DE102018125915A1 - Process for securing a work area of a mobile logistics robot using object marker protective fields - Google Patents
Process for securing a work area of a mobile logistics robot using object marker protective fields Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018125915A1 DE102018125915A1 DE102018125915.8A DE102018125915A DE102018125915A1 DE 102018125915 A1 DE102018125915 A1 DE 102018125915A1 DE 102018125915 A DE102018125915 A DE 102018125915A DE 102018125915 A1 DE102018125915 A1 DE 102018125915A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- protective field
- work area
- robot
- protective
- control system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
- B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1615—Programme controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
- B25J9/162—Mobile manipulator, movable base with manipulator arm mounted on it
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
- F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
- F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
- F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
- F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
- F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
- F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
- F16P3/144—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using light grids
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absicherung eines Arbeitsbereichs (B1, B2) eines mobilen Logistik-Roboters in wechselnden Arbeitsumgebungen (A), wobei der Logistik-Roboter von einem Steuerungssystem gesteuert wird, und die aktuelle Arbeitsumgebung (A) mittels eines Sensorsystems erfasst und von einem Sicherheitssystem überwacht wird. Es wird vorgeschlagen, dass das Steuerungssystem einen beabsichtigten Arbeitsbereich (B1, B2) in einer neuen Arbeitsumgebung (A) autonom definiert, und das Sicherheitssystem autonom verifiziert, ob zumindest Teilbereiche des definierten Arbeitsbereichs (B1, B2) frei oder durch mindestens ein Objekt (R) belegt sind, und ein belegter Teilbereich als Objektmarker-Schutzfeld (OS) definiert wird, das vom Sicherheitssystem auf Schutzfeldverletzungen hin überwacht wird, und bei einer Schutzfeldverletzung durch Austritt des Objekts (R) aus dem Objektmarker-Schutzfeld (OS) der Logistik-Roboter automatisch in einen sicheren Zustand versetzt wird.The invention relates to a method for protecting a work area (B1, B2) of a mobile logistics robot in changing work environments (A), the logistics robot being controlled by a control system, and the current work environment (A) being detected by and using a sensor system is monitored by a security system. It is proposed that the control system autonomously define an intended work area (B1, B2) in a new work environment (A), and the security system autonomously verify whether at least partial areas of the defined work area (B1, B2) are free or by at least one object (R ) are occupied, and a occupied sub-area is defined as an object marker protective field (OS) that is monitored by the security system for protective field violations, and in the event of a protective field violation due to the object (R) emerging from the object marker protective field (OS), the logistics robot is automatically put into a safe state.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absicherung eines Arbeitsbereichs eines mobilen Logistik-Roboters in wechselnden Arbeitsumgebungen, wobei der Logistik-Roboter von einem Steuerungssystem gesteuert wird, und die aktuelle Arbeitsumgebung mittels eines Sensorsystems erfasst und von einem Sicherheitssystem überwacht wird.The invention relates to a method for securing a work area of a mobile logistics robot in changing work environments, the logistics robot being controlled by a control system and the current work environment being detected by means of a sensor system and being monitored by a security system.
Roboter kommen vermehrt in der Industrie und in Logistikbetrieben zum Einsatz, um Abläufe in der industriellen Fertigung und bei logistischen Aufgaben, beispielsweise bei der Kommissionierung, zu automatisieren. Meist werden dabei Roboter mit Armmanipulatoren, insbesondere Roboterarmen, eingesetzt. Ein Beispiel hierfür sind so genannte Knickarmroboter.Robots are increasingly used in industry and in logistics companies to automate processes in industrial production and for logistical tasks, such as picking. Usually robots with arm manipulators, in particular robot arms, are used. An example of this are so-called articulated arm robots.
Robotische Anwendungen von Armmanipulatoren werden in heutiger industrieller Automation in der Regel in separierten Arbeitsräumen betrieben, die in der Regel als sensorisch überwachte Sicherheitskäfige ausgebildet sind. Als aktuelle Weiterentwicklung finden sich im Stand der Technik erste kollaborative Roboterkonzepte, bei denen Menschen und Roboter in derselben Arbeitsumgebung arbeiten. Aus Sicherheitsgründen ist bei solchen Roboterkonzepten allerdings die Arbeitsgeschwindigkeit stark eingeschränkt. Die so genannte kollaborative Geschwindigkeit beträgt typischerweise maximal 250mm/s. Außerdem weisen solche Roboterkonzepte aufgrund der Notwendigkeit von sicherheitsrelevanter Kraft- und Momentensensorik sehr hohe Produktkosten auf. Darüber hinaus können häufig nur sehr geringe Nutzlasten (im unteren Kilogramm-Bereich) gehoben werden, so dass sich ein ungünstiges Nutzlast-zu-Eigenlast-Verhältnis einstellt.In today's industrial automation, robotic applications of arm manipulators are usually operated in separate work rooms, which are generally designed as sensor-monitored safety cages. As a current further development, the first collaborative robot concepts in which humans and robots work in the same work environment can be found in the state of the art. For safety reasons, however, the working speed is severely restricted in such robot concepts. The so-called collaborative speed is typically a maximum of 250mm / s. In addition, such robot concepts have very high product costs due to the need for safety-relevant force and moment sensors. In addition, only very low payloads (in the lower kilogram range) can often be lifted, so that an unfavorable payload-to-own-load ratio arises.
Der überwiegende Teil der heutigen robotischen Lösungen lässt sich als stationäre robotische Lösung charakterisieren, da der Roboterarm entweder fest auf dem Boden verankert oder verfahrbar auf einer Linearachse montiert ist. Somit ergibt sich ein räumlich stark eingeschränkter Arbeitsraum, der üblicherweise durch einen Sicherheitszaun abgetrennt ist.The majority of today's robotic solutions can be characterized as a stationary robotic solution, since the robotic arm is either firmly anchored to the floor or is movably mounted on a linear axis. This results in a spatially restricted working space, which is usually separated by a security fence.
Es gibt erste mobile Ansätze mit Roboterarmen auf frei fahrbaren Plattformen. Beispiele hierfür sind flache autonom fahrende Fahrzeuge („automated guided vehicles“, AGVs) oder auch fahrerlose Flurförderzeuge, insbesondere mobile Kommissionierroboter. In der Regel sind diese Lösungen aber nicht im gemischten Betrieb ohne räumliche Separierung von menschlichen Bedienern einsetzbar.There are first mobile approaches with robotic arms on freely mobile platforms. Examples of this are flat autonomous vehicles (AGVs) or driverless industrial trucks, especially mobile order picking robots. As a rule, however, these solutions cannot be used in mixed operation without spatial separation of human operators.
Als Abwandlung von fest installierten Sicherheitszäunen finden sich erste Ansätze von virtuellen Schutzzäunen, bei denen mittels geeigneter Sensoren (z. B. Laserscanner) der freie Bereich um den Roboter herum überwacht wird. Bei Verletzung des durch den virtuellen Schutzzaun festgelegten Schutzfeldes wird der Roboter sicher begrenzt bzw. abgeschaltet.As a modification of permanently installed safety fences, there are first approaches of virtual protective fences, in which the free area around the robot is monitored using suitable sensors (e.g. laser scanners). If the protective field defined by the virtual protective fence is violated, the robot is safely limited or switched off.
Durch die räumliche Separierung von Roboter und Menschen entsteht eine hemmende Barriere für den Einsatz von kollaborativen Bedienkonzepten mit einer Mensch-Roboter-Kollaboration. Ein Mischbetrieb in parallel von Menschen und Robotern genutzten Bereichen ist auch bei mobilen robotischen Einheiten, die beispielsweise auf beweglichen Plattformen montiert sind, häufig nicht möglich. Konzepte mit anwendungsangepassten Kinematiken, bei denen die Gefahrenvermeidung durch die Formgebung des Roboter-Gehäuses realisiert wird, schränken den Gestaltungsspielraum der Kinematik stark ein.The spatial separation of robots and humans creates an inhibiting barrier for the use of collaborative operating concepts with human-robot collaboration. Mixed operation in areas used in parallel by people and robots is often not possible even with mobile robotic units that are mounted on moving platforms, for example. Concepts with application-specific kinematics, in which the avoidance of danger is realized through the shape of the robot housing, severely restrict the scope of the kinematics.
Als Folge dieser Hemmnisse zeigen sich für die bekannten kollaborativen Roboterkonzepte, bedingt durch ihre Charakteristika, nur sehr eingeschränkte Einsatzfelder. Sie erzielen daher bislang nur eine extrem geringe Marktdurchdringung.As a result of these obstacles, the known collaborative robot concepts, due to their characteristics, show only very limited fields of application. So far, they have only achieved extremely low market penetration.
Besonders anspruchsvoll ist die Verwirklichung kollaborativer Konzepte bei Logistik-Robotern, insbesondere autonomen Flurförderzeugen mit Roboterarmen zur Lasthandhabung, z.B. mobilen Kommissionierrobotern, weil sich Logistik-Roboter frei in einem Logistikbereich, z.B. einer Lagerhalle, bewegen sollen. Dabei treffen sie ständig auf völlig neue Arbeitsumgebungen, die abgesichert werden müssen.The implementation of collaborative concepts for logistics robots, in particular autonomous industrial trucks with robot arms for load handling, e.g. mobile order picking robots, because logistics robots can move freely in a logistics area, e.g. a warehouse. In doing so, they constantly encounter completely new working environments that need to be secured.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass ein sicherer Betrieb eines mobilen, frei verfahrbaren Logistik-Roboters auch bei wechselnden Arbeitsumgebungen im Mischbetrieb mit Menschen ermöglicht wird.The present invention is based on the object of designing a method of the type mentioned at the outset in such a way that safe operation of a mobile, freely movable logistics robot is made possible even in changing work environments in mixed operation with people.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Steuerungssystem einen beabsichtigten Arbeitsbereich in einer neuen Arbeitsumgebung autonom definiert, und das Sicherheitssystem autonom verifiziert, ob zumindest Teilbereiche des definierten Arbeitsbereichs frei oder durch mindestens ein Objekt belegt sind, und ein belegter Teilbereich als Objektmarker-Schutzfeld definiert wird, das vom Sicherheitssystem auf Schutzfeldverletzungen hin überwacht wird, und bei einer Schutzfeldverletzung durch Austritt des Objekts aus dem Objektmarker-Schutzfeld der Logistik-Roboter automatisch in einen sicheren Zustand versetzt wird.This object is achieved according to the invention in that the control system autonomously defines an intended work area in a new work environment, and the security system autonomously verifies whether at least partial areas of the defined work area are free or occupied by at least one object, and defines an occupied partial area as an object marker protective field is monitored by the security system for protective field violations, and in the event of a protective field violation due to the object emerging from the object marker protective field, the logistics robot is automatically put into a safe state.
Dabei liegt der Erfindung die Überlegung zugrunde, dass im Anwendungsfeld der Logistik ein mobiler, frei verfahrbarer Roboter in einer Arbeitsumgebung arbeitet, die keine weitgehend freie Beweglichkeit des Logistik-Roboters, insbesondere des Roboterarms, zulässt, sondern aufgrund Belegung durch Objekte auf engstem Raum stark beschränkt ist. Dies gilt beispielsweise bei der Bestückung von Materialregalen mittels mobiler Kommissionierroboter. Das Arbeiten in Ladungshilfseinrichtungen, wie beispielsweise Regalen, kann in der Regel mit heutiger sicherheitsrelevanter Sensorik nicht vollständig abgedeckt werden.The invention is based on the consideration that in the application field of logistics a mobile, freely movable robot works in a work environment that is not largely free Allows mobility of the logistics robot, especially the robot arm, but is very limited due to occupancy by objects in a very small space. This applies, for example, to the loading of material shelves using mobile picking robots. Working in load auxiliary devices, such as shelves, cannot usually be completely covered with today's safety-relevant sensors.
Der Grundgedanke der Erfindung richtet sich darauf, die Ladungshilfseinrichtung als Bestandteil der Arbeitsumgebung mit zu erfassen und die Ladungshilfseinrichtung auf Positionsänderungen hin zu überwachen. Somit werden Gefahren erkannt und können abgewendet werden, die sich aus Ortsverändungen der Ladungshilfseinrichtung, z.B. eines Regals, ergeben. Dieses ist beispielsweise dann der Fall, wenn sich die von dem Logistik-Roboter bewegte Last in der Ladungshilfseinrichtung, beispielsweise einem Regal, verklemmt und hierdurch die Ladungshilfseinrichtung von dem Logistik-Roboter verschoben wird.The basic idea of the invention is aimed at also detecting the load support device as part of the working environment and monitoring the load support device for changes in position. Thus, dangers are recognized and can be averted, which result from changes in the location of the load support device, e.g. of a shelf. This is the case, for example, when the load moved by the logistics robot is jammed in the load support device, for example a shelf, and the load support device is thereby moved by the logistics robot.
Dabei wird insbesondere über ein nicht-sicheres Steuerungssystem die Arbeitsumgebung erkannt und durch das Sicherheitssystem verifiziert.The working environment is recognized in particular via a non-safe control system and verified by the safety system.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein nicht vom Objekt belegter Teilbereich des beabsichtigten Arbeitsbereichs als freies Schutzfeld definiert wird und vom Sicherheitssystem überwacht wird, und bei einer Schutzfeldverletzung durch Eintritt des Objekts in das freie Schutzfeld der Logistik-Roboter automatisch in einen sicheren Zustand versetzt wird.A preferred embodiment of the invention provides that a subarea of the intended work area not occupied by the object is defined as a free protective field and is monitored by the security system, and the logistics robot is automatically in a safe state in the event of a protective field violation due to the object entering the free protective field is transferred.
Die als frei erkannten Teilbereiche werden also wie klassische Schutzfelder auf Nicht-Okkupierung überwacht. Der durch das Objekt, beispielsweise ein Regal, belegte Teilbereich wird durch ein weiteres Schutzfeld erfasst, das als Objektmarker-Schutzfeld definiert ist. Im Gegensatz zu den freien Schutzfeldern ist dieses Objektmarker-Schutzfeld allerdings okkupiert.The sub-areas recognized as free are therefore monitored like classic protective fields for non-occupation. The partial area occupied by the object, for example a shelf, is detected by a further protective field, which is defined as an object marker protective field. In contrast to the free protective fields, this object marker protective field is occupied.
Das Überwachungskriterium des Sicherheitssystems wird in einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung in der Art erweitert, dass alle freien Schutzfelder frei (also nicht-okkupiert) sein müssen und alle Objektmarker-Schutzfelder belegt (also okkupiert) sein müssen.In a particularly preferred development of the invention, the monitoring criterion of the security system is expanded in such a way that all free protective fields must be free (that is, not occupied) and all object marker protective fields must be occupied (that is, occupied).
Bei einer Lageveränderung des in dem Objektmarker-Schutzfeld befindlichen Objekts, beispielsweise eines Rollregals, wird dieses in ein freies Schutzfeld verschoben und löst durch diese Okkupierung des freien Schutzfelds eine Schutzfeldverletzung aus. Gleichzeitig wird das Objekt aus dem Objektmarker-Schutzfeld verschoben und löst somit durch Nicht-Okkupierung des Objektmarker-Schutzfelds eine Schutzfeldverletzung aus. Die Verschiebung des Objekts wird somit in einer der beiden Weisen erkannt.If the position of the object located in the object marker protective field, for example a roller shelf, changes, this is moved into a free protective field and triggers a protective field violation by this occupation of the free protective field. At the same time, the object is moved out of the object marker protective field and thus triggers a protective field violation if the object marker protective field is not occupied. The displacement of the object is thus recognized in one of the two ways.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuerungssystem die neue Arbeitsumgebung mittels des sensorischen Systems scannt und den beabsichtigten Arbeitsbereich anhand der Sensordaten autonom definiert und eine mathematische Beschreibung des definierten Arbeitsbereichs an das Sicherheitssystem übergibt.In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the control system scans the new working environment by means of the sensor system and autonomously defines the intended working area on the basis of the sensor data and transfers a mathematical description of the defined working area to the safety system.
Denkbar ist auch, dass dem Steuerungssystem die Definition des Arbeitsbereichs durch ein übergeordnetes Logistik-Management-System vorgegeben wird und der Arbeitsbereich durch das robotereigene Sicherheitssystem überwacht wird.It is also conceivable that the control system is given the definition of the work area by a higher-level logistics management system and the work area is monitored by the robot's own security system.
Von Vorteil ist in beiden Fällen, dass das elektronische Steuerungssystem des Logistik-Roboters selbst nicht sicher zu sein braucht. Es kann also beispielsweise eine herkömmliche Roboterarm-Steuerung verwendet werden. Die Absicherung erfolgt über das Sicherheitssystem, das als eigenes elektronisches Sicherheits-Steuerungssystem ausgelegt sein kann.In both cases, it is advantageous that the electronic control system of the logistics robot itself does not have to be safe. For example, a conventional robot arm control can be used. Security is provided by the security system, which can be designed as a separate electronic security control system.
Zweckmäßigerweise scannt also das nicht sichere Steuerungssystem mit Hilfe von Sensoren des Sensorsystems die Arbeitsumgebung und definiert den beabsichtigen, sicheren Arbeitsbereich. Dabei kann als Sensor insbesondere ein Laserscanner verwendet werden. Anschließend übergibt das nicht sichere Steuerungssystem den beabsichtigten sicheren Arbeitsbereich als mathematische Beschreibung (vorzugsweise als Polygon) an das Sicherheitssystem, das diese Definition für seine, vorzugsweise als Scanner ausgebildeten, Sicherheitssensoren übernimmt. Dabei kann es sich auch um dieselben Sensoren des Sensorsystems handeln wie beim Scannen der Arbeitsumgebung durch das nicht sichere Steuerungssystem. Das Sicherheitssystem bestätigt, dass das Schutzfeld im Falle eines Objektmarker-Schutzfelds belegt (also okkupiert) ist.The non-safe control system expediently scans the working environment with the aid of sensors of the sensor system and defines the intended, safe working area. In particular, a laser scanner can be used as the sensor. The non-safe control system then passes the intended safe work area as a mathematical description (preferably as a polygon) to the safety system, which takes over this definition for its safety sensors, which are preferably designed as scanners. It can also be the same sensors of the sensor system as when the working environment is scanned by the non-safe control system. The security system confirms that the protective field is occupied (i.e. occupied) in the case of an object marker protective field.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass das Steuerungssystem aus einem vordefinierten Satz von Schutzfeldern das Schutzfeld auswählt, das den beabsichtigten Arbeitsbereich abdeckt.A variant of the invention provides that the control system selects the protective field from a predefined set of protective fields that covers the intended work area.
Auch hier scannt das nicht sichere Steuerungssystem mit Hilfe von Sensoren die Arbeitsumgebung und wählt aus dem vordefinierten Satz von Schutzfeldern das Schutzfeld aus, das den beabsichtigten, sicheren Arbeitsbereich abdeckt und die erkannte Kontur des beabsichtigen, sicheren Arbeitsbereichsbereich in geeigneter Weise erfüllt. Anschließend übergibt das nicht sichere Steuerungssystem den beabsichtigten sicheren Arbeitsbereich an das Sicherheitssystem, das diese Definition für seine, vorzugsweise als Scanner ausgebildeten, Sicherheitssensoren übernimmt. Dabei kann es sich auch um dieselben Sensoren handeln wie beim Scannen der Arbeitsumgebung durch das nicht sichere Steuerungssystem. Das Sicherheitssystem bestätigt, dass das Schutzfeld im Falle eines Objektmarker-Schutzfelds belegt (also okkupiert) ist.Here, too, the non-safe control system uses sensors to scan the working environment and select the protective field from the predefined set of protective fields that covers the intended, safe working area and suitably fulfills the recognized contour of the intended, safe working area. The non-safe control system then transfers the intended safe working area to the safety system, which takes over this definition for its safety sensors, which are preferably designed as scanners. These can also be the same sensors as when the working environment is scanned by the non-safe control system. The security system confirms that the protective field is occupied (i.e. occupied) in the case of an object marker protective field.
Auch hierfür kann ein nicht sicheres Steuerungssystem verwendet werden. Das nicht sichere Steuerungssystem wählt aus einem vordefinierten Satz an Schutzfeldern das Schutzfeld aus, das die erkannte Kontur des beabsichtigten Arbeitsbereichs in geeigneter Weise erfüllt. Die Kontur der Schutzfelder kann hierbei beliebig sein. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann insbesondere von rechteckigen Schutzfeldern ausgegangen werden.A non-safe control system can also be used for this. The non-safe control system selects the protective field from a predefined set of protective fields which suitably fulfills the recognized contour of the intended work area. The contour of the protective fields can be any. Rectangular protective fields can be assumed without restricting the generality.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein zusammenhängendes, lückenfreies Schutzfeld erstellt und verifiziert werden, welches sich mittels eines Kurvenzugs begrenzen lässt (der vorzugsweise durch ein Polygon vorgegeben ist). In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Schutzfelder kombiniert. Dadurch entsteht ein nicht-zusammenhängendes Schutzfeld, das somit auch Lücken aufweisen kann.With the method according to the invention, a coherent, gap-free protective field can be created and verified, which can be limited by means of a curve (which is preferably predetermined by a polygon). In a further embodiment of the invention, several protective fields are combined. This creates a non-contiguous protective field, which can therefore also have gaps.
Ein bevorzugter Anwendungsfall der Erfindung sieht vor, dass als Logistik-Roboter ein mobiles, frei verfahrbares robotisches Fahrzeug, insbesondere ein autonomes Flurförderzeug, mit mindestens einem Roboterarm zur Lasthandhabung in einer wechselnden Arbeitsumgebung verwendet wird.A preferred application of the invention provides that a mobile, freely movable robotic vehicle, in particular an autonomous industrial truck, with at least one robot arm is used as a logistics robot for load handling in a changing working environment.
Besonders bevorzugt wird als Logistik-Roboter ein mobiler Kommissionierroboter verwendet.A mobile picking robot is particularly preferably used as the logistics robot.
Die Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen:The invention offers a number of advantages:
Es können Arbeitsfelder ohne feste Schutzfeldabtrennung erschlossen werden. Außerdem kann die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht werden, da der Roboter mit „nichtkollaborativer“ Geschwindigkeit bewegt werden kann. Darüber hinaus können erhöhte Nutzlasten gehandhabt werden, da keine permanente Kraft- und Momentenüberwachung des Roboters notwendig ist und somit größere Nutzlasten mit erhöhter Geschwindigkeit bewegt werden können, die oberhalb der Überwachungsgrenzen liegen. Auch die Kosten für die Sensorik können reduziert werden, da keine Kollisionsüberwachung durch robotermontierte Sensorik notwendig ist. Schließlich können ebenso die Kosten für den Roboterarm verringert werden, da Standard-Industrieroboter anstelle kostenintensiver kollaborativer Roboter eingesetzt werden können. Es wird eine Lasthandhabung in „nicht-freie“ Bereiche, beispielsweise Ladungshilfseinrichtungen, ermöglicht, beispielsweise ortsfeste Regale ohne Bodenverankerung, mobile Bereitstellungssysteme wie Sequenzwagen, ortsveränderliche Regale, wie Rollregale oder Rollwagen.Working areas can be developed without a fixed protective field partition. In addition, the working speed can be increased because the robot can be moved at "non-collaborative" speed. In addition, increased payloads can be handled, since no permanent force and torque monitoring of the robot is necessary and thus larger payloads can be moved at increased speed, which are above the monitoring limits. The costs for the sensors can also be reduced, since no collision monitoring by robot-mounted sensors is necessary. Finally, the cost of the robot arm can also be reduced, since standard industrial robots can be used instead of costly collaborative robots. Load handling in "non-free" areas, such as load support devices, is made possible, for example, fixed shelves without floor anchoring, mobile provision systems such as sequence trolleys, portable shelves such as rolling shelves or trolleys.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen
-
1 eine Kombination aus einem freien Schutzfeld und Objektmarker-Schutzfeldern, und -
2 die Objektmarker-Schutzfelder im Detail.
-
1 a combination of a free protective field and object marker protective fields, and -
2nd the object marker protection fields in detail.
In
Außerdem definiert das Steuerungssystem einen Arbeitsbereich
Es wird somit ein kombiniertes Schutzfeld erzeugt, das aus freien Schutzfeldern
Das Überwachungskriterium des Sicherheitssystems sieht vor, dass alle freien Schutzfelder
Bei einer Lageveränderung des Objekts
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018007723 | 2018-09-28 | ||
DE102018007723.4 | 2018-09-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018125915A1 true DE102018125915A1 (en) | 2020-04-02 |
Family
ID=69781065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018125915.8A Pending DE102018125915A1 (en) | 2018-09-28 | 2018-10-18 | Process for securing a work area of a mobile logistics robot using object marker protective fields |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018125915A1 (en) |
-
2018
- 2018-10-18 DE DE102018125915.8A patent/DE102018125915A1/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10361132B4 (en) | Method for monitoring the movement of a moving in several degrees of freedom moving danger object of a handling device, such as handling mass and / or movable mass | |
DE102016006253B4 (en) | Robot system for monitoring the contact force between robots and humans | |
WO2020064490A1 (en) | Method for safeguarding the work area of a mobile logistics robot using adaptive protection zones | |
AT522418B1 (en) | Manufacturing device and conveyor | |
DE102019001125B4 (en) | Conveyor system for load carriers with integrated collision detection | |
DE102016222245A1 (en) | Device and method for acting on objects | |
EP3395513A1 (en) | Collaborative robot system | |
EP2625008B1 (en) | Control of a robot | |
EP4140923A1 (en) | Dynamically controlled cargo loading system for aircraft | |
EP3628455B1 (en) | Method for securing a mobile logistics robot by comparison with a reference scenario | |
DE102008008922A1 (en) | Ground conveyor has vehicle longitudinal direction extending wheel arm, which is arranged at loading pulley, where environment sensor is arranged in range of wheel arm | |
DE102018125915A1 (en) | Process for securing a work area of a mobile logistics robot using object marker protective fields | |
DE102015220493A1 (en) | Verification of a position of a manipulator system | |
EP3924291B1 (en) | Conveyor device for load carrier | |
DE102012206633A1 (en) | Electronic fall protection for autonomous shuttle with position measurement and orientation | |
DE102018125913A1 (en) | Method for securing a work area of a mobile logistics robot by means of marker verification | |
EP4150423B1 (en) | Adaptation of fail-safe monitoring in an industrial automation system | |
DE102018125934A1 (en) | Procedure for securing a mobile logistics robot by comparing scenarios with a reference scenario | |
EP3244981B1 (en) | Amusement ride having a robot assembly | |
DE102017220587B4 (en) | Concept for moving a motor vehicle within a parking lot | |
EP3894349A1 (en) | Container-loading system and method for monitoring operation therein | |
DE102020129076A1 (en) | Circulating conveyor system with monitoring unit | |
DE102015210757A1 (en) | logistics system | |
DE102021127337A1 (en) | System and method for three-dimensional validation of a load handling environment of load handling kinematics in a changing work environment | |
EP4186848B1 (en) | Trajectory planning with flexible obstacle planning functionality |