has a plurality of bottom elements, which are formed according to the invention or one of its embodiments. Significant advantages of the industrial plant arise analogously to the advantages of the floor element. By using such floor elements, a reliable and modular safety system for the industrial plant can be provided.

Mit Vorteil kann die industrielle Anlage eine Datenverarbeitungsvorrichtung zur Verarbeitung der von den Sensorvorrichtungen der Bodenelemente erfassten Daten aufweisen, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung mindestens eine Kommunikationsvorrichtung aufweist, die zur drahtlosen Kommunikation mit den Sensorvorrichtungen ausgebildet ist. Derart kann ein zuverlässig arbeitendes Sicherheitssystem mit geringen Montagekosten bereitgestellt werden.Advantageously, the industrial installation may comprise a data processing device for processing the data acquired by the sensor devices of the floor elements, wherein the data processing device has at least one communication device that is suitable for wireless Communication is formed with the sensor devices. Such a reliable security system can be provided with low installation costs.

In vorteilhafter Weiterbildung kann die Kommunikationsvorrichtung der Datenverarbeitungsvorrichtung als RFID Lesegerät ausgebildet sein. Derart kann eine standardisierte und einfach zu realisierende Kopplung der Sensorvorrichtungen mir der Datenverarbeitungsvorrichtung ermöglicht werden.In an advantageous development, the communication device of the data processing device can be designed as an RFID reader. In this way, a standardized and easy-to-implement coupling of the sensor devices with the data processing device can be made possible.

Mit Vorteil können die Sensorvorrichtungen der Bodenelemente ein drahtloses Netzwerk ausbilden. Derart kann zum Beispiel eine besonders zuverlässige Datenübertragung zwischen den Sensorvorrichtungen und der Kommunikationsvorrichtung gewährleistet werden. Bei entsprechender Ausgestaltung des Netzwerks können beispielsweise auch ein oder mehrere Sensorvorrichtungen, die in einem größeren Abstand von der der Kommunikationsvorrichtung angeordnet sind, über das Netzwerk mit der Kommunikationsvorrichtung gekoppelt werden.Advantageously, the sensor devices of the floor elements can form a wireless network. For example, a particularly reliable data transmission between the sensor devices and the communication device can be ensured. With a corresponding design of the network, for example, one or more sensor devices, which are arranged at a greater distance from that of the communication device, can be coupled to the communication device via the network.

Es kann zweckmäßig sein, wenn die Kommunikationsvorrichtung der Datenverarbeitungsvorrichtung eine Basisstation des drahtlosen Netzwerks ausbildet.It may be appropriate if the communication device of the data processing device forms a base station of the wireless network.

Mit Vorteil kann die Datenverarbeitungsvorrichtung der industriellen Anlage eine Auswerteeinheit aufweisen, welche auf Grundlage der von den Sensorvorrichtungen der Bodenelemente erfassten Daten ermittelt, ob ein sicherheitskritischer Zustand in einem Bereich der industriellen Anlage vorliegt. Derart können potentielle Gefahrensituationen in der industriellen Anlage schnell und zuverlässig erkannt werden.Advantageously, the data processing device of the industrial plant may have an evaluation unit which, on the basis of the data acquired by the sensor devices of the floor elements, determines whether a safety-critical state exists in a region of the industrial plant. In this way, potential dangerous situations in the industrial plant can be detected quickly and reliably.

In technisch günstiger Ausgestaltung kann die industrielle Anlage mit einer oder mehreren programmgesteuerten Maschinen ausgestattet sein, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung ein Stellsignal für mindestens eine der programmgesteuerten Maschinen gibt, falls ein sicherheitskritischer Zustand ermittelt wurde.In a technically advantageous embodiment, the industrial system may be equipped with one or more programmable machines, wherein the data processing device is an actuating signal for at least one of the program-controlled machines, if a safety-critical state has been determined.

Vorzugsweise kann der Boden der industriellen Anlage in mindestens zwei Sicherheitszonen unterteilt sein, wobei einzelne Bodenelemente jeweils einer der mindestens zwei Sicherheitszonen zugeordnet sein können. Derart kann es ermöglicht werden, ein effizientes und besonders gut an die industrielle Anlage angepasstes Sicherheitskonzept zu realisieren.Preferably, the floor of the industrial installation can be subdivided into at least two safety zones, wherein individual floor elements can each be assigned to one of the at least two safety zones. In this way it can be made possible to realize an efficient security concept that is particularly well adapted to the industrial plant.

Es kann zweckmäßig sein, wenn ein oder mehrere Auflageelemente für die Bodenelemente vorgesehen sind, wobei mindestens eine Sensorvorrichtung eines Bodenelements zwischen einem Auflageelement und dem darüber liegenden Bodenelement angeordnet sein kann. Derart kann ein Betreten des Bodenelements bzw. das Abstellen eines Gegenstands auf dem Bodenelement besonders zuverlässig detektiert werden.It may be expedient if one or more support elements are provided for the floor elements, wherein at least one sensor device of a floor element can be arranged between a support element and the overlying floor element. In this way, entering the floor element or placing an object on the floor element can be detected particularly reliably.

Mit Vorteil können ein oder mehrere Auflageelemente für die Bodenelemente vorgesehen sein, wobei mindestens eine Sensorvorrichtung eines Bodenelements auf der Seite eines Auflageelements angeordnet sein kann, die von dem auf dem Auflageelement liegenden Bodenelement abgewendet ist. Derart kann die Sensoreinheit beispielsweise besonders gut vor Beschädigungen durch auf das Bodenelement einwirkenden Kräften geschützt werden.Advantageously, one or more support elements may be provided for the floor elements, wherein at least one sensor device of a floor element may be arranged on the side of a support element which is turned away from the floor element lying on the support element. For example, the sensor unit can be protected particularly well against damage by forces acting on the floor element.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Dabei werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in vereinfachter, schematischer Darstellung:

1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer industriellen Anlage;
2 eine perspektivische Teilansicht des Abschnitts der industriellen Anlage gemäß 1;
3 eine Ansicht von oben auf einen Abschnitt einer industriellen Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine perspektivische Ansicht eines Bodenelements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5A ein Beispiel für die Anordnung einer Sensorvorrichtung eines Bodenelements in stark vereinfachter Schnittdarstellung;
5B ein weiteres Beispiel für die Anordnung einer Sensorvorrichtung eines Bodenelements in stark vereinfachter Schnittdarstellung;
5C ein weiteres Beispiel für die Anordnung einer Sensorvorrichtung eines Bodenelements in stark vereinfachter Schnittdarstellung;
5D ein weiteres Beispiel für die Anordnung einer Sensorvorrichtung eines Bodenelements in stark vereinfachter Schnittdarstellung.

Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description. Here, embodiments of the invention, without being limited thereto, explained in more detail with reference to the drawing. In a simplified, schematic representation:

1 a perspective view of a portion of an industrial plant;
2 a partial perspective view of the section of the industrial plant according to 1 ;
3 a top view of a portion of an industrial plant according to an embodiment of the invention;
4 a perspective view of a floor element according to an embodiment of the invention;
5A an example of the arrangement of a sensor device of a floor element in a greatly simplified sectional view;
5B a further example of the arrangement of a sensor device of a floor element in a greatly simplified sectional view;
5C a further example of the arrangement of a sensor device of a floor element in a greatly simplified sectional view;
5D a further example of the arrangement of a sensor device of a floor element in a greatly simplified sectional view.

1 zeigt beispielhaft eine industrielle Anlage 10, in der ein oder mehrere programmgesteuerte Maschinen 28 auf einem belastbaren Boden 30 angeordnet sind. Als Beispiel für eine derartige industrielle Anlage 10 zeigt 1 vereinfacht und schematisch eine Beschichtungskabine 12 einer Oberflächenbehandlungsanlage, in der Werkstücke 14 beschichtet, insbesondere lackiert werden. 1 shows an example of an industrial plant 10 in which one or more programmable machines 28 on a strong ground 30 are arranged. As an example of such an industrial plant 10 shows 1 simplified and schematically a coating booth 12 a surface treatment plant in which workpieces 14 coated, in particular painted.

Die Beschichtungskabine 12 umfasst im gezeigten Beispiel einen Applikationsbereich 18, der von vertikalen Seitenwänden 32 und einer horizontalen Kabinendecke 20 begrenzt ist, jedoch an den Stirnseiten offen sein kann. Die Stirnseiten der Beschichtungskabine 12 können an und für sich bekannte Tore oder Schleusen für die Werkstücke 14 aufweisen. Der Applikationsbereich 18 der Beschichtungskabine 12 ist nach unten hin in der Weise offen, dass Luft aus dem Applikationsbereich 18 nach unten strömen kann. Die Kabinendecke 20 ist im gezeigten Beispiel als untere Begrenzung eines Luftzuführbereichs 22 und als Filterdecke ausgebildet.The coating booth 12 includes in the example shown an application area 18 , of the from vertical side walls 32 and a horizontal cabin ceiling 20 is limited, but may be open at the ends. The front sides of the coating booth 12 can in and of itself known gates or locks for the workpieces 14 exhibit. The application area 18 the coating booth 12 is open at the bottom in such a way that air from the application area 18 can flow down. The cabin ceiling 20 is in the example shown as the lower boundary of an air supply 22 and designed as a filter cover.

Die Werkstücke 14 werden gemäß dem gezeigten Beispiel mittels eines Fördersystems 16 an den programmgesteuerten Maschinen 28 vorbei von der Eingangsseite des Applikationsbereichs 18 zu dessen Ausgangsseite transportiert. Mittels der programmgesteuerten Maschinen 28 können die Werkstücke 14 im Applikationsbereich 18 beispielsweise mit Material beschichtet werden.The workpieces 14 be according to the example shown by means of a conveyor system 16 on the programmable machines 28 past the input side of the application area 18 transported to its output side. By means of the program-controlled machines 28 can the workpieces 14 in the application area 18 For example, be coated with material.

Im gezeigten Beispiel ist der Applikationsbereich 18 nach unten hin über einen begehbaren Gitterrost 40 zu einem unter dem Applikationsbereich 18 angeordneten Abscheidebereich 24 hin offen. Der Gitterrost 40 bildet dabei den Boden 30 des Applikationsbereichs 18. Die aus dem Applikationsbereich 18 strömende Luft wird im Abscheidebereich 24 mittels einer Luftleiteinrichtung 26 zu einer Abscheidevorrichtung geleitet, die der besseren Übersicht halber nicht mit Bezugszeichen versehen ist.In the example shown, the application area 18 down through a walk-in grating 40 to one below the application area 18 arranged deposition area 24 open. The grate 40 forms the soil 30 of the application area 18 , Those from the application area 18 flowing air is in the separation area 24 by means of a louver 26 directed to a separation device, which is not provided with reference numerals for the sake of clarity.

2 zeigt in im Vergleich zu 1 vergrößerter Darstellung einen Teil der industriellen Anlage 10 mit einem als Applikationsbereich 18 ausgebildeten Teilbereich. Im gezeigten Bespiel ist der Applikationsbereich 18 von vertikalen Seitenwänden 32 begrenzt. Mittels eines an und für sich bekannten Fördersystems 16 können die Werkstücke 14 im Applikationsbereich 18 bewegt werden. Die Werkstücke 14 werden im Applikationsbereich 18 unter Zuhilfenahme von programmgesteuerten Maschinen 28 behandelt 2 shows in comparison to 1 enlarged representation of a part of the industrial plant 10 with one as the application area 18 trained section. In the example shown here is the application area 18 from vertical side walls 32 limited. By means of a well-known conveyor system 16 can the workpieces 14 in the application area 18 to be moved. The workpieces 14 are in the application area 18 with the help of programmable machines 28 treated

Gemäß dem in 2 gezeigten Beispiel können die programmgesteuerten Maschinen 28 als bewegliche Roboter 38 ausgebildet sein, wobei die Roboter 38 z.B. auf dem Boden 30 des Applikationsbereichs 18 angeordnet sein können. Die Roboter 38 können beispielsweise als mehrachsige Applikationsroboter ausgebildet sein. Wie im Beispiel angedeutet, kann ein derartiger Applikationsroboter mit einer Handhabungseinheit 42 ausgestattet sein, welche mindestens eine Applikationseinheit 44 trägt.According to the in 2 shown example, the programmable machines 28 as mobile robots 38 be formed, the robot 38 eg on the floor 30 of the application area 18 can be arranged. The robots 38 For example, they can be designed as multi-axis application robots. As indicated in the example, such an application robot with a handling unit 42 be equipped, which at least one application unit 44 wearing.

Im gezeigten Beispiel sind die Werkstücke 14 als Fahrzeugkarosserien 34 ausgebildet, die mittels der Roboter 38 beispielsweise mit einer Beschichtung in Form eines Lacks versehen werden können.In the example shown, the workpieces 14 as vehicle bodies 34 formed by the robot 38 for example, can be provided with a coating in the form of a lacquer.

Der Boden 30, auf dem die Roboter 38 angeordnet sind ist zumindest in Teilbereichen begehbar. Der belastbare Boden 30 ist im gezeigten Beispiel als durchströmbarer Gitterrost 40 ausgebildet.The floor 30 on which the robots 38 are arranged is accessible at least in some areas. The resilient floor 30 is in the example shown as a permeable grate 40 educated.

3 zeigt einen Teilbereich einer industriellen Anlage 10 in einer Ansicht, die von oben auf den Boden 30 des Teilbereichs der industriellen Anlage 10 gerichtet ist. Der Boden 30 kann wie im Beispiel angedeutet als Gitterrost 40 ausgebildet sein, auf dem mehrere Roboter 38 angeordnet sind. Mittels der Roboter 38 werden Werkstücke 14 in der industriellen Anlage 10 behandelt. Beispielsweise können Fahrzeugkarosserien 34 mit Hilfe von als Applikationsroboter ausgebildeten Robotern 38 beschichtet werden. Im gezeigten Beispiel werden als Fahrzeugkarosserien 34 ausgebildete Werkstücke 14 mittels eines Fördersystems 16 bewegt. 3 shows a section of an industrial plant 10 in a view from above on the ground 30 of the subarea of the industrial plant 10 is directed. The floor 30 As indicated in the example as a grid 40 be formed on the multiple robots 38 are arranged. By means of the robots 38 become workpieces 14 in the industrial plant 10 treated. For example, vehicle bodies 34 with the help of trained as an application robot robots 38 be coated. In the example shown are as vehicle bodies 34 trained workpieces 14 by means of a conveyor system 16 emotional.

Der Teilbereich der industriellen Anlage 10 weist Seitenwände 32 auf, wobei eine oder mehrere Seitenwände 32 eine oder mehrere Zugangstüren 36 aufweisen können. Im gezeigten Beispiel weisen die zwei Seitenwände 32 des Teilbereichs der industriellen Anlage jeweils eine Zugangstür 36 auf. Durch eine solche Zugangstür 36 kann beispielsweise eine Person 46 in den Teilbereich der industriellen Anlage 10 gelangen und den Boden 30 betreten.The subarea of the industrial plant 10 has side walls 32 on, with one or more side walls 32 one or more access doors 36 can have. In the example shown, the two side walls 32 of the subarea of the industrial plant each have an access door 36 on. Through such an access door 36 For example, a person 46 into the subarea of the industrial plant 10 get there and the ground 30 to enter.

Die beweglich ausgebildeten Roboter 38, die vorzugsweise programmgesteuert arbeiten, stellen für eine Person 46, die sich auf dem Boden 30 der industriellen Anlage 10 bewegt, eine potenzielle Gefahr dar. Gelangt eine Person 46 in den Wirkbereich 50, 52 eines Roboters 38, so kann beispielsweise ein hohes Verletzungsrisiko bestehen. Zudem kann das Risiko bestehen, dass durch eine Person 46 in den Wirkbereich 50, 52 eines Roboters 38 gebrachte Gegenstände zu Beschädigungen am Roboter bzw. am Gegenstand selbst führen.The mobile robot 38 who prefer to work programmatically, pose for a person 46 that are on the ground 30 the industrial plant 10 a potential danger. If a person gets 46 in the effective range 50 . 52 a robot 38 For example, there may be a high risk of injury. Also, there may be a risk that by a person 46 in the effective range 50 . 52 a robot 38 lead to damage to the robot or the object itself.

Der aktuelle Wirkbereich 50 eines Roboters 38 ist in 3 für einen der Roboter 38 beispielhaft gekennzeichnet. Für denselben Roboter 38 ist in der Zeichnung beispielhaft auch sein maximaler Wirkbereich 52 gekennzeichnet.The current effective range 50 a robot 38 is in 3 for one of the robots 38 characterized by way of example. For the same robot 38 is in the drawing by way of example also its maximum effective range 52 characterized.

Um die Position einer Person 46 in der industriellen Anlage 10 detektieren zu können, weist der Boden 30 mehrere Bodenelemente 92, 94, 96, 98 auf, die mit einer Sensorvorrichtung 80 (siehe z.B. die 4 bzw. 5A bis 5D) ausgestattet sind. Der besseren Übersicht halber sind die einzelnen Bodenelemente 92, 94, 96, 98 des Bodens 30 in 3 nur teilweise mit Bezugszeichen versehen. Die Bodenelemente 92, 94, 96, 98 können vorzugsweise als mit RFID Antennen ausgestattete Einlegelemente ausgebildet sein, beispielsweise als mit RFID Tags ausgestattete Einlegeroste für einen Gitterrahmen.To the position of a person 46 in the industrial plant 10 to detect, the ground indicates 30 several floor elements 92 . 94 . 96 . 98 on that with a sensor device 80 (see eg the 4 respectively. 5A to 5D ) are equipped. For better clarity, the individual floor elements 92 . 94 . 96 . 98 of the soil 30 in 3 only partially provided with reference numerals. The floor elements 92 . 94 . 96 . 98 may preferably be formed as embedded with RFID antennas inserts, such as equipped with RFID tags Einlegeroste for a grid frame.

4 zeigt ein Bodenelement 90, das einen Teil des Bodens 30 in einer industriellen Anlage (siehe 3) bildet. Im gezeigten Beispiel ist das Bodenelement 90 als Teil eines Gitterrosts 40 ausgebildet. Das Bodenelement 90 kann beispielsweise als Einlegerost in einer von einem Stahlbau getragenen Rahmenkonstruktion ausgebildet sein. Im gezeigten Beispiel liegt das Bodenelement 90 auf Auflageelementen 54, die von Stahlträgern 56 getragen werden. Das Bodenelement 90 ist mit einer Sensorvorrichtung 80 ausgestattet, mit Hilfe derer erfasst werden kann, ob das Bodenelement 90 belastet ist. Ein Bodenelement 90 kann beispielsweise durch eine Person oder durch einen abgestellten Gegenstand belastet werden. Zum Erfassen einer Belastung weist die Sensorvorrichtung 80 eine nicht näher dargestellte Sensoreinheit auf. 4 shows a floor element 90 that is part of the soil 30 in an industrial plant (see 3 ). In the example shown, the bottom element 90 as part of a grate 40 educated. The floor element 90 may be formed, for example, as Einlegerost in a supported by a steel frame construction. In the example shown, the bottom element lies 90 on support elements 54 that of steel girders 56 be worn. The floor element 90 is with a sensor device 80 equipped, with the help of which can be detected, whether the floor element 90 is charged. A floor element 90 may be charged by, for example, a person or a parked item. For detecting a load, the sensor device 80 a sensor unit, not shown.

Die Sensorvorrichtungen 80 der Bodenelemente 90, 92, 94, 96, 98 (siehe auch 3) sind derart ausgebildet, dass sie mit einer nicht näher dargestellten Datenverarbeitungsvorrichtung der industriellen Anlage 10 kommunizieren können. Dazu weisen die Sensorvorrichtungen 80 eine nicht näher dargestellte Antenneneinheit auf. Die Sensorvorrichtungen 80 weisen einen oder mehrere Schaltkreise auf und können vorzugsweise als RFID Transponder ausgebildet sein. Die Datenverarbeitungsvorrichtung weist mindestens eine Kommunikationsvorrichtung zur Kommunikation mit den Sensorvorrichtungen 80 auf. Diese Kommunikationsvorrichtung kann beispielsweise als RFID Lesegerät ausgebildet sein.The sensor devices 80 the floor elements 90 . 92 . 94 . 96 . 98 (see also 3 ) are designed such that they are connected to a non-illustrated data processing device of the industrial plant 10 to be able to communicate. For this purpose, the sensor devices 80 an antenna unit, not shown. The sensor devices 80 have one or more circuits and may preferably be designed as an RFID transponder. The data processing device has at least one communication device for communicating with the sensor devices 80 on. This communication device can be designed, for example, as an RFID reader.

Die Sensorvorrichtungen 80 der Bodenelemente 90, 92, 94, 96, 98 können mit Vorteil auch untereinander kommunizieren und dabei vorzugsweise ein Sensornetzwerk ausbilden. Die Kommunikationsvorrichtung der Datenverarbeitungsvorrichtung kann mit Vorteil die Funktion einer Basisstation solch eines drahtlosen Sensornetzwerks übernehmen. Die Kommunikation der Sensorvorrichtungen 80 untereinander kann direkt oder über die mindestens eine Kommunikationsvorrichtung der Datenverarbeitungsvorrichtung erfolgen.The sensor devices 80 the floor elements 90 . 92 . 94 . 96 . 98 can advantageously also communicate with each other and preferably form a sensor network. The communication device of the data processing device can advantageously take on the function of a base station of such a wireless sensor network. The communication of the sensor devices 80 with each other can be done directly or via the at least one communication device of the data processing device.

Die Sensorvorrichtung 80 eines Bodenelements 90, 92, 94, 96, 98 kann ein oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei eine Sensorvorrichtung 80 mindestens eine Sensoreinheit zum Erfassen der Belastung des Bodenelements 90, 92, 94, 96, 98 aufweist. Eine derartige Sensoreinheit kann beispielswiese als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein. Bei einer als Dehnungsmessstreifen ausgebildeten Sensoreinheit führen bereits geringe Dehnungen zu auswertbaren elektrischen Widerstandsänderungen im Dehnungsmessstreifen. Belastungen des Bodenelements 90, 92, 94, 96, 98 können mittels eines Dehnungsmessstreifens beispielsweise als Durchbiegung erfasst werden. Die Sensoreinheit einer Sensorvorrichtung 80 kann auch als Piezoelement ausgebildet sein, wobei vorzugsweise ein piezoelektrischer oder kapazitiver Drucksensor zum Einsatz kommt. In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Sensoreinheit in eine als RFID Transponder ausgebildete Sensorvorrichtung 80 integriert sein.The sensor device 80 a floor element 90 . 92 . 94 . 96 . 98 can be formed one or more parts, wherein a sensor device 80 at least one sensor unit for detecting the load of the floor element 90 . 92 . 94 . 96 . 98 having. Such a sensor unit may for example be formed as strain gauges. In the case of a sensor unit designed as a strain gauge, even slight strains lead to evaluable electrical resistance changes in the strain gauge. Loads on the floor element 90 . 92 . 94 . 96 . 98 can be detected by means of a strain gauge, for example as a deflection. The sensor unit of a sensor device 80 can also be designed as a piezoelectric element, wherein preferably a piezoelectric or capacitive pressure sensor is used. In an advantageous embodiment, the sensor unit can be embodied in a sensor device designed as an RFID transponder 80 be integrated.

Durch Auswertung der mittels der Sensorvorrichtungen 80 erfassten Messdaten, kann ein sicherheitskritischer Zustand in der industriellen Anlage ermittelt werden. Ein sicherheitskritischer Zustand kann beispielsweise dann vorliegen, wenn eine Person 46 einen Bodenbereich 96, 98 betritt, der in einem Gefahrenbereich liegt. Als Gefahrenbereich können beispielsweise der aktuelle und der maximale Wirkbereich 50 bzw. 52 eines Roboters 38 (siehe 3) definiert werden. Wird erkannt, dass ein Gefahrenbereich betreten wird, so gibt die Datenverarbeitungsvorrichtung ein Stellsignal, so dass der Roboter 38 sicher zum Halt gebracht wird.By evaluation of the means of the sensor devices 80 recorded measurement data, a safety-critical condition can be determined in the industrial plant. A safety-critical condition may be present, for example, when a person 46 a floor area 96 . 98 enters, which lies in a danger area. For example, the danger zone can be the current and the maximum effective range 50 respectively. 52 a robot 38 (please refer 3 ) To be defined. If it is detected that a danger zone is entered, the data processing device gives an actuating signal, so that the robot 38 safely brought to a halt.

In vorteilhafter Ausgestaltung, kann es möglich sein, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung ein Stellsignal gibt, wenn ein dem Gefahrenbereich nahe liegendes Bodenelement 94 (siehe 3) betreten wird. In einem derartigen Fall kann beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 38 reduziert werden.In an advantageous embodiment, it may be possible for the data processing device to give an actuating signal when a ground element lying close to the danger zone 94 (please refer 3 ) is entered. In such a case, for example, the moving speed of the robot 38 be reduced.

Das Betreten eines von einem Roboter 38 weiter entfernten liegenden Bodenelements 92 (siehe 3) kann von der Datenverarbeitungsvorrichtung vorzugsweise als nicht sicherheitskritischer Zustand erkannt werden.Entering one of a robot 38 further away lying floor element 92 (please refer 3 ) may preferably be recognized by the data processing device as a non-safety-critical state.

Es kann von Vorteil sein, wenn der Boden 30 der industriellen Anlage 10 in mehrere Sicherheitszonen unterteilt wird. Mehrere Bodenelemente, beispielsweise die im maximalen Wirkbereich 52 eines Roboters 38 liegenden Bodenelemente 96, 98, können dann beispielsweise im Hinblick auf eine zielgerichtete Datenverarbeitung einer entsprechenden Sicherheitszone zugeordnet werden.It can be beneficial if the ground 30 the industrial plant 10 divided into several security zones. Several floor elements, for example those in the maximum effective range 52 a robot 38 lying floor elements 96 . 98 , can then be associated, for example, with regard to a targeted data processing of a corresponding security zone.

Die 5A bis 5D zeigen Beispiele für mögliche Anordnungen der Sensorvorrichtung 80 eines Bodenelements 90. Dabei wird jeweils in einer stark vereinfachten Schnittansicht ein Abschnitt eines Bodenelements 90 eines Gitterrosts 40 sowie ein Auflageelement 54 für den Gitterrost 40 gezeigt, wobei das Bodenelement 90 mit einer Sensorvorrichtung 80 ausgestattet ist.The 5A to 5D show examples of possible arrangements of the sensor device 80 a floor element 90 , In each case, in a greatly simplified sectional view, a section of a floor element 90 a grate 40 and a support element 54 for the grate 40 shown, wherein the bottom element 90 with a sensor device 80 Is provided.

5A zeigt eine unterhalb des Bodenelements 90 angeordnete Sensorvorrichtung 80, die zwischen dem Auflageelement 54 und dem Gitterrost 40 angeordnet ist. 5A shows one below the floor element 90 arranged sensor device 80 between the support element 54 and the grate 40 is arranged.

5B zeigt eine Sensorvorrichtung 80, die an dem Bodenelement 90 befestigt ist und im gezeigten Beispiel in einem Durchlass des Gitterrosts 40 angeordnet ist. 5B shows a sensor device 80 attached to the floor element 90 is attached and in shown example in a passage of the grate 40 is arranged.

5C zeigt eine Sensorvorrichtung 80, die in das Bodenelement 90 eingearbeitet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann es von besonderem Vorteil sein, wenn das Bodenelement 90 mit der Sensorvorrichtung 80 mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt wird. 5C shows a sensor device 80 which are in the soil element 90 is incorporated. In such an embodiment, it may be of particular advantage if the bottom element 90 with the sensor device 80 is produced by means of a 3D printing process.

5D zeigt eine dem Bodenelement 90 zugeordnete Sensorvorrichtung 80, die unterhalb des Auflageelements 54 angeordnet ist. Die Sensorvorrichtung 80 ist hier auf der Seite des Auflageelements 54 angeordnet, die von dem Gitterrost 40 abgewendet ist. 5D shows a the floor element 90 associated sensor device 80 which are below the support element 54 is arranged. The sensor device 80 is here on the side of the support element 54 arranged by the grating 40 is averted.

Ein Gedanke, welcher der Erfindung zugrunde liegt, lässt sich wie folgt zusammenfassen: Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bodenelement 90, 92, 94, 96, 98 für eine industrielle Anlage 10, wobei das Bodenelement 90, 92, 94, 96, 98 mit mindestens einer Sensorvorrichtung 80 ausgestattet ist, welche mindestens eine Sensoreinheit und mindestens eine Antenneneinheit aufweist. Erfindungsgemäß wird ein kompaktes und leicht zu montierendes Mittel zur Detektion einer Person 46 und/oder eines Gegenstands in einem mit einem entsprechenden Boden 30 ausgestatteten Bereich der industriellen Anlage 10 bereitgestellt. Die Bodenelemente 90, 92, 94, 96, 98 können ein vorgegebenes Maximalgewicht tragen. Bei der oben beschrieben Anlage kann dieses Maximalgewicht etwa 150 kg bis 200 kg betragen. Dementsprechend dürfen auch Personen und/oder Gegenstände allein oder zusammengenommen das vorgegebenen Maximalgewicht nicht übersteigen.An idea on which the invention is based can be summarized as follows: The present invention relates to a floor element 90 . 92 . 94 . 96 . 98 for an industrial plant 10 , where the bottom element 90 . 92 . 94 . 96 . 98 with at least one sensor device 80 is equipped, which has at least one sensor unit and at least one antenna unit. According to the invention, a compact and easy-to-install means for detecting a person 46 and / or an item in one with a corresponding floor 30 equipped area of industrial plant 10 provided. The floor elements 90 . 92 . 94 . 96 . 98 can carry a given maximum weight. In the system described above, this maximum weight can be about 150 kg to 200 kg. Accordingly, persons and / or objects alone or taken together may not exceed the predetermined maximum weight.

Wenn die Sensorvorrichtung 80 für eine Erfassung eines auf das Bodenelement 90, 92, 94, 96, 98 wirkenden Gewichts ausgelegt ist, wie beispielsweise bei Drucksensoren, kann der Betrieb der Anlage 10 bei kleineren und leichteren Gegenstände, die den laufenden Arbeitsablauf nicht stören, fortgesetzt werden.When the sensor device 80 for detecting one on the floor element 90 . 92 . 94 . 96 . 98 acting weight is designed, such as in pressure sensors, the operation of the plant 10 for smaller and lighter items that do not interfere with the ongoing workflow.

Die Erfindung betrifft auch eine industrielle Anlage 10 mit einem begehbaren Boden 30, der mehrere derartige Bodenelemente 90, 92, 94, 96, 98 aufweist, die vorzugsweise drahtlos mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung koppelbar ausgebildet sein können. Gegenüber dem Einsatz von beispielsweise einer oder mehreren Lichtschranken in der industriellen Anlage 10 liegt ein weiterer Vorteil darin, dass kein zusätzlicher Bauraum, beispielsweise für ein Lichtschrankengehäuse, im Bereich oberhalb des Bodens 30 der industriellen Anlage 10 beansprucht wird.The invention also relates to an industrial plant 10 with a walkable floor 30 that has several such floor elements 90 . 92 . 94 . 96 . 98 has, which may be formed preferably coupled wirelessly with a data processing device. Compared to the use of, for example, one or more light barriers in the industrial plant 10 Another advantage is that no additional space, for example, for a light barrier housing, in the area above the ground 30 the industrial plant 10 is claimed.

Die mit mindestens einer Sensorvorrichtung 80 ausgestatteten Bodenelemente 90, 92, 94, 96, 98 können beispielsweise als Gitterrostelemente oder als Folienelemente ausgebildet sein. Derartige Gitterrostelemente können beispielsweise in einer Beschichtungsanlage mit einem für Luft durchlässigen Boden 30 verwendet werden, während derartige Folienelemente beispielsweise auch zur Absicherung des Fahrwegs einer Flurförderanlage verwendet werden können. Vorzugsweise können die Bodenelemente 90, 92, 94, 96, 98 zumindest teilweise mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt werden.The with at least one sensor device 80 equipped floor elements 90 . 92 . 94 . 96 . 98 For example, they may be formed as grate elements or as foil elements. Such grating elements can, for example, in a coating system with a permeable to air ground 30 be used, while such film elements can be used, for example, to secure the travel of a material handling system. Preferably, the floor elements 90 . 92 . 94 . 96 . 98 be made at least partially by means of a 3D printing process.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1329662 B1 [0004]

Claims

Floor element for an industrial installation, characterized in that the floor element (90, 92, 94, 96, 98) is equipped with at least one sensor device (80) which has at least one sensor unit and at least one antenna unit.

Floor element after Claim 1 , characterized in that the antenna unit and one or more circuits of the sensor device are integrated in an RFID transponder.

Floor element after Claim 2 , characterized in that the sensor unit is integrated in the RFID transponder.

Floor element according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the sensor unit is designed as a strain gauge.

Floor element according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the sensor unit is designed as a piezoelectric element.

Floor element according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the bottom element (90, 92, 94, 96, 98) is designed as a walk-on element of a grate (40).

Floor element according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the bottom element (90, 92, 94, 96, 98) is formed as a film element.

Floor element according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the bottom element (90, 92, 94, 96, 98) is made by means of a 3D printing process.

Floor element according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the sensor device (80) in the bottom element (90, 92, 94, 96, 98) is incorporated.

Floor element according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the sensor device (80) is fixed to the bottom element (90, 92, 94, 96, 98).

Industrial plant with a walk-in floor, characterized in that the walk-on floor a plurality of floor elements (90, 92, 94, 96, 98) according to one of Claims 1 to 10 having.

Industrial plant after Claim 11 characterized in that the industrial installation (10) comprises a data processing device for processing the data acquired by the sensor devices (80) of the floor elements (90, 92, 94, 96, 98), and in that the data processing device has at least one communication device which is used for wireless communication with the sensor devices (80) is formed.

Industrial plant after Claim 12 , characterized in that the communication device of the data processing device is designed as an RFID reader.

Industrial plant after Claim 12 or 13 , characterized in that the sensor devices (80) of the floor elements (90, 92, 94, 96, 98) form a wireless network.

Industrial plant after Claim 14 , characterized in that the communication device of the data processing device forms a base station of the wireless network.

Industrial plant according to one of the Claims 11 to 15 , characterized in that the data processing device has an evaluation unit which, on the basis of the data collected by the sensor devices (80) of the floor elements (90, 92, 94, 96, 98), determines whether a safety-critical state is present in an area of the industrial installation (10 ) is present.

Industrial plant after Claim 16 , characterized in that the industrial plant (10) is equipped with one or more program-controlled machines (28), and that the data processing device gives an actuating signal for at least one program-controlled machine (28), if a safety-critical state has been determined.

Industrial plant after Claim 16 or 17 , characterized in that the bottom of the industrial plant (10) is divided into at least two security zones, and that the bottom elements (90, 92, 94, 96, 98) are each assigned to one of the at least two security zones.

Industrial plant according to one of the Claims 11 to 18 , characterized in that one or more support elements (54) for the bottom elements (90, 92, 94, 96, 98) are provided, and that at least one sensor device (80) between a support element (54) and the overlying bottom element (90 , 92, 94, 96, 98).

Industrial plant according to one of the Claims 11 to 19 characterized in that one or more support elements (54) are provided for the floor elements (90, 92, 94, 96, 98), and that at least one sensor device (80) is arranged on the side of a support element (54), which the lying on the support element (54) bottom element (90, 92, 94, 96, 98) is averted.