DE102019107345A1

DE102019107345A1 - Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen kooperativen Roboter

Info

Publication number: DE102019107345A1
Application number: DE102019107345.6A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Naitou
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2039-03-23
Also published as: JP2019171538A; DE102019107345B4; JP6737827B2; US20190302741A1; US11194316B2; CN110315558B; CN110315558A

Abstract

Es handelt sich um eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für einen Roboter, wodurch verhindert wird, dass eine Person zwischen einem durch eine Fördereinrichtung transportierten Werkstück und einem kooperativen Roboter eingeklemmt wird. Die Robotersteuervorrichtung ist so ausgeführt, dass sie einen Roboter, der eine Tätigkeit an einem Werkstück, das durch eine sich in eine Transportrichtung bewegende Transporteinheit transportiert wird, vornimmt und an einer von der Transporteinheit verschiedenen Stelle eingerichtet ist, steuert, und umfasst eine Empfangseinheit, die ein Signal mit dem Inhalt, dass eine Anomalie des Roboters oder ein Kontakt mit dem Roboter erfasst wurde, empfängt; und eine Betriebssteuereinheit, die den Betrieb des Roboters nach dem Empfang des Signals durch die Empfangseinheit so steuert, dass ein Mindestabstand zwischen einem beweglichen Abschnitt (34) des Roboters und dem Werkstück wenigstens einen vorab festgelegten Sicherheitsabstand beträgt.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Robotersteuervorrichtung und ein Robotersteuerverfahren zur Steuerung eines kooperativen Roboters.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine Technik zur Vornahme einer Tätigkeit des Anbringens von Komponenten unter Verwendung eines Roboters an einem Arbeitsobjekt wie etwa dem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs, das durch eine Transportvorrichtung wie etwa eine Fördereinrichtung transportiert wird, ist bekannt (siehe zum Beispiel die Patentoffenlegungsschrift 2013-169616).
Außerdem ist eine Technik zur Verhinderung einer Beschädigung eines Roboters oder eines Werkstücks in Verbindung mit einem Anhalten oder einem plötzlichen Start einer Transportvorrichtung bekannt (siehe zum Beispiel die Patentoffenlegungsschrift 2014-140944 und die Patentoffenlegungsschrift 2009-202281), und ferner ist auch eine Technik, die bei Wirken einer zufälligen externen Kraft auf eine Komponente für ein Fahrzeug oder eine Haltespannvorrichtung eine Beschädigung der Komponente oder eine Verletzung eines Arbeiters verhindert, allgemein bekannt (siehe zum Beispiel die Patentoffenlegungsschrift 2004-203312).
Tätigkeiten wie das Anbringen von Komponenten an Werkstücken, die von einer Fördereinrichtung antransportiert werden, werden gegenwärtig fast zur Gänze durch Personen (Arbeiter) vorgenommen, und es ist eine Automatisierung durch Roboter erwünscht. Doch da eine Vornahme aller Tätigkeiten durch Roboter sowohl technisch als auch von den Kosten her nicht realistisch ist, wird die Übernahme eines Teils der Tätigkeiten, die durch Personen vorgenommen wurden, durch Roboter vorangetrieben. Da sich in diesem Fall Personen und Roboter gemeinsam in dem Arbeitsbereich befinden, werden für diese Roboter zur Gewährleistung der Sicherheit der Personen kooperative Roboter, die anhalten, wenn sie mit einer Person in Kontakt gelangen, verwendet.
Wenn ein Arbeiter mit einem solchen kooperativen Roboter in Kontakt gelangt, während der Roboter eine Tätigkeit an einem Werkstück, das durch eine Fördereinrichtung bewegt wird, vornimmt, hält der Roboter zur Sicherheit an, oder nimmt er eine Ausweichtätigkeit an eine bestimmte Position vor. Doch wenn die Fördereinrichtung dabei weiterläuft, stößt das Werkstück mit dem stillstehenden Roboter zusammen und besteht die Gefahr einer Beschädigung des Werkstücks oder des Roboters. Und durch die Ausweichtätigkeit des Roboters wird der Abstand zwischen dem Roboter und dem Werkstück gering und besteht die Gefahr, dass ein Arbeiter, der zwischen dem Werkstück und dem Roboter eingeklemmt wird, verletzt wird.
Offenbarung der Erfindung
Eine Form der vorliegenden Erfindung ist eine Robotersteuervorrichtung, die einen Roboter, der eine Tätigkeit an einem Werkstück, das durch eine sich in eine bestimmte Transportrichtung bewegende Transporteinheit transportiert wird, vornimmt und an einer von der Transporteinheit verschiedenen Stelle eingerichtet ist, steuert, und eine Empfangseinheit, die ein Signal mit dem Inhalt, dass eine Anomalie des Roboters oder ein Kontakt mit dem Roboter erfasst wurde, empfängt; und eine Betriebssteuereinheit, die den Betrieb des Roboters nach dem Empfang des Signals durch die Empfangseinheit so steuert, dass ein Mindestabstand zwischen einem beweglichen Abschnitt des Roboters und dem Werkstück wenigstens einen vorab festgelegten Sicherheitsabstand beträgt, umfasst.
Eine andere Form der vorliegenden Erfindung ein Robotersteuerverfahren, das einen Roboter, der eine Tätigkeit an einem Werkstück, das durch eine sich in eine bestimmte Transportrichtung bewegende Transporteinheit transportiert wird, vornimmt und an einer von der Transporteinheit verschiedenen Stelle eingerichtet ist, steuert, und das Empfangen eines Signals mit dem Inhalt, dass eine Anomalie des Roboters oder ein Kontakt mit dem Roboter erfasst wurde; und das derartige Steuern des Betriebs des Roboters nach dem Empfang des Signals, dass ein Mindestabstand zwischen einem beweglichen Abschnitt des Roboters und dem Werkstück wenigstens einen vorab festgelegten Sicherheitsabstand beträgt, umfasst.
Figurenliste
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachstehende Erklärung einer Ausführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen klarer werden. In den beiliegenden Zeichnungen

zeigt 1 ein Aufbaubeispiel eines kooperativen Robotersystems;
zeigt 2 ein Beispiel für die Verwendung einer Kamera als Positionsdetektionseinheit;
zeigt 3 ein Beispiel für die Verwendung eines Bereichssensors als Positionsdetektionseinheit;
zeigt 4 ein Beispiel für die Verwendung eines dreidimensionalen Sensors als Positionsdetektionseinheit;
zeigt 5a beispielhaft einen Fall, in dem der Roboter in der Transportrichtung vor dem Werkstück positioniert ist;
zeigt 5b ein Beispiel für den Betrieb des Roboters, wenn aus dem Zustand von 5a eine Anomalie oder ein Kontakt in Bezug auf den Roboter erfasst wurde;
zeigt 6a beispielhaft einen Fall, in dem der Roboter in der Transportrichtung hinter dem Werkstück positioniert ist;
zeigt 6b ein Beispiel für den Betrieb des Roboters, wenn aus dem Zustand von 6a eine Anomalie oder ein Kontakt in Bezug auf den Roboter erfasst wurde;
zeigt 7a beispielhaft einen Fall, in dem der Roboter in der Transportrichtung zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende des Werkstücks positioniert ist; und
zeigt 7b ein Beispiel für den Betrieb des Roboters, wenn aus dem Zustand von 7a eine Anomalie oder ein Kontakt in Bezug auf den Roboter erfasst wurde.

Ausführliche Erklärung
1 zeigt ein schematisches Aufbaubeispiel eines kooperativen Robotersystems, das eine Robotersteuervorrichtung nach einer idealen Ausführungsform umfasst. Das kooperative Robotersystem 10 weist eine Robotersteuervorrichtung 12, einen durch die Robotersteuervorrichtung 12 gesteuerten kooperativen Roboter (nachstehend einfach als Roboter bezeichnet) 14, und eine Transportvorrichtung (Fördereinrichtung) 18, die ein Werkstück (bei dem dargestellten Beispiel den Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs) 16 als Objekt für die Tätigkeit des Roboters 14 transportiert, auf, und der Roboter 14 ist so ausgeführt, dass er an dem Fahrzeugaufbau 16 eine bestimmte Tätigkeit vornehmen kann. Außerdem kann bei dem kooperativen Robotersystem 10 auch eine Person (ein Arbeiter) 19 eine bestimmte Tätigkeit wie etwa das Anbringen oder Montieren einer Komponente an dem Werkstück 16 vornehmen, und verfügen der Arbeiter 19 und der Roboter 14 über einen gemeinsamen Arbeitsbereich. Folglich kommt es vor, dass der Arbeiter 19 unbeabsichtigt mit dem Roboter 14 in Kontakt gelangt.
Die Fördereinrichtung 18 wie etwa ein Bandförderer, ein Gleitförderer oder ein Hängeförderer ist verschiedenartig aufgebaut, so dass sie ein bestimmtes Werkstück 16 transportieren kann, und weist eine Transporteinheit 22, die so ausgeführt ist, dass sie das Werkstück 16 hält und in eine bestimmte Transportrichtung (bei dem dargestellten Beispiel wie durch den Pfeil 20 angegeben von links nach rechts) bewegen kann, und eine Positionsdetektionseinheit 24, die so ausgeführt ist, dass sie die Position der Transporteinheit 22 (des Werkstücks 16) detektiert und das Detektionsergebnis an die Robotersteuervorrichtung 12 senden kann, auf. Die Positionsdetektionseinheit 24 verfügt zum Beispiel über einen Codierer 26, der an der Fördereinrichtung 18 ausgebildet ist (noch konkreter, an dem Motor, der die Transporteinheit 22 antreibt, oder dergleichen angebracht ist), und einen Infrarotsensor 30, der das Passieren einer bestimmten Position in der Transportrichtung (durch die gestrichelte Linie 28 gezeigt) durch das Werkstück detektiert.
Bei dem kooperativen Robotersystem 10 können die Position der Transporteinheit 22 (des Werkstücks 16) in Bezug auf den Roboter 14, die Geschwindigkeit der Transporteinheit 22 und die Trägheitsbewegungsdistanz (später beschrieben) der Transporteinheit 22, und dergleichen in Echtzeit ermittelt werden, indem der Wert des Codierers 26, wenn das Werkstück 16 die Position 28 passiert hat, gespeichert wird und Werte (Ausgänge) des Codierers 26 danach in bestimmten Zeitintervallen erlangt werden. Oder es ist wie in 2 gezeigt auch möglich, über der Fördereinrichtung 18 oder seitlich davon einen zweidimensionalen Sensor 25 wie etwa eine Kamera oder dergleichen als Positionsdetektionseinheit 24 auszubilden, wobei in diesem Fall die relative Positionsbeziehung des Werkstücks 16 und des Roboters 14 auf Basis des Ergebnisses der Verarbeitung von in bestimmten Zeitintervallen erlangten Kamerabildern in bestimmten Zeitabständen ermittelt werden kann. Als weitere Beispiele für die Positionsdetektionseinheit 24 sind auch wie in 3 gezeigt ein seitlich von der Fördereinrichtung 18 ausgebildeter Bereichssensor 27 oder wie in 4 gezeigt ein an einem beweglichen Abschnitt des Roboters 14 angebrachter dreidimensionaler Sensor 29 verwendbar.
Oder es ist auch möglich, die Positionsbeziehung des Roboters 14 und des Werkstücks 16 in einem Speicher oder dergleichen zu speichern, wenn eine Lehrtätigkeit im Zusammenhang mit der Arbeit (einer Abfolge von Tätigkeiten) des Roboters 14 an dem Werkstück vorgenommen wird, und durch die Robotersteuervorrichtung 12 zu bestimmen, ob die Positionsbeziehung, wenn der Anhaltebetrieb durch die Fördereinrichtung 18 begonnen wurde, einem später beschriebenen ersten Zustand und zweiten Zustand entspricht, wobei in diesem Fall das Element (der Prozessor), das diese Bestimmung vornimmt, der Positionsdetektionseinheit entspricht.
Der Roboter 14 ist zum Beispiel ein sechsachsiger Knickarm-Industrieroboter, der einen Basisabschnitt 32, der an einer von der Transporteinheit 22 der Fördereinrichtung 18 verschiedenen Stelle (zum Beispiel am Boden in der Nähe der Fördereinrichtung 18) eingerichtet ist, einen beweglichen Abschnitt 34 wie etwa einen Roboterarm, der in Bezug auf den Basisabschnitt 32 beweglich angebracht ist, und einen Endeffektor 36 wie etwa eine Roboterhand, der an einem Spitzenende des Roboterarms 34 angebracht ist, aufweist und so ausgeführt ist, dass er auf Basis von Befehlen von der Robotersteuervorrichtung 12 bestimmte Tätigkeiten wie etwa eine Tätigkeit des Anbringens einer Komponente (nicht dargestellt) an dem Werkstück 16 oder eine Tätigkeit des Bearbeitens eines Teil des Werkstücks 16 vornimmt.
Die Robotersteuervorrichtung 12 umfasst eine Empfangseinheit 38, die ein Signal mit dem Inhalt, dass eine Anomalie des Roboters 14 oder ein Kontakt mit dem Roboter 14 erfasst wurde, empfängt, und eine Betriebssteuereinheit 40, die den Betrieb des Roboters 14 nach dem Empfang des Signals durch die Empfangseinheit 38 so steuert, dass ein Mindestabstand zwischen dem beweglichen Abschnitt des Roboters 14 und dem Werkstück 16 wenigstens einen vorab festgelegten Sicherheitsabstand beträgt.
Hier bedeutet eine „Anomalie“ des Roboters 14 zum Beispiel einen Umstand, der ein sofortiges Anhalten oder einen Ausweichbetrieb oder dergleichen des Roboters erfordert, das heißt, einen Umstand, bei dem es nötig ist, den normalen Betrieb zu unterbrechen/abzubrechen, was zum Beispiel einem Versuch des Roboterarms 34, sich schneller als mit einer auf Basis seiner Spezifikationen usw. festgelegten oberen Grenzgeschwindigkeit zu bewegen, oder einem Versuch des Roboterarms 34, eine Singularität zu passieren, entspricht. Da das Unterweisen des Roboters 14 normalerweise vorgenommen wird, während sich die Fördereinrichtung 18 in einem angehaltenen Zustand befindet, kann es bei einem Bewegen des Roboters gemäß der Unterweisung, während die Fördereinrichtung 18 in Betrieb steht, dazu kommen, dass ein Befehl erzeugt wird, bei dem die obere Grenzgeschwindigkeit des Roboterarms 34 überschritten wird. Und wenn die Unterweisung unpassend ist, kann es vorkommen, dass ein repräsentativer Punkt des Roboters 14 (ein Spitzenendpunkt eines Werkzeugs oder dergleichen) eine Singularität passiert. Eine solche „Anomalie“ kann durch Codierer 43 (1), die an den einzelnen Achsen des Roboters 14 ausgebildet sind, oder dergleichen erfasst werden, und wenn ein Codierer 43 eine solche Anomalie erfasst, kann er sofort ein Signal, das diese Anomalie anzeigt, an die Empfangseinheit 38 senden/ausgeben.
Ein „Kontakt“ mit dem Roboter 14 bedeutet, dass eine Person oder ein Werkstück oder dergleichen (in vielen Fällen unbeabsichtigt) mit dem Roboter 14 in Kontakt gelangt, wobei der Kontakt mit dem Roboter 14 zum Beispiel unter Verwendung eines an der Oberfläche des Roboters 14 ausgebildeten Kontaktsensors, eines an jeder Achse des Roboters 14 ausgebildeten Drehmomentsensors oder eines unter dem Basisabschnitt 32 ausgebildeten Sechs-Achsen-Kraftsensors 44 ( 1), oder dergleichen erfasst werden kann. Wenn der oben beschriebene Sensor einen Kontakt mit dem Roboter 14 erfasst, kann sofort ein Signal, das diesen Kontakt anzeigt, an die Empfangseinheit 38 ausgegeben/gesendet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sendet eine Sendeeinheit (die bei der vorliegenden Ausführungsform dem Codierer 43, dem Kontaktsensor, dem Drehmomentsensor oder dem Kraftsensor 44 entspricht) ein Signal mit dem Inhalt, dass eine Anomalie oder ein Kontakt in Bezug auf den Roboter 14 erfasst wurde, doch braucht die Fördereinrichtung 18 bei Erhalt dieses Signals durch die Empfangseinheit 38 nicht angehalten zu werden; falls die Anomalie in Bezug auf den Roboter 14 beseitigt wurde, kann der Roboter 14 in den normalen Betrieb zurückgebracht werden. Durch eine solche Verarbeitung kann die Produktionseffizienz als Robotersystem erhöht werden, und sie ist besonders nützlich, wenn mehrere Roboter vorhanden sind oder der Roboter, bei dem die Anomalie aufgetreten ist, innerhalb einer kurzen Zeit wiederhergestellt werden kann. Doch die Robotersteuervorrichtung 12 kann beliebig auch eine Transportanhaltebefehlseinheit 42 umfassen, die ein Transportanhaltesignal zum Anhalten der Fördereinrichtung 18 (der Transporteinheit 22) ausgibt, wenn die Empfangseinheit 38 ein Signal mit dem Inhalt, dass eine Anomalie oder ein Kontakt in Bezug auf den Roboter 14 erfasst wurde, empfängt.
Außerdem kann die Robotersteuervorrichtung 12 auch mit einer passenden Eingabeeinheit (nicht dargestellt) wie etwa einer Tastatur, einem Touchpanel oder dergleichen versehen sein, damit der Arbeiter 19 verschiedene Einstellungen vornehmen kann. Die Aufbauelemente der Robotersteuervorrichtung 12 wie die Empfangseinheit 38, die Betriebssteuereinheit 40 und die Transportanhaltebefehlseinheit 42 usw. sind auch als Software, um einen Prozessor wie etwa die CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) einer elektronischen Rechenmaschine entsprechend arbeiten zu lassen, ausführbar. Oder sie können auch als Hardware wie etwa ein Prozessor und ein Speicher, die wenigstens einen Teil der Verarbeitung der betreffenden Software ausführen können, ausgebildet werden.
Der Transportanhaltebefehl wird zum Beispiel an eine Fördereinrichtungssteuervorrichtung 46, die die Fördereinrichtung 18 steuert, gesendet, und die Fördereinrichtungssteuervorrichtung 46 weist zum Beispiel eine Rechenverarbeitungsvorrichtung (einen Prozessor) und eine Speichervorrichtung (einen Speicher) auf und führt auf Basis des Transportanhaltebefehls den Anhaltebetrieb der Transporteinheit 22 aus. Doch das Anhalten der Transporteinheit 22 ist nicht auf das Erfassen eines Kontakts mit dem Roboter beschränkt, der Anhaltebetrieb der Transporteinheit 22 kann zum Beispiel auch dann begonnen werden, wenn bei der Fördereinrichtung 18 oder dem Roboter 14 irgendeine Anomalie aufgetreten ist und die Transporteinheit 22 zwecks Gewährleistung der Sicherheit rasch angehalten werden soll. Die (Funktion der) Fördereinrichtungssteuervorrichtung 46 kann auch in die Robotersteuervorrichtung 12 aufgenommen werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 5a bis 7b die Betriebssteuerung des Roboters 14 nach dem Empfang des oben beschriebenen Signals bezüglich der Anomalie oder des Kontakts durch die Empfangseinheit 38 erklärt. Wenn die Empfangseinheit 38 ein Signal von dem Codierer 43 oder dem Sensor 44 oder dergleichen empfangen hat, steuert die Betriebssteuereinheit 40 der Robotersteuervorrichtung 12 den Betrieb des Roboters 14 so, dass sich der Roboterarm 34 in Bezug auf das Werkstück 16 um wenigstens einen vorab festgelegten Sicherheitsabstand entfernt. Hier ist der „Sicherheitsabstand“ ein Abstand, bei dem der Arbeiter 19 nicht verletzt wird, falls er zwischen dem Roboterarm 34 und dem Werkstück 16 eingeklemmt wird (das heißt, bei dem die Sicherheit einer Person gewährleistet wird), und wird er zum Beispiel auf 500 mm bis 1 m festgelegt.
5a zeigt ein Beispiel für die Betriebsrichtung des Roboterarms 34. Bei dem Beispiel von 5a ist der Roboterarm 34 zur Zeit der Erfassung einer Anomalie oder eines Kontakts mit dem Roboter (zur Zeit des Empfangs des Signals) in der Transportrichtung 20 vor dem Werkstück 16 positioniert und bewegt er sich nach dem Signalempfang in die gleiche Richtung wie die Transportrichtung 20 der Fördereinrichtung 18, aber mit einer höheren Geschwindigkeit als die Fördereinrichtung 18. Folglich wird wie in 5b gezeigt zwischen dem beweglichen Abschnitt (dem Roboterarm 34 oder dem Endeffektor 36) des Roboters und dem Werkstück 16 wenigstens der Sicherheitsabstand D sichergestellt und kann die Sicherheit einer Person gewährleistet werden. Die Fördereinrichtung 18 (der Transportabschnitt 22) kann ihre (seine) Bewegung nach der Erfassung der Anomalie oder des Kontakts mit dem Roboter 14 auch fortsetzen, wobei der Roboter 14 in diesem Fall so gesteuert wird, dass der Mindestabstand zwischen dem beweglichen Abschnitt des Roboters und dem Werkstück 16 wenigstens den Sicherheitsabstand D beträgt.
Bei der vorliegenden Offenbarung bedeutet ein Zustand, in dem „der bewegliche Abschnitt des Roboters in der Transporrichtung vor dem Werkstück positioniert ist“, dass sich das Werkstück in der Transportrichtung nicht an der Seite vor der Position des beweglichen Abschnitts des Roboters (zum Beispiel eines repräsentativen Punkts des Spitzenendpunkts eines Werkzeugs oder dergleichen) befindet und der Mindestabstand zu dem Werkstück bei einer Bewegung des beweglichen Abschnitts in die Transportrichtung weiter wird. Beispielsweise entspricht der in 5a gezeigte Zustand diesem Zustand, doch entspricht daneben auch ein Fall, in dem der bewegliche Abschnitt 34 (der Endeffektor 36) weiter als ein in der Transportrichtung 20 vorderes Ende 50 des Werkstücks 16 in der Transportrichtung vorne positioniert ist, diesem Zustand.
6a zeigt ein anderes Beispiel für die Betriebsrichtung des Roboterarms 34. Bei dem Beispiel von 6a ist der Roboterarm 34 zur Zeit der Erfassung einer Anomalie oder eines Kontakts mit dem Roboter (zur Zeit des Empfangs des Signals) in der Transportrichtung 20 hinter dem Werkstück 16 positioniert und bewegt er sich nach dem Signalempfang in die zu der Transportrichtung 20 der Fördereinrichtung 18 entgegengesetzte Richtung. Folglich wird wie in 6b gezeigt zwischen dem beweglichen Abschnitt (dem Roboterarm 34 oder dem Endeffektor 36) des Roboters und dem Werkstück 16 wenigstens der Sicherheitsabstand D sichergestellt und kann die Sicherheit einer Person gewährleistet werden. Die Fördereinrichtung 18 (der Transportabschnitt 22) kann ihre (seine) Bewegung nach der Erfassung der Anomalie oder des Kontakts mit dem Roboter 14 auch fortsetzen, wobei der Roboter 14 in diesem Fall auch angehalten werden kann, nachdem der Mindestabstand zwischen dem beweglichen Abschnitt des Roboters und dem Werkstück 16 wenigstens den Sicherheitsabstand D erreicht hat. Oder falls der Mindestabstand zwischen dem Roboterarm 34 und dem Werkstück 16 zum Zeitpunkt der Erfassung der Anomalie oder des Kontakts mit dem Roboter 14 wenigstens den Sicherheitsabstand D erreicht hat, kann der Roboter 14 auch sofort angehalten werden.
Bei der vorliegenden Offenbarung bedeutet ein Zustand, in dem „der bewegliche Abschnitt des Roboters in der Transportrichtung hinter dem Werkstück positioniert ist“, dass sich das Werkstück in der Transportrichtung nicht an der Seite hinter der Position des beweglichen Abschnitts des Roboters (zum Beispiel eines repräsentativen Punkts des Spitzenendpunkts eines Werkzeugs oder dergleichen) befindet und der Mindestabstand zu dem Werkstück bei einer Bewegung des beweglichen Abschnitts in die zu der Transportrichtung entgegengesetzte Richtung weiter wird. Beispielsweise entspricht der in 6a gezeigte Zustand diesem Zustand, doch entspricht daneben auch ein Fall, in dem der bewegliche Abschnitt 34 (der Endeffektor 36) weiter als ein in der Transportrichtung 20 hinteres Ende 52 des Werkstücks 16 in der Transportrichtung hinten positioniert ist, diesem Zustand.
7a zeigt ein anderes Beispiel für die Betriebsrichtung des Roboterarms 34 und ist eine Ansicht, in der der Roboter 14 und die Fördereinrichtung 18 in der Transportrichtung der Fördereinrichtung 18 gesehen sind. Das heißt, in 7a entspricht die Transportrichtung der Fördereinrichtung 18 der zu der Zeichnungsblattoberfläche senkrechten Richtung. Bei dem Beispiel von 7a ist der Roboterarm 34 zur Zeit der Erfassung einer Anomalie oder eines Kontakts mit dem Roboter (zur Zeit des Empfangs des Signals) in der Transportrichtung 20 zwischen dem vorderen Ende 50 und dem hinteren Ende 52 des Werkstücks 16 positioniert, und kann er sich in diesem Fall so in eine Richtung, die im Großen und Ganzen senkrecht zu der Transportrichtung verläuft, bewegen, dass er sich von dem Werkstück 16 entfernt. Auch in diesem Fall wird wie in 7b gezeigt zwischen dem beweglichen Abschnitt des Roboters (dem Roboterarm 34 oder dem Endeffektor 36) und dem Werkstück 16 wenigstens der Sicherheitsabstand D sichergestellt und kann die Sicherheit einer Person gewährleistet werden. Die Fördereinrichtung 18 (der Transportabschnitt 22) kann ihre (seine) Bewegung nach der Erfassung der Anomalie oder des Kontakts mit dem Roboter 14 auch fortsetzen, wobei der Roboter 14 in diesem Fall auch angehalten werden kann, nachdem der Mindestabstand zwischen dem beweglichen Abschnitt des Roboters und dem Werkstück 16 wenigstens den Sicherheitsabstand D erreicht hat.
Der unter Verwendung von 5a bis 7b erklärte Roboterbetrieb stellt ein Beispiel dar, der Roboter kann davon abgesehen jeden beliebigen Betrieb ausführen, solange der Mindestabstand zwischen dem beweglichen Abschnitt des Roboters und dem Werkstück wenigstens den Sicherheitsabstand D erreicht. Dieser Roboterbetrieb kann so gesteuert werden, dass er mittels einer Eingabe oder dergleichen durch einen Arbeiter aufgehoben werden kann, nachdem die Anomalie des Roboters oder dergleichen beseitigt wurde, und der Roboter danach den normalen Betrieb (die bestimmte Tätigkeit) vornimmt.
Bisher wurde bei Auftreten einer wie oben beschriebenen Anomalie oder eines wie oben beschriebenen Kontakts mit dem Roboter häufig eine Verarbeitung vorgenommen, um den Roboter sofort anzuhalten oder einen Ausweichbetrieb an eine bestimmte Ausweichposition (die Anfangsposition oder dergleichen) vornehmen zu lassen. Doch wenn bei einem kooperativen Robotersystem lediglich ein sofortiges Anhalten oder ein Ausweichbetrieb erfolgt, wird der Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt des Roboters und einem Werkstück klein und besteht die Gefahr, dass eine Person zwischen dem beweglichen Abschnitt und dem Werkstück eingeklemmt und verletzt wird. Im Allgemeinen kann eine solche Verletzung zu schweren Wunden führen, doch muss vorzugsweise auch ein einfacher Zusammenstoß oder dergleichen zwischen dem Arm und einer Person vermieden werden.
Nun wird der Roboter bei der vorliegenden Offenbarung ab dem Zeitpunkt des Auftretens einer Anomalie oder eines Kontakts in Bezug auf den Roboter als von dem normalen Roboterbetrieb unterschiedlicher Betrieb so gesteuert, dass der Mindestabstand zwischen dem beweglichen Abschnitt und dem Werkstück wenigstens einen vorab festgelegten Sicherheitsabstand erreicht, wobei dieser Sicherheitsabstand als Abstand festgelegt ist, bei dem eine Person nicht durch Einklemmen verletzt wird. Durch eine derartige Steuerung kann die Sicherheit eines Arbeiters gewährleistet werden, ohne die Fördereinrichtung 18 anzuhalten. Folglich kann bei der vorliegenden Offenbarung auch dann, wenn bei dem Roboter eine Anomalie aufgetreten ist, oder wenn eine Person mit dem Roboter in Kontakt gelangt ist, eine Steuerung vorgenommen werden, bei der der Roboter zur Fortführung des normalen Betriebs gebracht wird oder der Roboter so behalten wird, dass er sich nicht bewegt (im Stillstandszustand behalten wird), da die Notwendigkeit, den Roboter zur Ausführung eines Ausweichbetriebs zu bringen, gering ist, während der Roboter eine Tätigkeit wie das Übergeben von Komponenten an einen Arbeiter vornimmt und ein ausreichender Abstand zu dem Werkstück beibehalten wird. Wenn sich das Werkstück (die Fördereinrichtung) in diesem Zustand weiterbewegt und der Abstand zwischen dem Roboter und dem Werkstück gering wird, kann die Notwendigkeit, den Roboter zum Ausweichen zu bringen, auftreten, doch falls der Arbeiter den Roboter davor erneut starten kann, kann auch ein unnotwendiger Ausweichbetrieb vermieden werden. Folglich ist es bei der vorliegenden Offenbarung möglich, den Roboter nur dann zur Ausführung des Ausweichbetriebs zu bringen, wenn die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person zwischen dem Roboter und dem Werkstück eingeklemmt wird, hoch geworden ist.
Wenn sich der bewegliche Abschnitt des Roboters ab dem Zeitpunkt der Erfassung einer Anomalie oder eines Kontakts in Bezug auf den Roboter (dem Zeitpunkt des Signalempfangs) so bewegt, dass er sich um wenigstens den Sicherheitsabstand von dem Werkstück entfernt, besteht letztendlich auch die Möglichkeit, dass der bewegliche Abschnitt des Roboters mit einer Person, die sich in der Nähe des Roboters befindet, in Kontakt gelangt (einer Gefahr für einen Arbeiter gleichkommt). In einem solchen Fall ist es günstig, vorab die Richtung bei der Bewegung des beweglichen Abschnitts oder, wenn der Roboter mehrere Achsen aufweist, angetriebene Achsen und nicht angetriebene Achsen festzulegen und dem Arbeiter (einer Person) vorab bekannt zugeben . Oder aber, oder zusätzlich, ist es effektiv, die Betriebsgeschwindigkeit des Roboters ab dem Zeitpunkt des Empfangs des Signals auf einen möglichst geringen Wert einzurichten.
Durch die vorliegende Offenbarung kann auch während eines Betriebs der Fördereinrichtung verhindert werden, dass ein Werkstück auf der Fördereinrichtung mit dem Roboter in Kontakt gelangt oder eine Person zwischen dem Werkstück oder dem Roboter eingeklemmt wird.

Claims

Robotersteuervorrichtung (12), die einen Roboter (14), der eine Tätigkeit an einem Werkstück (16), das durch eine sich in eine bestimmte Transportrichtung (20) bewegende Transporteinheit (22) transportiert wird, vornimmt und an einer von der Transporteinheit verschiedenen Stelle eingerichtet ist, steuert, umfassend: eine Empfangseinheit (38), die ein Signal mit dem Inhalt, dass eine Anomalie des Roboters oder ein Kontakt mit dem Roboter erfasst wurde, empfängt; und eine Betriebssteuereinheit (40), die den Betrieb des Roboters nach dem Empfang des Signals durch die Empfangseinheit so steuert, dass ein Mindestabstand zwischen einem beweglichen Abschnitt (34) des Roboters und dem Werkstück wenigstens einen vorab festgelegten Sicherheitsabstand beträgt.
Robotersteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Signal mit dem Inhalt, dass eine Anomalie des Roboters erfasst wurde, von Codierern (43), die an den einzelnen Achsen des Roboters ausgebildet sind, ausgegeben wird.
Robotersteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Signal mit dem Inhalt, dass ein Kontakt mit dem Roboter erfasst wurde, von einem Kontaktsensor, einem Drehmomentsensor oder einem Kraftsensor (44) ausgegeben wird.
Robotersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Transporteinheit so ausgeführt ist, dass sie nicht anhält, wenn die Empfangseinheit das Signal empfangen hat, und der Roboter so ausgeführt ist, dass er bei einer Beseitigung der Anomalie oder des Kontakts in Bezug auf den Roboter den normalen Betrieb vornimmt.
Robotersteuerverfahren, das einen Roboter (14), der eine Tätigkeit an einem Werkstück (16), das durch eine sich in eine bestimmte Transportrichtung (20) bewegende Transporteinheit (14) transportiert wird, vornimmt und an einer von der Transporteinheit verschiedenen Stelle eingerichtet ist, steuert, umfassend: das Empfangen eines Signals mit dem Inhalt, dass eine Anomalie des Roboters oder ein Kontakt mit dem Roboter erfasst wurde; und das derartige Steuern des Betriebs des Roboters nach dem Empfang des Signals, dass ein Mindestabstand zwischen einem beweglichen Abschnitt (34) des Roboters und dem Werkstück wenigstens einen vorab festgelegten Sicherheitsabstand beträgt.
Robotersteuerverfahren nach Anspruch 5, umfassend: das Nichtanhalten der Transporteinheit, wenn das Signal empfangen wurde; und das Bringen des Roboters zur Vornahme des normalen Betriebs, wenn die Anomalie oder der Kontakt in Bezug auf den Roboter beseitigt wurde.