DE102017216863B3

DE102017216863B3 - Method and robot system for adapting a robotic insert to a work process

Info

Publication number: DE102017216863B3
Application number: DE102017216863.3A
Authority: DE
Inventors: Mohamad Bdiwi; Shuxiao Hou
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2037-09-23
Also published as: WO2019057679A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Robotersystem zum Anpassen eines Robotereinsatzes an einen Arbeitsprozess, an dem ein Roboter (4) und ein menschlicher Nutzer (9) gemeinsam beteiligt sind, mit dem Roboter (4), einer Prozessverwaltungseinheit (1), einer Steuereinheit (2), einer Raumverwaltungseinheit (3), einem Sensor (5) und einer Zustandsauswerteeinheit (6), wobei eine Kategorisierung des Arbeitsprozesses vorgenommen wird.The present invention relates to a method and a robot system for adapting a robotic insert to a working process in which a robot (4) and a human user (9) are co-involved with the robot (4), a process management unit (1), a control unit (2), a room management unit (3), a sensor (5) and a state evaluation unit (6), wherein a categorization of the work process is performed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Robotersystem zum Anpassen eines Robotereinsatzes an einen Arbeitsprozess.The present invention relates to a method and a robot system for adapting a robotic insert to a working process.

Robotersysteme unterschiedlichster Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So offenbart die Druckschrift DE 10 2016 216 441 B3 ein Robotersystem, bei dem unterschiedliche Grade einer Wechselwirkung zwischen einem Roboter und einem Benutzer ermöglicht werden. Nachteilig an derartigen Systemen ist, dass ein Arbeits- bzw. Überwachungsraum im Allgemeinen starr fixiert ist und somit keine prozessbezogene Regelung erfolgen kann.Robot systems of various types are already known from the prior art. Thus, the document discloses DE 10 2016 216 441 B3 a robot system that allows for different degrees of interaction between a robot and a user. A disadvantage of such systems is that a working or monitoring space is generally rigidly fixed and thus no process-related control can be done.

Die Druckschrift DE 10 2013 021 387 A1 befasst sich mit einem Roboter zum automatischen Durchführen wenigstens eines Herstellungsvorgangs, der wenigstens zwei relativ zueinander bewegbare Roboterelemente aufweist, bei dem eine Annäherung eines Objektes an den Roboter durch einen kapazitiven Näherungssensor erfasst wird. Aus der Druckschrift DE 10 2012 007 242 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur sicheren Mensch-Roboter-Kooperation bekannt, bei dem eine effiziente Zusammenarbeit zwischen Arbeiter und Roboter durch ein Überwachungssystem gewährleistet wird. Ein Roboter mit Schutzeinrichtung, bei der ein Volumen der Schutzeinrichtung zur Anpassung an Arbeitsbedingungen verringerbar und vergrößerbar ist, ist in der Druckschrift DE 10 2006 044 071 B4 beschrieben. Aus der Druckschrift EP 3 189 947 A1 ist ein Verfahren zum Konfigurieren und Betreiben einer überwachten automatisierten Arbeitszelle bekannt. Die Druckschrift EP 2 023 160 B1 befasst sich mit einer dreidimensionalen Raumüberwachung mit einem Konfigurationsmodus zum Bestimmen der Schutzfelder.The publication DE 10 2013 021 387 A1 is concerned with a robot for automatically performing at least one manufacturing operation comprising at least two relatively movable robot elements, wherein an approach of an object to the robot is detected by a capacitive proximity sensor. From the publication DE 10 2012 007 242 A1 For example, an apparatus and method for safe human-robot cooperation is known in which efficient collaboration between worker and robot is ensured by a monitoring system. A robot with a protective device, in which a volume of the protective device for adapting to working conditions can be reduced and enlarged, is in the document DE 10 2006 044 071 B4 described. From the publication EP 3 189 947 A1 For example, a method for configuring and operating a monitored automated workcell is known. The publication EP 2 023 160 B1 deals with a three-dimensional room monitoring with a configuration mode for determining the protective fields.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Robotersystem zu entwickeln, das den genannten Nachteil vermeidet, mit dem also eine prozessbezogene Anpassung eines Robotereinsatzes möglich ist.The present invention is therefore based on the object to develop a method and a robot system that avoids the mentioned disadvantage, so that a process-related adaptation of a robotic insert is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Robotersystem nach Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a method according to claim 1 and a robot system according to claim 9. Advantageous embodiments and further developments are described in the dependent claims.

Bei einem Verfahren zum Anpassen eines Robotereinsatzes an einen Arbeitsprozess, an dem ein Roboter und ein menschlicher Nutzer gemeinsam beteiligt sind, ist eine Prozessverwaltungseinheit beteiligt, die eine durchzuführende Prozessaufgabe auswählt oder anhält und einen aktuellen Zustand, der von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchzuführenden Prozessaufgabe sowie ein Sicherheitsniveau der Prozessaufgabe beurteilt. In einer Steuereinheit, die den Roboter steuert, sind Musteraufgaben gespeichert, die von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer gemeinsam durchgeführt werden können. Mindestens eine der Musteraufgaben wird als die durchzuführende Prozessaufgabe von der Steuereinheit nach Maßgabe der Prozessverwaltungseinheit ausgewählt. Eine Raumverwaltungseinheit modelliert adaptiv mindestens einen multischichtigen dynamischen Überwachungsraum, in dem sich zumindest der Roboter befindet, in Abhängigkeit von der durchzuführenden Prozessaufgabe. Diese Modellierung erfolgt basierend auf Messdaten mindestens eines Sensors, der den multischichtigen dynamischen Überwachungsraum definiert und überwacht. Die Raumverwaltungseinheit definiert außerdem mindestens eine Randbedingung für das Durchführen und mindestens eine Randbedingung für das Erledigen der Prozessaufgabe. Durch eine Zustandsauswerteeinheit werden ein aktueller Zustand der Prozessaufgabe und ein aktuelles Sicherheitsniveau der Prozessaufgabe ermittelt und ein Erfüllen der Randbedingung, d. h. der Randbedingung für das Durchführen der Prozessaufgabe und der Randbedingung für das Erledigen der Prozessaufgabe, durch ein Einordnen des aktuellen Zustands der Prozessaufgabe und des Sicherheitsniveaus der Prozessaufgabe in dem multischichtigen dynamischen Überwachungsraum durch die Prozessverwaltungseinheit überprüft und in eine Kategorie in Abhängigkeit von der Einordnung die Prozessaufgabe einsortiert.In a method of adapting a robotic task to a working process in which a robot and a human user are co-involved, a process management unit that selects or halts a process task to be performed and a current state of the process task to be performed by the robot and the human user and assessed a security level of the process task. In a control unit that controls the robot, there are stored pattern tasks that can be performed jointly by the robot and the human user. At least one of the pattern tasks is selected as the process task to be performed by the control unit in accordance with the process management unit. A room management unit adaptively models at least one multi-layered dynamic surveillance space in which at least the robot is located, depending on the process task to be performed. This modeling is based on measurement data of at least one sensor that defines and monitors the multilevel dynamic interception space. The room management unit also defines at least one constraint for performing and at least one constraint for completing the process task. By means of a state evaluation unit, a current state of the process task and a current security level of the process task are determined and a fulfillment of the boundary condition, i. H. the boundary condition for performing the process task and the boundary condition for completing the process task, checked by the process management unit by classifying the current state of the process task and the security level of the process task in the multi-layered dynamic interworking space and sorting the process task into a category depending on the classification ,

Durch die Kategorisierung anhand des aktuellen Zustands, d. h. inwieweit die jeweilige Prozessaufgabe bereits abgeschlossen ist, und ein Sicherheitsniveau, das in einer Interaktion des Roboters mit dem menschlichen Nutzer zusammenhängt, kann eine zuverlässige Klassifizierung durchgeführt werden, anhand derer der Fortgang des Verfahrens an den Ist-Zustand angepasst werden kann. Da die Prozessaufgabe sich aus mindestens einer, typischerweise jedoch mehreren Musteraufgaben zusammensetzt, kann ein Status der gestellten Prozessaufgabe jederzeit einfach bestimmt werden.By categorizing based on the current state, i. H. To what extent the respective process task has already been completed, and a level of security that is related to an interaction of the robot with the human user, a reliable classification can be carried out, by means of which the progress of the method can be adapted to the actual state. Since the process task is composed of at least one, but typically several, sample tasks, a status of the set process task can be easily determined at any time.

Dies erfolgt typischerweise in eine von vier Kategorien, wobei eine erste Kategorie diejenigen Aufgaben umfasst, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt wird, nicht oder nicht mehr erfüllt werden können, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe stoppt. In einer zweiten Kategorie sind vorzugsweise diejenigen Aufgaben zusammengefasst, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt wird, zeitweise nicht erfüllt werden können, aber in einem definierten Zeitraum wieder erfüllt werden können, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe zeitweise anhält. Die Aufgaben, bei denen die Randbedingung der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt wird, für das Durchführen der Prozessaufgabe erfüllt wird, aber die Randbedingung der Prozessaufgabe für deren Erledigung nicht erfüllt wird, können die dritte Kategorie bilden, bei der die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe durchführt. Schließlich kann eine vierte Kategorie vorgesehen sein, bei der die Randbedingung der Prozessaufgabe für das Erledigen der Prozessaufgabe erfüllt wird, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe abschließt und eine nachfolgende Prozessaufgabe auswählt oder eine Auswahl von Prozessaufgaben stoppt. Unter dem Begriff „multischichtig“ oder „mehrschichtig“ soll dabei verstanden werden, dass mehrere Parameter zum Überwachen herangezogen werden.This is typically done in one of four categories, where a first category includes those tasks where the constraints of the process task performed jointly by the robot and the human user can not or no longer be met so that the process management unit stops the process task , In a second category, those tasks are preferably summarized in which the boundary conditions of the process task, which is carried out jointly by the robot and the human user, can not be met temporarily, but can be met again within a defined period of time, so that the process management unit performs the process task temporarily stops. The tasks in which the constraint of the process task performed jointly by the robot and the human user for performing the process task is met but the constraint of the process task for completing it is not met can form the third category in which the process management unit performs the process task. Finally, a fourth category can be provided, in which the boundary condition of the process task for completing the process task is fulfilled, so that the process management unit completes the process task and selects a subsequent process task or stops a selection of process tasks. The term "multi-layered" or "multi-layered" should be understood to mean that several parameters are used for monitoring.

Die Musteraufgabe umfasst ein Aufnehmen eines Objekts, ein Ablegen des Objekts, ein Bewegen des Objekts, ein Bewegen des Roboters, ein Transportieren des Objekts, ein Festhalten des Objekts und bzw. oder ein Übergeben des Objekts, sodass alle wesentlichen, ein im multischichtigen dynamischen Überwachungsraum befindliches Objekt betreffenden Aufgaben definiert sind.The pattern task includes picking up an object, dropping the object, moving the object, moving the robot, transporting the object, holding the object, and / or handing over the object so that all of the essential, one in multi-layer dynamic interception space objects are defined.

Der multischichtige dynamische Überwachungsraum wird typischerweise aus mindestens einer dreidimensionalen Geometriekomponente generiert, die dem Roboter, Teilen des Roboters und bzw. oder mindestens einem weiteren Objekt im multischichtigen dynamischen Überwachungsraum von der Raumverwaltungseinheit zugeordnet wird. Der multischichtige dynamische Überwachungsraum kann daher aus einer oder mehreren dreidimensionalen Geometriekomponenten bestehen, wobei sich jede der Geometriekomponenten in beliebiger Lage im Raum befinden kann und von der Raumverteilungseinheit dem Roboter, Teilend es Roboters und bzw. oder dem weiteren Objekt zugeordnet wird. Hierdurch kann eine flexible Anpassung des multischichtigen dynamischen Überwachungsraums an den jeweiligen Prozess erfolgen. Typischerweise werden mehrere dieser dreidimensionalen Geometriekomponenten zugeordnet, sodass einerseits der zu überwachende Raum an den Roboter bzw. das jeweilige Objekt angepasst wird, wobei auch ein Nutzer mit einer derartigen dreidimensionalen Geometriekomponente versehen werden kann.The multi-layered dynamic interception space is typically generated from at least one three-dimensional geometry component that is assigned to the robot, parts of the robot, and / or at least one other object in the multilevel dynamic interworking space by the room management unit. The multi-layered dynamic interception space may therefore consist of one or more three-dimensional geometry components, wherein each of the geometry components may be located in any position in space and assigned by the space distribution unit to the robot, divide it robot and / or the other object. In this way, a flexible adaptation of the multi-layered dynamic monitoring space to the respective process can take place. Typically, several of these three-dimensional geometry components are assigned, so that on the one hand the space to be monitored is adapted to the robot or the respective object, whereby a user can also be provided with such a three-dimensional geometry component.

Andererseits kann bei zeitlichen Veränderungen des Objekts, dem die dreidimensionale Geometriekomponente zugeordnet wurde, diese Zuordnung an den aktuellen Zustand angepasst werden. Ein von dem multischichtigen dynamischen Überwachungsraum belegter Raumabschnitt kann anhand der dem Roboter zugeordneten dreidimensionalen Geometriekomponente mittels mindestens eines Gelenkwinkels eines Robotergelenks des Roboters von der Raumverwaltungseinheit bestimmt werden. Hierdurch wird eine zuverlässige Detektion des Roboters und seiner räumlichen Ausrichtung ermöglicht.On the other hand, with temporal changes of the object to which the three-dimensional geometry component has been assigned, this assignment can be adapted to the current state. A space section occupied by the multi-layered dynamic surveillance space can be determined by the room management unit based on the three-dimensional geometry component assigned to the robot by means of at least one joint angle of a robot joint of the robot. This allows a reliable detection of the robot and its spatial orientation.

Typischerweise erfolgt eine Abschätzung eines zukünftig von dem multischichtigen dynamischen Überwachungsraum belegten Raumabschnitts anhand der dem Roboter zugeordneten dreidimensionalen Geometriekomponente mittels mindestens eines aktuellen Gelenkwinkels und einer aktuellen Gelenkwinkelgeschwindigkeit eines Robotergelenks des Roboters, wobei die Abschätzung durch die Raumverwaltungseinheit bestimmt wird. Dies erlaubt es, auch im zeitlichen Verlauf zu erwartende Posen des Roboters im Lauf des anzupassenden Verfahrens zu antizipieren.Typically, an estimation of a space section occupied in future by the multi-layered dynamic interrogation space is made using the three-dimensional geometry component associated with the robot by means of at least one current joint angle and a current joint angular velocity of a robot joint of the robot, the estimate being determined by the space management unit. This makes it possible to anticipate poses of the robot to be expected over the course of the procedure to be adapted over time.

Eine Ausdehnung und eine Lage des multischichtigen dynamischen Überwachungsraums während des Durchführens der Prozessaufgabe können durch Ermitteln des von der dem Roboter zugeordneten Geometriekomponente belegten Raumabschnitts von der Raumverwaltungseinheit angepasst werden, um auch den zu überwachenden multischichtigen dynamischen Überwachungsraum an das ablaufende Verfahren anzupassen.An extent and a position of the multi-layered dynamic interstice during execution of the process task can be adapted by determining the space section occupied by the geometry component assigned to the robot by the room management unit in order to adapt the multilevel dynamic interstice to be monitored to the running process.

Vorzugsweise ist die Randbedingung für das Durchführen oder die Randbedingung für das Erledigen der Prozessaufgabe aus dem Zustand der Prozessaufgabe und bzw. oder dem Sicherheitsniveau der Prozessaufgabe ausgewählt.The boundary condition for performing or the boundary condition for completing the process task is preferably selected from the state of the process task and / or the security level of the process task.

Ein Robotersystem zum Anpassen eines Robotereinsatzes an einen Arbeitsprozess, an dem ein Roboter und ein menschlicher Nutzer gemeinsam beteiligt sind, weist den Roboter, eine Prozessverwaltungseinheit, eine Steuereinheit, eine Raumverwaltungseinheit, eine Zustandsauswerteeinheit und einen Sensor auf. Die Prozessverwaltungseinheit dient zum Auswählen oder Anhalten einer durchzuführenden Prozessaufgabe sowie zum Beurteilen eines aktuellen Zustands der von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchzuführenden Prozessaufgabe und eines Sicherheitsniveaus der Prozessaufgabe. Die Steuereinheit ist eingerichtet zum Ansteuern des Roboters, wobei in der Steuereinheit Musteraufgaben, die von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer gemeinsam durchgeführt werden können und sollen, gespeichert sind. Die Steuereinheit ist hierbei zum Auswählen mindestens einer der Musteraufgaben als der durchzuführenden Prozessaufgabe von der Steuereinheit nach Maßgabe der Prozessverwaltungseinheit ausgebildet.A robot system for adapting a robot use to a working process in which a robot and a human user are involved in common includes the robot, a process management unit, a control unit, a room management unit, a state evaluation unit, and a sensor. The process management unit serves to select or stop a process task to be performed and to judge a current state of the process task to be performed by the robot and the human user and a safety level of the process task. The control unit is set up to drive the robot, wherein pattern tasks that can and should be carried out jointly by the robot and the human user are stored in the control unit. In this case, the control unit is designed to select at least one of the pattern tasks as the process task to be performed by the control unit in accordance with the process management unit.

Zum adaptiven Modellieren mindestens eines multischichtigen dynamischen Überwachungsraums, in dem sich zumindest der Roboter befindet, in Abhängigkeit von der durchzuführenden Prozessaufgabe basierend auf Messdaten des mindestens einen Sensors, ist die Raumverwaltungseinheit eingerichtet. Der Sensor definiert und überwacht auch den multischichtigen dynamischen Überwachungsraum. Die Raumverwaltungseinheit dient auch zum Definieren mindestens einer Randbedingung für das Durchführen und mindestens einer Randbedingung für das Erledigen der Prozessaufgabe. Die Zustandsauswerteeinheit dient einem Ermitteln eines aktuellen Zustands der Prozessaufgabe und eines aktuellen Sicherheitsniveaus der Prozessaufgabe basierend auf den Messdaten des mindestens einen Sensors. Die Prozessverwaltungseinheit ist eingerichtet, ein Erfüllen der Randbedingungen durch ein Einordnen des aktuellen Zustands der Prozessaufgabe und des Sicherheitsniveaus im multischichtigen dynamischen Überwachungsraum in eine Kategorie und in Abhängigkeit von der Einstufung der Prozessaufgabe durchzuführen.For adaptively modeling at least one multi-layered dynamic surveillance space in which at least the robot is located, depending on the one to be performed Process task based on measurement data of at least one sensor, the room management unit is set up. The sensor also defines and monitors the multi-layered dynamic interception space. The room management unit also serves to define at least one constraint for performing and at least one constraint for completing the process task. The state evaluation unit is used to determine a current state of the process task and a current security level of the process task based on the measurement data of the at least one sensor. The process management unit is set up to fulfill the boundary conditions by classifying the current state of the process task and the security level in the multi-layered dynamic surveillance space into a category and depending on the classification of the process task.

Vorzugsweise wird das Einsortieren des aktuellen Zustands der Prozessaufgabe und des Sicherheitsniveaus der Prozessaufgabe mittels vier Kategorien durchgeführt. Eine erste Kategorie umfasst hierbei typischerweise diejenigen Aufgaben, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt werden, nicht oder nicht mehr wieder erfüllt werden können, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe stoppt. Einer zweiten Kategorie können diejenigen Aufgaben zugeordnet sein, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt wird, zeitweise nicht erfüllt werden können, aber in einem definierten Zeitraum wieder erfüllt werden können, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe zeitweise anhält. Aufgaben, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe für das Durchführen der Prozessaufgabe erfüllt werden, sind vorzugsweise einer dritten Kategorie zugeordnet, sofern die Randbedingungen für das Erledigen nicht erfüllt werden. In diesem Fall führt die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe durch. In einer vierten Kategorie können schließlich diejenigen Aufgaben enthalten sein, bei denen die Randbedingung der Prozessaufgabe für das Erledigen der Prozessaufgabe erfüllt wird, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe abschließt und eine nachfolgende Prozessaufgabe auswählt oder eine Auswahl von Prozessaufgaben stoppt.Preferably, the sorting of the current state of the process task and the security level of the process task is carried out by means of four categories. Here, a first category typically includes those tasks in which the constraints of the process task, which are performed jointly by the robot and the human user, can not be met or can no longer be met, so that the process management unit stops the process task. A second category can be assigned those tasks in which the boundary conditions of the process task, which is performed jointly by the robot and the human user, can not be met temporarily, but can be met again within a defined period of time, so that the process management unit temporarily performs the process task stops. Tasks in which the boundary conditions of the process task for performing the process task are fulfilled are preferably assigned to a third category, provided the boundary conditions for doing so are not met. In this case, the process management unit performs the process task. Finally, in a fourth category, those tasks may be included in which the constraint of the process task for completing the process task is fulfilled so that the process management unit completes the process task and selects a subsequent process task or stops a selection of process tasks.

Das bestehende Robotersystem kann mit dem bereits beschriebenen Verfahren verwendet werden, d. h., das beschriebene Verfahren ist dazu ausgelegt, mit dem beschriebenen Robotersystem durchgeführt zu werden.The existing robot system can be used with the already described method, i. h., the described method is designed to be performed with the described robot system.

Der Roboter kann als mobiler Roboter oder als stationär im multischichtigen dynamischen Überwachungsraum angeordneter Roboter ausgebildet sein.The robot can be designed as a mobile robot or as a robot arranged stationarily in the multi-layered dynamic surveillance space.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der 1 bis 4 beschrieben.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are described below with reference to the 1 to 4 described.

Es zeigen:

1 einen schematischen Ablaufplan des Verfahrens;
2 eine schematische Darstellung einer Parametrisierung eines Arbeitsprozesses;
3 verschiedene Szenarien einer Raummodellierung und
4 eine Anpassung und Ausdehnung einer Lage eines Überwachungsraums an die Roboterbewegung.

Show it:

1 a schematic flowchart of the method;
2 a schematic representation of a parameterization of a working process;
3 different scenarios of a spatial modeling and
4 an adaptation and extension of a position of a surveillance space to the robot movement.

In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Verfahren einer prozessbezogenen Roboterregelung mithilfe einer aufgabenorientierten multischichtigen dynamischen Raummodellierung dargestellt. Das Verfahren dient einem Anpassen eines Robotereinsatzes an einen flexiblen Arbeitsprozess, an dem ein Roboter und ein menschlicher Nutzer gemeinsam beteiligt sind. Hierzu zählen z. B. eine Anpassung eines Industrieroboters an einen Produktionsprozess in einer Produktionslinie oder eine Anpassung eines Serviceroboters an eine Dienstleistung für Menschen im Alltag.In 1 is shown in a schematic representation of a process of a process-related robot control using a task-oriented multi-layer dynamic spatial modeling. The method is for adapting a robotic task to a flexible work process involving a robot and a human user in common. These include z. B. an adaptation of an industrial robot to a production process in a production line or an adaptation of a service robot to a service for people in everyday life.

Startend von einem menschlichen Verhalten 11 in einem Arbeitsprozess 12 wird eine Prozessverwaltungseinheit 1 initialisiert, die einem Beurteilen eines Zustands des Arbeitsprozesses bzw. einer Prozessaufgabe und einem dazu korrespondierenden Sicherheitsniveau dient. Ferner hat die Prozessverwaltungseinheit 1 die Aufgabe, ein Aktivieren, Anhalten oder Wechseln einer Prozessaufgabe durchzuführen. Hierzu steuert die Prozessaufgabe 1 eine Steuereinheit 2 an, in der mehrere Musteraufgaben gespeichert sind. Als Musteraufgaben definiert und als Steuerprogramme in der Steuereinheit 2 implementiert sind beispielsweise Aufnehmen eines Objekts, Ablegen eines Objekts, Bewegen oder Transportieren eines Objekts, Festhalten eines Objekts als dritte Hand, Übergabe eines Objekts zwischen dem menschlichen Nutzer 9 und dem Roboter 4 oder einer anderweitige physikalische Interaktion.Starting from a human behavior 11 in a work process 12 becomes a process management unit 1 initialized, which serves to assess a state of the work process or a process task and a corresponding security level. Furthermore, the process management unit has 1 the task of activating, stopping or changing a process task. The process task controls this 1 a control unit 2 in which several pattern tasks are stored. Defined as pattern tasks and as control programs in the control unit 2 Implemented are, for example, picking up an object, depositing an object, moving or transporting an object, holding an object as a third hand, transferring an object between the human user 9 and the robot 4 or some other physical interaction.

Ein Arbeitsprozess bzw. eine Prozessaufgabe ist hierbei eine einzelne oder eine Kombination mehrerer der vorab definierten Musteraufgaben, wobei benötigte Information über jede Prozessaufgabe, wie beispielsweise eine Zielposition bei der Musteraufgabe Bewegen, Merkmale eines aufzuhebenden Objekts bei der Musteraufgabe „Übergabe“ und so weiter, in Form von Text, Bild, Sprache oder Ähnlichem eine Parametrisierung beschrieben wird. Die Steuereinheit 2 dient daher einerseits der Ansteuerung des Roboters 4 anhand der von der Prozessverwaltungseinheit 1 festgelegten Prozessaufgabe. Andererseits steht sie mit einer Raumverwaltungseinheit 3 in Verbindung, die Randbedingungen 13 für das Durchführen der Prozessaufgabe und das Erledigen der Prozessaufgabe definiert. Diese Randbedingungen werden auch der Prozessverwaltungseinheit 1 zugeführt.In this case, a work process or a process task is a single or a combination of several of the predefined pattern tasks, wherein required information about each process task, such as a target position in the pattern task Move, features of an object to be canceled in the sample task "transfer" and so on, in Form of text, image, language or Similar parameterization is described. The control unit 2 therefore serves on the one hand the control of the robot 4 on the basis of the process management unit 1 specified process task. On the other hand, it stands with a room management unit 3 related, the boundary conditions 13 defined for performing the process task and completing the process task. These boundary conditions also become the process management unit 1 fed.

Die Raumverwaltungseinheit 3 führt allerdings auch einen Schritt eines Definierens 14 und Modellierens eines multischichtigen dynamischen Überwachungsraums durch, bei dem von einem Sensor 5, beispielsweise einem Infrarotsensor, detektierte Messdaten Berücksichtigung finden. Der Sensor 5 bzw. eine Vielzahl von verschiedenen Sensoren 5 dient einer Erfassung der Information in allen definierten multischichtigen dynamischen Überwachungsräumen. Die gesammelten Informationen werden einer Zustandsauswerteeinheit 6 übergeben, die eine Bearbeitung der Informationen der Sensoren 5 und eine Bestimmung eines Zustands 15 der Prozessaufgabe und eines Sicherheitsniveaus 16 der Prozessaufgabe durchführt. Der Ist-Zustand und das Sicherheitsniveau werden nachfolgend kategorisiert und ausgehend von der Kategorisierung eine Ansteuerung bzw. eine Regelung der Prozessaufgabe durch die Prozessverwaltungseinheit 1 durchgeführt.The room management unit 3 However, it also takes a step of defining 14 and modeling a multi-layered dynamic interception space by a sensor 5 , For example, an infrared sensor, detected measurement data taken into account. The sensor 5 or a variety of different sensors 5 serves to collect the information in all defined multi-layered dynamic surveillance rooms. The collected information becomes a state evaluation unit 6 pass, which is a processing of the information of the sensors 5 and a determination of a condition 15 the process task and a safety level 16 performs the process task. The actual state and the security level are subsequently categorized and, based on the categorization, a control or regulation of the process task by the process management unit 1 carried out.

In 2 ist schematische eine Parametrisierung einer Prozessaufgabe dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser wie auch in den folgenden Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Der Arbeitsprozess besteht im vorliegenden Fall aus vier Musteraufgaben. Bei dem in 2 dargestellten Arbeitsprozess fährt der Roboter 4 zu einem Lagerort und nimmt ein Objekt 8 auf, das im dargestellten Fall ein Kasten ist. Dann transportiert der Roboter 4 den Kasten als das aufgenommene Objekt 8 zu dem menschlichen Nutzer 9 und übergibt ihn. Bei der ersten Musteraufgabe „Bewegen“ wird eine Lage des Lagerorts in Form von Text parametrisiert. Bei der zweiten Musteraufgabe „Aufnehmen“ wird das Merkmal des Objekts 8 in Form eines Bildes parametrisiert, damit der Roboter 4 mithilfe der Steuereinheit 2 anhand des Bildes das richtige Objekt 8 findet. Analog zur ersten Musteraufgabe wird die Lage, bei der die nachfolgende Musteraufgabe „Transportieren“ erfolgt, in Form von Text parametrisiert. Gleiches gilt für die abschließende Musteraufgabe „Übergabe“, bei der eine Identifikationsnummer des menschlichen Nutzers 9, dem der Roboter 4 das Objekt 8 übergeben soll, in Form von Text parametrisiert wird.In 2 schematic representation of a parameterization of a process task is shown. Recurring features are provided with identical reference numerals in this as well as in the following figures. The work process consists of four sample tasks in the present case. At the in 2 The working process shown moves the robot 4 to a storage location and picks up an object 8th which is a box in the illustrated case. Then the robot transports 4 the box as the recorded object 8th to the human user 9 and give him over. In the first sample task "Move", a location of the storage location is parameterized in the form of text. In the second sample task "Capture" becomes the feature of the object 8th parameterized in the form of an image to allow the robot 4 using the control unit 2 the correct object based on the image 8th place. Analogously to the first sample task, the position in which the following sample task "transport" takes place is parameterized in the form of text. The same applies to the final sample task "transfer", in which an identification number of the human user 9 to whom the robot 4 the object 8th should be parameterized in the form of text.

Die Prozessverwaltungseinheit 1 kann hierbei je nach den von der Raumverwaltungseinheit 3 vordefinierten Randbedingungen, der gegebenen Prozessaufgabe und dem Zustand der Prozessaufgabe, d. h. dem Ist-Wert der Prozessaufgabe, sowie der Sicherheit der Prozessaufgabe eine geeignete Musteraufgabe auswählen und aktivieren, um das gewünschte Ziel der Prozessaufgabe bzw. des Arbeitsprozesses mit geringem Aufwand zu erreichen. Je nach Art der von der Prozessverwaltungseinheit 1 ausgewählten Musteraufgabe modelliert die Raumverwaltungseinheit 3 zumindest einen multischichtigen dynamischen Überwachungsraum, dessen Eigenschaften nachfolgend noch beschrieben werden.The process management unit 1 This may vary depending on the room management unit 3 predefined boundary conditions, the given process task and the state of the process task, ie the actual value of the process task, as well as the safety of the process task select and activate a suitable sample task to achieve the desired goal of the process task or the work process with little effort. Depending on the nature of the process management unit 1 The selected sample task models the room management unit 3 at least one multi-layered dynamic surveillance space, the properties of which will be described below.

Neben dem einen bzw. mehreren multischichtigen dynamischen Überwachungsräumen definiert die Raumverwaltungseinheit 3 für jeden multischichtigen dynamischen Überwachungsraum die Randbedingungen für die Durchführung und Erledigung der Musteraufgaben bzw. der Prozessaufgaben. Diese Randbedingungen repräsentieren den für das Durchführen und Erledigen der Prozessaufgabe erforderlichen Zustand der Prozessaufgabe und der Sicherheit der Prozessaufgabe, wie z. B. Festhalten des Objekts 8 in einem Greifer bei der Musteraufgabe „Transportieren“, die Anwesenheit eines bestimmten Menschen in einem bestimmten multischichtigen dynamischen Raum bei der Musteraufgabe „Übergabe“, die Unzulässigkeit der Anwesenheit des Menschen in einem bestimmten multischichtigen dynamischen Raum aus Sicherheitsgründen oder Ähnliches.In addition to the one or more multi-layered dynamic surveillance rooms, the room management unit defines 3 For each multi-layered dynamic surveillance space, the boundary conditions for the execution and completion of the sample tasks or the process tasks. These constraints represent the state of the process task and process task safety required to perform and complete the process task. B. Holding the object 8th in a gripper in the sample task "transporting", the presence of a certain person in a certain multi-layered dynamic space in the sample task "handover", the inadmissibility of the presence of the human being in a certain multi-layered dynamic space for security reasons or the like.

Die Prozessverwaltungseinheit 1, die Steuereinheit 2, die Raumverwaltungseinheit 3, der Roboter 4, der Sensor 5 bzw. die Sensoren 5 und die Zustandsauswerteeinheit 6 können in einem einzelnen Gerät kombiniert sein, bspw. in einem Rechner, sie können jedoch auch einzeln vorliegen oder zumindest paarweise gebündelt in einem Rechner kombiniert sein.The process management unit 1 , the control unit 2 , the room management unit 3 , the robot 4 , the sensor 5 or the sensors 5 and the state evaluation unit 6 can be combined in a single device, for example in a computer, but they can also be present individually or at least combined in pairs in a computer combined.

Durch einen Vergleich eines Ist-Zustands der Prozessaufgabe bzw. des Arbeitsprozesses und der Sicherheit mit den vordefinierten Randbedingungen urteilt die Prozessverwaltungseinheit 1, auf welchem Niveau die Randbedingungen befriedigt werden, d. h. welche Randbedingungen erfüllt sind. Hierzu werden vier Niveaus bzw. vier Kategorien unterschieden:By comparing an actual state of the process task or of the work process and the security with the predefined boundary conditions, the process management unit judges 1 at which level the boundary conditions are satisfied, ie which boundary conditions are met. For this purpose, four levels or four categories are distinguished:

Bei Niveau 1 können die Randbedingungen für die Durchführung der Prozessaufgabe nicht und auch im Rahmen der durchzuführenden Prozessaufgabe nicht mehr wieder befriedigt werden. Ein typisches Beispiel dafür ist, wenn die Randbedingung „Festhalten eines Objekts im Greifer“ bei der Aufgabe „Transportieren“ nicht erfüllt wird, bedeutet dies, dass das zu transportierende Objekt 8 aus dem Greifer fällt. Im Rahmen der Aufgabe „Transportieren“ ist der Roboter 4 nicht in der Lage, ein gefallenes Objekt 8 selbstständig aufzunehmen.At level 1 The boundary conditions for the execution of the process task can not be satisfied again and also within the scope of the process task to be performed. A typical example of this is that if the condition "holding an object in the grab" is not met in the "transport" task, it means that the object to be transported 8th falls out of the grab. Within the scope of the task "transporting" is the robot 4 unable to find a fallen object 8th to record independently.

In der zweiten Kategorie bzw. auf Niveau zwei werden die Randbedingungen für die Durchführung der Prozessaufgabe zwar zeitweise nicht befriedigt, aber könnten in einem definierten Zeitraum wieder befriedigt werden. Ein typisches Beispiel dafür ist, wenn die Randbedingung „Anwesenheit eines bestimmten Menschen in einem bestimmten multischichtigen dynamischen Überwachungsraum“ bei der Aufgabe „Übergabe“ zeitweise nicht befriedigt wird, bedeutet dies, dass ein Mensch noch nicht bereit ist, wenn der Roboter 4 das Objekt 8 übergeben soll. Der Mensch kann jedoch ein paar Sekunden später den betrachteten multischichtigen dynamischen Überwachungsraum wieder betreten, sodass die spezifizierte Musteraufgabe doch nicht durchgeführt werden kann. In the second category or at level two, although the boundary conditions for carrying out the process task are sometimes not satisfied, they could be satisfied again within a defined period of time. A typical example of this is when the constraint "Presence of a particular human in a given multilevel dynamic interstice" is temporarily dissatisfied with the "handover" task, it means that a human is not yet ready when the robot 4 the object 8th should pass. However, a few seconds later, the human can re-enter the multilevel dynamic interrogation space under consideration, so that the specified pattern task can not be performed.

Auf dem Niveau drei bzw. einer dritten Kategorie werden die Randbedingungen für die Durchführung der Prozessaufgabe befriedigt bzw. erfüllt, aber die Randbedingung für das erfolgreiche Erledigen der Prozessaufgabe wird nicht erfüllt. Ein typisches Beispiel dafür ist, wenn die Musteraufgabe „Festhalten eines Objekts 8 im Greifer“ bei der Musteraufgabe „Transportieren“ befriedigt wird, aber die Randbedingung „Erreichen des Ziels“ noch nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass die Musteraufgabe noch nicht erledigt ist.At the level three or a third category, the boundary conditions for the execution of the process task are satisfied or met, but the boundary condition for the successful completion of the process task is not met. A typical example of this is when the sample task "capturing an object 8th in the gripper "in the sample task" transport "is satisfied, but the boundary condition" reaching the destination "is not yet fulfilled, this means that the sample task has not yet been completed.

Schließlich ist eine vierte Kategorie vorgesehen bzw. ein viertes Niveau, bei dem die Randbedingungen für die erfolgreiche Erledigung einer Aufgabe erfüllt werden. Ein typisches Beispiel hierfür ist, wenn die Randbedingung „Festhalten eines Objekts 8 im Greifer“ und „Erreichen des Ziels“ bei der Musteraufgabe „Transportieren“ befriedigt werden, bedeutet dies, dass die Aufgabe erfolgreich erledigt ist.Finally, a fourth category is provided or a fourth level, in which the boundary conditions for the successful completion of a task are met. A typical example of this is when the constraint "holding an object 8th in the gripper "and" reaching the goal "in the sample task" transport "are satisfied, this means that the task is successfully completed.

Eine Musteraufgabe wird nun in Abhängigkeit von dem Befriedigungsniveau bzw. Erfüllungsniveau der Randbedingungen für die Durchführung und Erledigung einer Musteraufgabe und des vorgegebenen Arbeitsprozesses durch die Prozessverwaltungseinheit 1 durchgeführt, aufgegeben, gewechselt und bzw. oder angehalten, um das gewünschte Ziel des Arbeitsprozesses mit einem geringen Aufwand unter Berücksichtigung des angestrebten Sicherheitslevels zu erreichen.A model task now becomes dependent on the level of satisfaction or fulfillment level of the boundary conditions for the execution and execution of a sample task and the specified work process by the process management unit 1 performed, abandoned, changed and / or paused to achieve the desired goal of the work process with little effort, taking into account the desired level of security.

Da ein Überwachungsbereich typischerweise entweder als zweidimensionale Zone auf einen Boden oder als ein auf dem Boden aufrecht stehender dreidimensionaler Raum dargestellt wird, in der vorliegenden Erfindung jedoch eine dynamische Anpassung erfolgen soll, wird ein multischichtiger dynamischer Überwachungsraum 7 definiert, von dem verschiedene Szenarien in 3 in einer schematischen Ansicht dargestellt sind.Since a surveillance area is typically represented as either a two-dimensional zone on a floor or as a three-dimensional space standing upright on the ground, but in the present invention, a dynamic adjustment is to be made, a multi-layered dynamic surveillance space is created 7 defined by the different scenarios in 3 are shown in a schematic view.

Der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 wird entweder mittels einer dreidimensionalen Geometriekomponente oder einer Kombination von mehreren dreidimensionalen Geometriekomponenten dargestellt. Jede Geometriekomponente kann sich in der Umgebung beliebig befinden und an einem Roboterglied bzw. an einem Weltkoordinatensystem gebunden werden. So zeigt 3 im obersten Absatz den Roboter 4, bei dem ein erster multischichtiger dynamischer Überwachungsraum 7 entlang des Roboterarms definiert ist, wobei Projektionen 10 dieses multischichtigen dynamischen Überwachungsraums 7 auf dem Erdboden verlaufen. Der menschliche Nutzer 9 wird nun hinsichtlich eines Eindringens in den multischichtigen dynamischen Überwachungsraum 7 ebenfalls detektiert. Zusätzlich befindet sich das Objekt 8 in einem eigenen, zweiten multischichtigen, dynamischen Überwachungsraum 7.The multi-layered dynamic surveillance space 7 is represented by either a three-dimensional geometry component or a combination of several three-dimensional geometry components. Each geometry component can be located anywhere in the environment and bound to a robot member or to a world coordinate system. So shows 3 in the top paragraph the robot 4 in which a first multi-layered dynamic surveillance space 7 is defined along the robot arm, being projections 10 this multilevel dynamic interstitial space 7 run on the ground. The human user 9 will now be in terms of penetration into the multi-layered dynamic interception space 7 also detected. In addition, the object is located 8th in its own, second multi-layer, dynamic surveillance room 7 ,

In der zweiten Zeile von 3 befindet sich auf der linken Seite ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Roboter 4 nun nicht mehr auf dem Boden steht, sondern an der Wand befestigt ist. Auf der rechten Seite der zweiten Zeile ist der Roboter 4 an einer Decke befestigt, wobei nun insgesamt drei Überwachungsräume existieren. Der erste Überwachungsraum 7 ist als dynamischer Überwachungsraum anhand der Geometriekomponenten an den Roboter 4 gebunden, während ein zweiter Überwachungsraum 7 das Objekt 8 umfasst. Ein dritter Überwachungsraum 7 befindet sich unterhalb des Roboters 4, wobei in der dargestellten Ausführungsform ein menschlicher Nutzer 9 sich gerade in diesem dritten Überwachungsraum 7 befindet.In the second line of 3 located on the left side another embodiment in which the robot 4 no longer standing on the floor, but attached to the wall. On the right side of the second line is the robot 4 attached to a ceiling, now a total of three surveillance rooms exist. The first surveillance room 7 is a dynamic monitoring space based on the geometry components to the robot 4 tied while a second surveillance room 7 the object 8th includes. A third interception room 7 is located below the robot 4 In the illustrated embodiment, a human user 9 right now in this third monitoring room 7 located.

In ähnlicher Weise ist auch in der dritten Zeile von 3 ein an einer Decke verfahrbarer Roboter 4 definiert, bei dem der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 und die Projektion 10 entsprechend mitbewegt werden.Similarly, in the third line of 3 a robot movable on a ceiling 4 defined where the multilevel dynamic interception space 7 and the projection 10 be moved accordingly.

Schließlich zeigt 3 in der dritten Zeile auf der rechten Seite einen verfahrbaren Roboter 4, bei dem der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 nur noch durch die Projektion 10 auf dem Boden gegeben ist. Der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 kann somit durch die Projektion 10 auf dem Boden in einen auf dem Boden aufrecht stehenden Überwachungsraum umgewandelt werden, deren Unterfläche gerade die Projektion 10 des Überwachungsraums 7 auf dem Boden ist. Im Vergleich zu konventionellen Überwachungsbereichen kann der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 nicht nur den Platz in verschiedenen räumlichen Schichten, sondern auch den Platz auf dem Boden mittels der Projektion 10 effizient nutzen.Finally shows 3 in the third line on the right side a movable robot 4 in which the multilevel dynamic interception space 7 only through the projection 10 is given on the floor. The multi-layered dynamic surveillance space 7 can thus through the projection 10 be transformed on the floor into an upright on the ground monitoring space, whose lower surface is just the projection 10 the surveillance room 7 is on the ground. Compared to conventional surveillance areas, the multi-layered dynamic surveillance space 7 not only the space in different spatial layers, but also the space on the ground by means of projection 10 use efficiently.

4 zeigt schließlich auf der linken Seite den Roboter 4 mit einem zugeordneten multischichtigen dynamischen Überwachungsraum 7, wie er bereits in 3 zu sehen war. Da der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 seine Ausdehnung und Lage an die Roboterbewegung anpassen kann, indem der zu dem multischichtigen dynamischen Überwachungsraum 7 gehörenden Geometriekomponenten zum aktuellen Zeitpunkt und zukünftig in einem kleinen Zeitabschnitt belegter Raum anhand von Gelenkwinkeln und Gelenkgeschwindigkeiten ermittelt wird, ergibt sich die in 4 auf der rechten Seite dargestellte Anpassung des Überwachungsbereichs mit der Bewegung des Roboters 4. 4 finally shows the robot on the left side 4 with an associated multilevel dynamic interception space 7 as he is already in 3 was seen. As the multilevel dynamic interception space 7 can adapt its extent and location to the robot movement by moving it to the multilevel dynamic interception space 7 belonging geometry components at the current time and future in a small period occupied space is determined by means of joint angles and joint speeds, resulting in the 4 Adjustment of the monitoring area with the movement of the robot shown on the right side 4 ,

Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werde.Only features disclosed in the embodiments of the various embodiments can be combined and claimed individually.

Claims

Method for adapting a robotic insert to a working process in which a robot (4) and a human user (9) are jointly involved, in which a process management unit (1) selects or halts a process task to be performed and judges a current state of the process task to be performed by the robot (4) and the human user (9) and a security level of the process task; in a control unit (2) that controls the robot (4), pattern tasks that can be performed jointly by the robot (4) and the human user (9) are stored and at least one of the pattern tasks as the process task to be performed by the control unit (2) is selected according to the process management unit (1), a space management unit (3) at least one multi-layer dynamic interception space (7) in which at least the robot (4) is located, depending on the process task to be performed based on measurement data of at least one sensor (5) defining the multilevel dynamic interception space (7) and monitors, adaptively modeled and defines at least one constraint for the execution and at least one constraint for completing the process task, a current state of the process task and a current safety level of the process task are determined by a state evaluation unit (6) based on the measurement data of the at least one sensor (5) and fulfillment of the boundary conditions is checked by arranging the current state of the process task and the security level in the multi-layered dynamic surveillance space (7) by the process management unit (1) and sorting the process task into a category depending on the classification.

Method according to Claim 1 , characterized in that the current state of the process task and the security level of the process task are sorted into one of four categories, a first category comprising those tasks where the constraints of the process task common to the robot (4) and the human user (9) is performed, can not or no longer be met again, so that the process management unit (1) stops the process task, a second category includes those tasks in which the constraints of the process task, jointly by the robot (4) and the human user (9) is performed, can not be met at times, but can be met again in a defined period, so that the process management unit (1) temporarily stops the process task, a third category includes those tasks in which the constraint of the process task, shared by the robot (4) and the human is performed for the execution of the process task, but the constraint for its completion is not met, so that the process management unit (1) performs the process task, and a fourth category, which includes those tasks in which the Boundary condition of the process task, which is performed jointly by the robot (4) and the human user (9), for the completion of the process task is fulfilled, so that the process management unit (1) completes the process task and selects a subsequent process task or a selection of process tasks stops.

Method according to Claim 1 or Claim 2 characterized in that a sample task is implemented as picking up an object (8), depositing the object (8), moving the object (8), moving the robot (4), transporting the object (8), holding the object (8) and / or handing over the object (8).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-layer dynamic interception space (7) is generated from at least one three-dimensional geometry component belonging to the robot (4), parts of the robot (4) and / or at least one further object (8) is assigned to the room management unit.

Method according to Claim 4 , characterized in that one of the multi-layered dynamic spatial space (7) occupied by the robot (4) associated three-dimensional geometry component by means of at least one joint angle of a robot joint of the robot (4) of the room management unit (3) is determined.

Method according to one of Claims 4 or 5 , Characterized in that an estimate of a future from the multischichtigen dynamic monitoring space (7) occupied space portion on the basis of the robot (4) associated with the three-dimensional geometry component by means of at least one current joint angle and a current joint angular velocity of a robot wrist of the robot (4) through the area management unit (3 ) is determined.

Method according to one of Claims 4 to 6 , characterized in that an extent and a position of the multi-layer dynamic surveillance space (7) during the execution of the process task by determining the space occupied by the robot (4) three-dimensional geometry component space section of the room management unit (3) is adjusted.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the boundary condition for the execution or the completion of the process task from the state of the process task and / or the security level of the process task are selected.

A robot system for adapting a robotic insert to a working process in which a robot (4) and a human user (9) are jointly involved the robot (4), a process management unit (1) for selecting or stopping a process task to be performed, and judging a current state of the process task to be performed by the robot (4) and the human user (9) and a security level of the process task; a control unit (2) for driving the robot (4) in which pattern tasks that can be performed jointly by the robot (4) and the human user (9) are stored, wherein the control unit (2) selects at least one of Sample tasks as the process task to be performed by the control unit (2) in accordance with the process management unit (1) is set up, a space management unit (3) for adaptively modeling at least one multi-layered dynamic interception space (7) in which at least the robot (4) is located, depending on the process task to be performed based on measurement data of at least one sensor (5) containing the multilevel dynamic interworking space ( 7) defines and monitors, and for defining at least one constraint for the execution and at least one constraint for the completion of the process task, a state evaluation unit (6) for determining a current state of the process task and a current safety level of the process task based on the measurement data of the at least one sensor (5), wherein the process management unit (1) is set up to fulfill the boundary conditions by classifying the current state of the process task and the security level of the process task in the multi-layer dynamic interworking space (7) into a category and depending on the classification of the process task.

Robot system after Claim 9 characterized in that the process management unit (1) is arranged to perform the ranking of the current state of the process task and the security level of the process task in the multi-layer dynamic interworking space (7) into one of four categories, a first category comprising those tasks in which the boundary conditions of the process task, which is performed jointly by the robot (4) and the human user (9), can not or no longer be met again so that the process management unit (1) stops the process task, a second category comprises those tasks, in which the boundary conditions of the process task, which is performed jointly by the robot (4) and the human user (9), can not be met temporarily, but can be met again in a defined period of time, so that the process management unit (1) the process task temporarily stops, a third category includes those tasks in which the constraints of the process task performed jointly by the robot (4) and the human user (9) are met for performing the process task, but the constraint on completion is not met, so that the Process management unit (1) performs the process task, and a fourth category that includes those tasks in which the constraint of the process task performed jointly by the robot (4) and the human user (9) is fulfilled for completing the process task such that the process management unit (1) completes the process task and selects a subsequent process task or stops a selection of process tasks

Robot system after Claim 10 , characterized in that the robot (4) as a mobile robot or as stationary in multi-layer dynamic monitoring space (7) arranged robot is formed.