DE102021133582A1

DE102021133582A1 - Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität und Automatisierungsanlage

Info

Publication number: DE102021133582A1
Application number: DE102021133582.5A
Authority: DE
Inventors: Yevgen Kogan
Original assignee: KUKA Deutschland GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2023-06-22
Also published as: CN118401349A; WO2023110490A1; KR20240118857A; EP4448231A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung (1) und wenigstens einem Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3). Bei dem Verfahren erfolgt ein manuelles oder automatisches Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung (1), die mittels der gestarteten Initialisierungsroutine in den Sicherheitskreis (8) eines bestimmten Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) einzubinden ist, zu einem aus mehreren Wirkungsbereichen (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) des digitalen Prozessmodells (5) ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b). Die Erfindung betrifft außerdem eine Automatisierungsanlage (4) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung und wenigstens einem Robotersystem. Die Erfindung betrifft außerdem eine Automatisierungsanlage zur Durchführung des Verfahrens.
Die DE 10 2016 107 564 A1 beschreibt eine Sicherheitseinrichtung für eine Fertigungsstation von Werkstücken, insbesondere Karosseriebauteilen, und für ein in die Fertigungsstation ein- und ausfahrbares Fördermittel zum Transport der Werkstücke in und aus der Fertigungsstation, wobei die Fertigungsstation und die Fördermittel jeweils eine eigene Steuerung und einen eigenen Sicherheitskreis aufweisen, und wobei die Sicherheitseinrichtung die Sicherheitskreise der Fertigungsstation und des in der Fertigungsstation befindlichen Fördermittels verbindet. Dazu kann eine Erkennungseinrichtung vorgesehen sein, die ein Detektionsmittel aufweist, welches die Erkennung des Fördermittels durchführt. Das Detektionsmittel ist z.B. an einer Schleuse in einer Schutzabtrennung der Fertigungsstation angeordnet. Der axiale Abstand in Fahrtrichtung ist bei entsprechender Schleusenlänge so groß, dass das Fördermittel in zentraler Schleusenposition keines der Detektionsmittel auslöst.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung und wenigstens einem Robotersystem zu schaffen, das eine besonders einfache und flexible Zuordnung ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Automatisierungsanlage zu schaffen, die eine besonders einfache und flexible Zuordnung einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung und wenigstens einem Robotersystem der Automatisierungsanlage erlaubt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung und wenigstens einem Robotersystem, aufweisend die Schritte:

- Starten einer Initialisierungsroutine, die ausgebildet und eingerichtet ist eine der Initialisierungsroutine zugeordnete Not-Halt-Einrichtung in einen Sicherheitskreis eines bestimmten Robotersystems aus einer Anzahl von mehreren Robotersystemen einer gemeinsamen Automatisierungsanlage einzubinden,
- Abrufen von Daten, die Informationen enthalten über die momentane örtliche Lokalisierung und die momentane Konfiguration wenigstens eines Robotersystems der mehreren Robotersysteme innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage, aus einem digitalen Prozessmodell der Automatisierungsanlage, wobei
- das digitale Prozessmodell Konfigurationsdaten enthält, welche gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche der mehreren Robotersysteme innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage beschreiben,
- manuelles oder automatisches Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung, die mittels der gestarteten Initialisierungsroutine in den Sicherheitskreis eines bestimmten Robotersystems einzubinden ist, zu einem aus mehreren Wirkungsbereichen des digitalen Prozessmodells ausgewählten Wirkungsbereich,
- Einbinden der Not-Halt-Einrichtung in denjenigen Sicherheitskreis desjenigen Robotersystems, welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs des digitalen Prozessmodells liegt.

Generell kann das Robotersystem beispielsweise lediglich einen einzigen Roboter aufweisen. Der Roboter umfasst im Allgemeinen einen Roboterarm und eine Robotersteuerung. Das Robotersystem kann aber auch mehrere Roboter oder zumindest mehrere Roboterarme umfassen. Zwei oder mehrere Roboterarme können gegebenenfalls auch von einer gemeinsamen Steuerung angesteuert sein. So kann beispielsweise eine Gruppensteuerung, eine Fertigungssteuerung oder eine Fabriksteuerung mit wenigstens einem der Roboter verbunden sein. Jedes Robotersystem kann neben dem wenigstens einen Roboter zusätzliche automatisch ansteuerbare Maschinen aufweisen. So kann der Roboterarm beispielsweise ein automatisch angesteuertes Werkzeug aufweisen, das durch Bewegen des Roboterarms gehandhabt wird. Dem wenigstens einen Roboter können auch vom Roboterarm separate Maschinen, Geräte oder Vorrichtungen zugeordnet sein. Dies können beispielsweise automatisch antreibbare Fördermittel, Schleusen, Positionierer und/oder Werkzeugmaschinen sein. Jedem Robotersystem kann auch ein Fahrzeug, insbesondere automatisch angetriebenes und/oder autonomes Fahrzeug zugeordnet sein. Das Fahrzeug kann beispielsweise auch einen eigenen Roboterarm tragen.
Jedes Robotersystem muss gemäß DIN EN ISO 10218-2 die darin beschriebenen Sicherheitsanforderungen erfüllen. Dazu gehören Stoppfunktionen an dem Robotersystem bzw. an Roboterzellen, die auch eine dort beschriebene Not-Halt-Funktion aufweisen müssen, um in einem Gefahrenfall alle Roboterbewegungen und andere gefährdende Funktionen in der Zelle oder an den Schnittstellen zu anderen Bereichen stillsetzen zu können.
Die Not-Halt-Funktion bei Robotern muss die Anforderungen der DIN EN ISO 10218-1 erfüllen und unter Anderem eine Not-Halt-Einrichtung gemäß DIN EN (IEC) 60204-1 aufweisen. Elektrische oder elektronische Steuerkreise, welche ausgebildet und eingerichtet sind die sicherheitstechnischen Anforderungen zu erfüllen, werden im Folgenden auch als Sicherheitskreise bezeichnet.
Das Zuordnen der Not-Halt-Funktionalität zwischen der wenigstens einen Not-Halt-Einrichtung und dem wenigstens einen Robotersystem kann dadurch erfolgen, dass die Not-Halt-Einrichtung, beispielsweise ein Not-Aus-Gerät gemäß DIN EN (IEC) 60204-1, in den Sicherheitskreis des wenigstens einen Robotersystems eingebunden wird. Ein solches Einbinden kann erfolgen, indem die Not-Halt-Einrichtung in sicherer Technik elektrisch und funktional an den Sicherheitskreis des Robotersystems angeschlossen wird. Durch ein solches elektrisches und funktionales Anschließen kann bei insbesondere manuellem Auslösen der eingebundenen Not-Halt-Einrichtung das Robotersystem automatisch in einen sicheren Zustand überführt werden, so dass von dem Robotersystem (und von über den gemeinsamen Sicherheitskreis eventuell zugeordneten anderen Maschinen) keine drohende Gefahr mehr ausgehen kann. Andere Maschinen oder Robotersysteme, die nicht in den betreffenden Sicherheitskreis eingebunden sind, werden bei Auslösen einer in den betreffenden Sicherheitskreis eingebundenen Not-Halt-Einrichtung nicht beeinflusst, insbesondere nicht stillgesetzt bzw. nicht in einen angehaltenen sicheren Zustand gebracht, sondern können ihre geplanten Arbeiten unbeeinflusst weiterführen.
Die Not-Halt-Einrichtung bezeichnet nicht nur ein elektromechanisches Eingabemittel allein, das als Betätigungsmittel zum manuellen Auslösen dient, sondern die Not-Halt-Einrichtung umfasst einen zugehörigen elektrischen und/oder elektronischen Schaltungskreis, welcher ausgebildet und eingerichtet ist, ein automatisches Stillsetzen aller Maschinen, Roboter und sonstige Einrichtungen, die an den gemeinsamen Sicherheitskreis der Not-Halt-Einrichtung angeschlossen sind, zu bewirken. So kann ein Not-Halt beispielsweise auch vollautomatisch bewirkt werden, beispielsweise mittels eines die Not-Halt-Anforderung kennzeichnenden elektrischen Signals, das innerhalb des Sicherheitskreises automatisch abgesetzt wird, wenn eine Störung, beispielsweise durch eine Sicherheitssteuerung, automatisch erkannt wird.
Vor dem Starten der Initialisierungsroutine zur Durchführung des Verfahrens können die folgenden vorbereitenden Schritte vorgenommen werden:

Vor der Ausführung eines Produktionsschrittes ist festzustellen, welche Anlagenteile und/oder Robotersysteme für die geplanten automatisierten Produktionsschritte benötigt werden.
Die Anlagenteile und/oder Robotersysteme sollten sich insoweit sinnvollerweise in einer näheren Entfernung zueinander befinden. Aus den geplanten Produktionsschritten und der örtlichen Anordnung der Anlagenteile und/oder Robotersysteme zueinander können die sinnvollen räumlichen Wirkbereiche der Anlagenteile und/oder Robotersysteme abgeleitet werden. Die sinnvollen räumlichen Wirkbereiche können insbesondere automatisch festgelegt werden, beispielsweise mittels eines Konfigurationsalgorithmus, der automatisch ausgeführt wird und beispielsweise in Abhängigkeit einer Prozessbeschreibung, wie einer Fertigungsprozessbeschreibung oder einer Montageprozessbeschreibung, die jeweils dazu erforderlichen Ressourcen, wie Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter auswählt und steuerungstechnisch miteinander verknüpft. Dabei kann der Konfigurationsalgorithmus die Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter benennen und deren sinnvolle, ggf. optimalen Positionen in einem Anlagenbereich vorschlagen, so dass die Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter entsprechend angeordnet werden können. Alternativ können bereits in der Anlage vorhandene Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter automatisch bestimmt werden und aufgrund ihrer bereits vorgegebenen Positionen und Lagen innerhalb des Anlagenbereichs wenigstens ein zugeordneter Wirkbereich automatisch definiert werden.

Anschließend kann mindestens eine Not-Halt-Vorrichtung manuell oder automatisch, beispielsweise von dem oben beschriebenen Konfigurationsalgorithmus, ausgewählt oder bestimmt werden, die sich innerhalb oder zumindest in der Nähe zum Wirkbereich befindet und deren sicherheitstechnische Zuordnung zu den o.g. Anlagenteilen und/oder Robotersystemen bestimmt wird. Dies kann beinhalten, dass die Not-Halt-Einrichtung erst aufgrund der gegebenen räumlichen Lage der relevanten Automatisierungskomponenten (Anlagenteile und/oder Robotersysteme) bestimmt wird.
Ist innerhalb eines zunächst definierten Wirkbereiches keine Not-Halt-Einrichtung vorhanden, so kann automatisiert ein Signal erzeugt werden, welches wenigstens eine Information darüber ausgibt, dass eine Not-Halt-Einrichtung nicht vorhanden ist und/oder eine Not-Halt-Einrichtung zwar vorhanden ist, aber dem zunächst definierten Wirkbereich noch keine Not-Halt-Einrichtung zugeordnet ist. Kann automatisch festgestellt werden, dass eine Not-Halt-Einrichtung zwar vorhanden ist, dies sich aber außerhalb des zunächst definierten Wirkbereiches befindet, so kann vorgesehen sein, dass der zunächst definierte Wirkbereich automatisch erweitert wird, so dass die bisher außerhalb liegende Not-Halt-Einrichtung nun innerhalb des so erweiterten Wirkbereiches liegt.
Demgemäß kann es zwei Varianten des Verfahrens geben. Entweder sind die Wirkbereiche vorab fest definiert und die Not-Halt-Einrichtungen sind denen fest zugeordnet. Hier müssen nur die Anlagenteile und/oder Robotersysteme dynamisch den Wirkbereichen zugeordnet werden. Oder es sind zunächst keine Wirkbereiche definiert. Diese werden dann vorab automatisch oder zur Laufzeit der jeweiligen Prozessschritte, ebenfalls automatisch, bestimmt, je nachdem welche Ressourcen für einen Schritt benötigt werden und abschließend werden zu den Wirkbereichen passende Not-Halt-Einrichtungen zugeordnet.
Bei Wirkbereichen, die aus einer Prozessbeschreibung abgeleitet sind, sollte sich mindestens eine Bedienstation innerhalb eines Wirkbereichs befinden. Falls dies nicht der Fall sein sollte, müsste der Wirkbereichen somit gegebenenfalls größer gewählt werden, als dies physikalisch notwendig wäre, um eine weiter entfernte Station mitaufzunehmen, die dann zumindest eine Bedienstation mit einer Not-Halt-Einrichtung aufweist. Alternativ kann eine Person auch automatisiert darauf hingewiesen werden, beispielsweise aufgrund einer automatisch angezeigten Information auf einem Display, dass eine Bedienstation mit einer Not-Halt-Einrichtung im festgelegten Wirkbereich zu platzieren und dort zu konfigurieren ist. Letzteres kann entweder unmittelbar vor Ausführung oder bereits bei der Planung der Prozessschritte erfolgen. Nachdem eine solche Bedienstation ohnehin immer von Menschen bedient wird, müsste diese Bedienstation eigentlich nur dann vorhanden sein, wenn auch ein Mensch in der Nähe ist, d.h. der Wirkbereich darf gegebenenfalls nur mit einer Bedienstation, die eine Not-Halt-Einrichtung umfasst, betreten werden.
Da es sich bei einer Bedienstation, welche die benötigte Not-Halt-Einrichtung umfasst, um eine tragbare, d.h. eine mobile Bedienstation, wie beispielsweise ein Handbediengeräts eines Roboters, handeln kann, kann die Person automatisch aufgefordert werden eine mobile Bedienstation mitzubringen, wenn sie den definierten Wirkbereich betreten möchte. So kann auch eine automatische Überwachungseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise entsprechende elektrische Sensoren an den Grenzen des Wirkbereiches, welche Überwachungseinrichtung nicht nur das Betreten des Wirkbereiches durch eine Person überwacht, sondern auch überwacht, ob die betretende Person eine mobile Bedienstation mit sich führt. Dazu kann beispielsweise jede verwendete mobile Bedienstation eine Kennung aufweisen, welche durch die Überwachungseinrichtung erfasst werden kann, um das Vorhandensein oder das Nicht-Vorhandensein einer bestimmten mobilen Bedienstation automatisch feststellen zu können. Die Kennung kann beispielsweise durch einen RFID-Tag automatisch ausgelesen werden, oder die Kennung kann steuerungstechnisch erfasst werden, da die mobile Bedienstation sowieso sich mit einer Maschine, Anlagenkomponente und/oder einem Roboter steuerungstechnisch verbinden muss, um überhaupt verwendet werden zu können. Dies kann die Überwachungseinrichtung ggf. automatisch abfragen. Stellt die Überwachungseinrichtung beispielsweise fest, dass eine Person den Wirkbereich betritt, ohne dass die Person ein mobile Bedienstation mit sich führt, d.h. die Person nicht über wenigstens eine Not-Halt-Einrichtung verfügen kann, so können die Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter dieses Wirkbereiches umgehend automatisch in einen sicheren Zustand überführt werden.
Das Prozessmodell kann auch zur Laufzeit erzeugt und/oder modifiziert werden. Dies kann bedeuten, dass die Wirkbereiche nicht von Anfang an im Modell definiert sind, sondern erst zur Laufzeit berechnen werden.
Das Starten der Initialisierungsroutine zur Durchführung des Verfahrens kann manuell oder automatisch erfolgen. Ein manuelles Starten der Initialisierungsroutine kann beispielsweise durch manuelles Betätigen eines Eingabemittels erfolgen, beispielsweise an einem Bedienhandgerät oder einem Bedienpanel einer Steuervorrichtung. Ein automatisches Starten kann beispielsweise erfolgen, wenn ein entsprechend eingerichteter Sensor an dem betreffenden Robotersystem eine Annäherung eines hinzutretenden neuen Systemteils, welches die einzubindende Not-Halt-Einrichtung aufweist, automatisch erfasst. Die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils wird insoweit der Initialisierungsroutine zugeordnet, so dass diese Not-Halt-Einrichtung in den Sicherheitskreis des bestimmten Robotersystems eingebunden werden kann.
In Automatisierungsanlagen, die mehrere Robotersysteme umfassen, ist ein Einbinden einer Not-Halt-Einrichtung eines hinzutretenden neuen Systemteils aufgrund der Komplexität der mehreren Robotersysteme nicht einfach bzw. bisher nur sehr aufwändig möglich. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein bestimmtes Robotersystem aus einer Anzahl von mehreren Robotersystemen sehr einfach und schnell eingebunden werden.
Dazu erfolgt bei dem Verfahren ein Abrufen von Daten, die Informationen enthalten über die momentane örtliche Lokalisierung und die momentane Konfiguration wenigstens eines Robotersystems der mehreren Robotersysteme innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage, aus einem digitalen Prozessmodell der Automatisierungsanlage.
Das digitale Prozessmodell zeichnet sich dadurch aus, dass darin mehrere Robotersysteme der Automatisierungsanlage abgebildet sind, sowohl hinsichtlich deren momentaner örtlicher Lokalisierung als auch hinsichtlich ihrer momentanen Konfigurationen. Die momentane örtliche Lokalisierung spielt besonders bei mobilen Systemen, wie beispielsweise autonomen Fahrzeugen oder mobilen Robotern eine Rolle, aber ist auch bei stationären Robotern und Robotersystemen von Bedeutung. So können in einer Automatisierungsanlage beispielsweise eine Vielzahl von Robotern stationär vorhanden sein, wobei in einer ersten Konfiguration eine erste Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zusammenarbeiten oder aufeinander abgestimmte Bewegungen durchführen, wie beispielsweise bei automatischen Pressen und Robotern zur Pressenverkettung, und in einer zweiten Konfiguration eine andere Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zusammenarbeiten oder aufeinander abgestimmte Bewegungen durchführen. In solchen Fällen kann ein ganz konkreter Roboter dann beispielsweise für einen ersten Zeitraum einer der ersten Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zugeordnet sein und für einen anderen zweiten Zeitraum einer anderen (zweiten) Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zugeordnet sein. Wenn nun dieser konkrete Roboter beispielsweise von einem mobilen Fahrzeug, beispielsweise ein Transportfahrzeug für Werkstücke oder Werkzeuge, angedient wird, so muss das mobile Fahrzeug in dem ersten Zeitraum dem Sicherheitskreis der ersten Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zugeordnet werden und im zweiten Zeitraum hingegen einem anderen Sicherheitskreis der zweiten Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zugeordnet werden. Die Roboter und/oder Maschinen können demgemäß insbesondere dann zu einer Gruppe oder Untergruppe zusammengruppiert werden, wenn sie sich in räumlicher Nähe zueinander befinden.
Die momentane Konfiguration des wenigstens einen Robotersystems der mehreren Robotersysteme kann also Daten über die momentane Zugehörigkeit des Robotersystems zu einem bestimmten Sicherheitskreis umfassen. Der bestimmte Sicherheitskreis kann insoweit durch den Wirkungsbereich der Steuerung oder Steuerungen der jeweiligen Gruppe von Robotern und/oder Maschinen bestimmt sein. Der jeweilige Wirkungsbereich kann gemäß den Anforderungen der DIN EN ISO 10218-2 (5.3.8.2) bestimmt sein. Der Wirkungsbereich kann sich auch aus der Art und Weise der Zusammenarbeit von Robotern und/oder Maschinen innerhalb eines Robotersystems ergeben, wie er beispielsweise durch Prozessbeschreibungen oder Fertigungsanweisungen innerhalb des digitalen Prozessmodells definiert sein kann. Die Zuordnung eines Wirkungsbereiches kann sich also nicht nur durch die momentane örtliche Lokalisierung der Robotersysteme ergeben, sondern alternativ oder ergänzend auch durch die Art und Weise der Zusammenarbeit von Robotern und/oder Maschinen. Zwei oder mehr Wirkungsbereiche können sich überlappen. Im Falle von überlappenden Wirkungsbereichen kann die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils in diese zwei oder mehr Wirkungsbereiche gleichzeitig eingebunden werden.
Das digitale Prozessmodell kann also Konfigurationsdaten enthalten, welche gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche der mehreren Robotersysteme innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage beschreiben. Die gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche können dynamisch sein, d.h. die jeweilige momentane Zuordnung eines Robotersystems zu einem bestimmten Wirkungsbereich oder die Definition des Wirkungsbereiches als solches über eine bestimmte Anzahl von Robotern und/oder Maschinen kann sich im zeitlichen Verlauf ändern. In modernen Automatisierungsanlagen kann eine solche dynamische Zuordnung sehr dynamisch sein, d.h. eine Änderung kann innerhalb von Stunden oder Minuten, theoretisch sogar in Sekunden oder weniger erfolgen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein hinzutretendes neues Systemteil sofort in den benötigten Sicherheitskreis eingebunden werden.
Eine Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils erfolgt zum ausgewählten Wirkungsbereich aus mehreren Wirkungsbereichen des digitalen Prozessmodells. Der Wirkungsbereich, d.h. der Sicherheitskreis, in den die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils eingebunden werden soll, kann entweder manuell ausgewählt werden oder automatisch ausgewählt werden.
In einem einfachen Fall kann einem Roboterbediener die momentane Konfiguration aller Wirkungsbereiche, d.h. aller Sicherheitskreise der mehreren Robotersysteme beispielsweise auf einem Display angezeigt werden und der Bediener kann manuell einen bestimmten Wirkungsbereich bzw. einen bestimmten Sicherheitskreis aus den angezeigten Wirkungsbereichen bzw. Sicherheitskreisen auswählen, beispielsweise durch Antippen des Sicherheitskreises auf dem Display oder Selektieren über Eingabemittel, wie beispielsweise einer Tastatur, aus einem Menü, welches die Wirkungsbereiche bzw. die Sicherheitskreise repräsentiert.
Alternativ kann der Wirkungsbereich, d.h. der Sicherheitskreis, in den die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils eingebunden werden soll, automatisch ausgewählt werden, beispielsweise, wenn ein entsprechend eingerichteter Sensor an dem betreffenden Robotersystem eine Annäherung eines hinzutretenden neuen Systemteils, welches die einzubindende Not-Halt-Einrichtung aufweist, automatisch erfasst. Die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils wird dabei aufgrund der Sensor-Erfassung automatisch in den Sicherheitskreis des betreffenden Robotersystems eingebunden.
Sowohl bei der Ausführungsvariante mit einer manuellen Auswahl des Wirkungsbereiches bzw. des Sicherheitskreises, in den die Not-Halt-Einrichtung eingebunden werden soll, als auch in der automatischen Ausführungsvariante erfolgt nach der Auswahl gemäß dem Verfahren das Einbinden der Not-Halt-Einrichtung in denjenigen Sicherheitskreis desjenigen Robotersystems, welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs des digitalen Prozessmodells liegt.
Ein solches Einbinden erfolgt automatisch, beispielsweise in analoger Weise, wie dies nach einem manuellen Anstecken eines kabelgebundenen Bedienhandgerätes, das eine Not-Halt-Einrichtung aufweist, an eine Robotersteuerung schon bisher bekannt war.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann das digitale Prozessmodell Daten eines Produktionsprozesses umfassen, in dem für wenigstens einen Produktionsschritt ein Zusammenwirken wenigstens einer ersten Maschine, eines ersten Roboters oder eines ersten Robotersystems mit wenigstens einer zweiten Maschine, einem zweiten Roboter oder einem zweitem Robotersystem an einer bestimmten örtlichen Lokalisierung zu einem bestimmten Zeitpunkt oder für eine bestimmte Zeitdauer geplant ist, wobei für diesen Produktionsschritt zumindest für den geplanten Zeitpunkt oder die geplante Zeitdauer ein gemeinsamer Wirkungsbereich festgelegt ist, und bei dem manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich, der aufgrund des Produktionsprozesses festgelegte gemeinsame Wirkungsbereich herangezogen wird.
Die Wirkungsbereiche können basierend auf der Prozessbeschreibung, insbesondere basierend auf dem Raumbedarf der für die Prozessausführung ausgewählten Maschinen und/oder Roboter berechnet werden. Dies bedeutet, dass in dieser Ausführung die Wirkungsbereiche nicht im Voraus starr definiert sind, sondern dynamisch während der Ausführung geändert werden können.
Das digitale Prozessmodell sind insofern Daten, welche unter Anderem Werte über die momentane örtliche Lokalisierung der an dem Produktionsprozess beteiligten Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme umfasst, sowie Werte, welche die momentane Konfiguration der Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme im Einzelnen und auch in ihrem jeweiligen Arbeitsbezug zueinander wiedergeben. Ein Arbeitsbezug im Produktionsprozess kann beispielsweise definieren, wie ein erster Roboter und ein zweiter Roboter zusammenwirken bzw. kollaborieren, um einen bestimmen Produktionsschritt oder mehrere Produktionsschritte, wie beispielsweise Fertigungsschritte oder Montageschritte durchzuführen.
Das digitale Prozessmodell kann dynamisch sein. Dies bedeutet, dass die Werte über die momentane örtliche Lokalisierung der an dem Produktionsprozess beteiligten Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme und/oder die Werte über die momentane Konfiguration der Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme veränderlich sein können, d.h. in einem ersten Zeitabschnitt verschieden sein können zu den Werten während eines vom ersten Zeitabschnitt verschiedenen zweiten Zeitabschnitts.
Zur Erfüllung der Anforderung nach DIN EN ISO 10218-2 müssen die Wirkungsbereiche der Steuerung, oder der mehreren Steuerungen, eindeutig festgelegt sein. Die Wirkungsbereiche können in dem digitalen Prozessmodell festgelegt sein. Ebenso können die Wirkungsbereiche vom digitalen Prozessmodell separat definiert sein, wobei die Daten und Werte aus dem digitalen Prozessmodell mit den anderweitig gespeicherten Wirkungsbereichen und/oder der Zuordnungen der Wirkungsbereiche zusammengeführt werden können, um das manuelle oder automatische Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich durchführen zu können.
Das digitale Prozessmodell kann Daten eines Produktionsprozesses umfassen, in dem die Wirkungsbereiche mehrerer Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme für verschiedene Zeitpunkte oder verschiedene Zeiträume unterschiedlich definiert sind.
Die Wirkungsbereiche können in Bezug auf die Daten des Produktionsprozesses dynamisch gespeichert sein. Dies bedeutet, dass die Werte über die momentanen Wirkungsbereiche der an dem Produktionsprozess beteiligten Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme veränderlich festgelegt sein können, d.h. in einem ersten Zeitabschnitt verschieden festgelegt sein können zu den Werten während eines vom ersten Zeitabschnitt verschiedenen zweiten Zeitabschnitts.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Wirkbereiche nicht von Anfang an festgelegt werden, sondern aufgrund der für die Ausführung eines Prozesses benötigten Maschinen und Roboter bzw. deren Positionen automatisch bestimmt werden. In einem ersten Schritt kann man dazu bestimmen, welche Maschinen und Roboter in einem Prozessschritt benötigt werden. In einem zweiten Schritt bestimmt man für jede Maschine den Raum, den die Maschine während der Prozessausführung einnehmen kann. In einem dritten Schritt definiert sich die Wirkungsbereich als Vereinigung der betreffenden Einzelräume für alle am Prozessschritt beteiligten Maschinen und Roboter. Optional kann noch geprüft werden, ob in dem so bestimmten gemeinsamen Wirkungsbereich mindestens eine Bedienstation mit einer Not-Halt-Einrichtung vorhanden ist.
Wenigstens eine Maschine, wenigstens ein Roboter und/oder wenigstens ein Robotersystem kann als ein mobiles System ausgebildet sein, das eine Not-Halt-Einrichtung aufweist, wobei zum manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung des mobilen Systems zu einem aus dem digitalen Prozessmodell ausgewählten Wirkungsbereich die momentane örtliche Lokalisierung des mobilen Systems herangezogen wird.
Das mobile System kann ein mobiles Fahrzeug, beispielsweise ein Transportfahrzeug für Werkstücke oder Werkzeuge sein. Alternativ kann das mobile System ein mobiler Roboter sein. Der mobile Roboter kann eine automatisch fahrende Plattform aufweisen, auf der ein Roboterarm positioniert ist. Das Fahrzeug kann ein autonomes Fahrzeug sein. Das mobile System kann aber auch bereits durch eine sogenannte Linearachse gebildet werden, welche beispielsweise ortsfest installierte Schienen aufweisen kann, auf denen ein Fahrwagen in einer linearen Bewegung automatisch verstellbar ist, wobei auf dem Fahrwagen ein Roboterarm positioniert sein kann. Andere mobile Systeme können beispielsweise Fördereinrichtungen oder Schleusensysteme sein, mittels denen Werkstücke, Werkzeuge oder andere Produktionsmittel einer Bearbeitung in der jeweiligen Roboterzelle zugeführt werden können. Jedes dieser mobilen Systeme ist mit einer eigenen Not-Halt-Einrichtung ausgestattet.
Die Initialisierungsroutine kann manuell oder durch einen Eingabebefehl einer Person gestartet werden. So können bestimmte Not-Halt-Einrichtungen von einer Person direkt in einen Wirkungsbereich eingebunden werden. Dies kann beispielsweise dann erfolgen, wenn ein mobiles Fahrzeug, wie beispielsweise ein mobiler Roboter, durch eine Person in einem Handfahrbetrieb manuell zu einem bestimmten Robotersystem gefahren wurde und dort, beispielsweise im Schnittstellenbereich einer Roboterzelle an dessen Robotersystem durch die Person manuell angebunden werden soll.
Die Initialisierungsroutine kann automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich automatisch durchgeführt werden. In einem solchen Fall kann beispielsweise ein autonomes Fahrzeug selbständig in den Schnittstellenbereich einer Roboterzelle heranfahren und dort automatisch initialisiert werden, um sich in den Sicherheitskreis des Wirkungsbereiches dieser Roboterzelle einzubinden. Dazu kann das autonome Fahrzeug sich an dem betreffenden Robotersystem automatisch anmelden und/oder es kann an dem Robotersystem oder an der Roboterzelle ein Sensor installiert sein, welcher das Heranfahren bzw. das Ankommen des autonomen Fahrzeugs an die Roboterzelle automatisch erkennt und die Initialisierungsroutine automatisch anstößt.
Die Initialisierungsroutine kann demgemäß automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich automatisch durchgeführt werden, wenn ein die zuzuordnende Not-Halt-Einrichtung aufweisendes Robotersystem mittels eines eigenen Sensors das andere Robotersystem, in dessen Sicherheitskreis die Not-Halt-Einrichtung des einen Robotersystems eingebunden werden soll, erfasst.
Die Initialisierungsroutine kann automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich automatisch durchgeführt werden, sobald sich ein vordefiniertes oder aus einer Prozessbeschreibung abgeleitetes erstes Schutzfeld einer ersten Maschine, eines ersten Roboters oder eines ersten Robotersystems mit einem vordefinierten zweiten Schutzfeld einer zweiten Maschine, einem zweiten Roboter oder einem zweitem Robotersystem überschneidet.
Das jeweilige Schutzfeld kann beispielsweise eine in Form von digitalen Daten gespeicherte geometrische Fläche sein, welche in einer digitalen Landkarte in dem Prozessmodell abgelegt ist. So kann ein Schutzfeld bereits durch einen bestimmten festen Punkt an dem jeweiligen Robotersystem und einer vorbestimmten Radiuslänge vollständig festgelegt sein, wenn das Schutzfeld von einer das Robotersystem vollständig einschließenden Kreisfläche oder Kreislinie gebildet wird. Eine Überschneidung eines ersten Schutzfeldes mit einem zweiten Schutzfeld oder einem weiteren Schutzfeld kann durch allgemein bekannte Rechenmethoden, die beispielsweise auch aus der Kollisionsberechnung bekannt sind, mathematisch bestimmt werden. Das jeweilige Schutzfeld muss jedoch nicht notwendiger Weise eine Kreisform aufweisen oder einer allgemeinen geometrischen Gestalt entsprechen, sondern kann auch beliebige Konturen aufweisen. Im Falle eines beweglichen Robotersystems, wie beispielsweise einem Fahrzeug, kann das Schutzfeld relativ zu dem beweglichen Robotersystem bzw. dem Fahrzeug ortsfest definiert sein, d.h. das Schutzfeld kann sich bei einer Bewegung des beweglichen Robotersystems bzw. des Fahrzeugs mitbewegen. Schutzfelder an beweglichen Systemen können in bekannter Weise als eine Kollisionsüberwachungseinrichtung bereits vorhanden sein und beispielsweise ausgebildet und eingerichtet sein, eine Bewegung des beweglichen Robotersystems bzw. des Fahrzeugs selbsttätig zu stoppen, wenn eine Kollision droht, beispielsweise, wenn eine Person in das Schutzfeld eintritt oder aufgrund der Bewegung des Robotersystems bzw. aufgrund des Fahrens des Fahrzeugs ein Hindernis, insbesondere auch feststehendes Hindernis, in dem Schutzfeld auftaucht.
Das vordefinierte erste Schutzfeld der ersten Maschine, des ersten Roboters oder des ersten Robotersystems und/oder das vordefinierte zweite Schutzfeld der zweiten Maschine, des zweiten Roboters oder des zweiten Robotersystems kann einem im digitalen Prozessmodell definierten Wirkungsbereich zugeordnet sein und/oder diesem entsprechen.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Automatisierungsanlage, aufweisend wenigstens ein erstes Robotersystem mit einem ersten Sicherheitskreis und wenigstens ein zweites Robotersystem mit einem zweiten Sicherheitskreis und eine Anlagesteuerung, welche ein digitales Prozessmodell umfasst, in dem das wenigstens eine erste Robotersystem und das wenigstens eine zweite Robotersystem abgebildet sind, wobei die Anlagesteuerung ausgebildet und eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der beschriebenen Ausführungen.
Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm der Schritte in dem grundlegenden erfindungsgemäßen Verfahren,
2 eine schematische Darstellung des Einbindens einer Not-Halt-Einrichtung eines dritten Roboters wahlweise in einen ersten Sicherheitskreis eines ersten Robotersystems oder einen zweiten Sicherheitskreis eines zweiten Robotersystems auf Grundlage eines Prozessmodells,
3 eine schematische Darstellung einer Automatisierungsanlage mit einem ersten Robotersystem, das mehrere Einzelroboter und mehrere Werkstück-Positionierer aufweist, und einem zweiten Robotersystem, das mehrere Einzelroboter und mehrere Werkstück-Positionierer aufweist, sowie einem autonomen Fahrzeug,
4 schematische Darstellungen verschiedener möglicher Robotersysteme, die wahlweise einzeln oder gemeinsam in einen Sicherheitskreis eingebunden werden können, und
5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs als ein bewegliches Robotersystem, das ein Schutzfeld umgibt, und stationäre Robotersysteme, die eigene Schutzfelder aufweisen.

In der 1 ist schematisch ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung 1 (4) und wenigstens einem Robotersystem 2 (2) aufgezeigt.
In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens erfolgt ein Starten einer Initialisierungsroutine, die ausgebildet und eingerichtet ist eine der Initialisierungsroutine zugeordnete Not-Halt-Einrichtung 1 in einen Sicherheitskreis 3 eines bestimmten Robotersystems 2.3 aus einer Anzahl von mehreren Robotersystemen 2.1, 2.2, 2.3 einer gemeinsamen Automatisierungsanlage 4 einzubinden.
In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens erfolgt anschließend ein Abrufen von Daten, die Informationen enthalten über die momentane örtliche Lokalisierung und die momentane Konfiguration wenigstens eines Robotersystems 2.3 der mehreren Robotersysteme 2.1, 2.2, 2.3 innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage 4, aus einem digitalen Prozessmodell 5 der Automatisierungsanlage 4 (3).
Das digitale Prozessmodell 5 enthält Konfigurationsdaten 6, welche gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche 7.1, 7.2 der mehreren Robotersysteme 2.1, 2.2, 2.3 innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage 4 beschreiben.
In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens erfolgt ein manuelles oder automatisches Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung 1, die mittels der gestarteten Initialisierungsroutine S1 in den Sicherheitskreis 8 (4) eines bestimmten Robotersystems 2.3 einzubinden ist, zu einem aus mehreren Wirkungsbereichen 7.1, 7.2 des digitalen Prozessmodells 5 ausgewählten Wirkungsbereich 7.1.
In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens erfolgt ein Einbinden der Not-Halt-Einrichtung 1 in denjenigen Sicherheitskreis 8 desjenigen Robotersystems 2.1, welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs 7.1 des digitalen Prozessmodells 5 liegt.
Das digitale Prozessmodell 5 kann Daten eines Produktionsprozesses umfassen, in dem für wenigstens einen Produktionsschritt 9 (2) ein Zusammenwirken wenigstens einer ersten Maschine 10.1, eines ersten Roboters 11.1 oder eines ersten Robotersystems 2.1 mit wenigstens einer zweiten Maschine 10.2, einem zweiten Roboter 11.2 oder einem zweitem Robotersystem 2.2 an einer bestimmten örtlichen Lokalisierung zu einem bestimmten Zeitpunkt oder für eine bestimmte Zeitdauer geplant ist, wobei für diesen Produktionsschritt 9 zumindest für den geplanten Zeitpunkt oder die geplante Zeitdauer ein gemeinsamer Wirkungsbereich 7.1, 7.2 festgelegt ist oder ausgehend vom Raumbedarf der für die Ausführung benötigten Maschinen automatisch bestimmt wird, und bei dem manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung 1 zu einem ausgewählten Wirkungsbereich 7.1, der aufgrund des Produktionsprozesses festgelegte gemeinsame Wirkungsbereich 7.1 herangezogen wird.
Die Maschine oder der Roboter kann auch von einem ersten Fahrzeug 12.1 bzw. einem zweiten Fahrzeug 12.2 gebildet werden.
Das digitale Prozessmodell 5 kann Daten eines Produktionsprozesses umfassen, in dem die Wirkungsbereiche 7.1, 7.2 mehrerer Maschinen 10.1, 10.2, Roboter 11.1, 11.2 und/oder Robotersysteme 2.1, 2.2., 2.3 für verschiedene Zeitpunkte oder verschiedene Zeiträume unterschiedlich definiert sind.
Das in den Sicherheitskreis 8 desjenigen Robotersystems 2.1, welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs 7.1 des digitalen Prozessmodells 5 liegt, hinzutretende neuen Systemteils kann, wie es unter anderem in 4 schematisch aufgezeigt ist, als ein mobiles System 12 ausgebildet sein, das eine Not-Halt-Einrichtung 1 aufweist, wobei zum manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung 1 des mobilen Systems 12 zu einem aus dem digitalen Prozessmodell 5 ausgewählten Wirkungsbereich 7.1 (2) die momentane örtliche Lokalisierung des mobilen Systems 12 herangezogen werden kann.
Das mobile System 12 kann beispielsweise mit einem Roboter 11.1, 11.2 ausgestattet sein, d.h. diesen tragen und fortbewegen, wie dies durch den Pfeil P in 4 angedeutet ist. Alternativ kann der Roboter 11.1, 11.2 prozesstechnisch auch einer anderen Maschine 10.1, 10.2 zugeordnet sein, wie beispielsweise dem in 4 gezeigten Bearbeitungszentrum 10. Das Bearbeitungszentrum 10 stellt selbst ein Robotersystem dar, einerseits, wenn es mit dem Roboter 11.1, 11.2 prozesstechnisch zusammenarbeitet aber auch andererseits, wenn das Bearbeitungszentrum 10 als eine frei programmierbare mehrachsige Automatisierungsmaschine betrachtet wird, die von einer Steuervorrichtung beispielsweise in wenigstens drei Freiheitsgraden (Achsen) programmierbar und bewegbar ist.
An den ausgewählten Sicherheitskreis 8 kann aber auch eine Robotersteuerung 13, die ausgebildet und eingerichtet ist einen Roboter 11.1, 11.2 anzusteuern, eingebunden werden. Alternativ kann auch ein separates Handbediengerät 14, welches über eine Not-Halt-Einrichtung 1 verfügt, an den ausgewählten Sicherheitskreis 8 eingebunden werden.
Die 3 zeigt anhand einer repräsentativen Beispielskonfiguration einer Automatisierungsanlage 4 mit zwei Robotersystemen 2.1, 2.2, die jeweils beispielsweise vier einzelne Roboterarme 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 umfassen, sowie vier einzelne Positionierer 16.1, 16.2, 16.3, 16.4. Jedes Robotersystem 2.1, 2.2 befindet sich innerhalb einer Zelle 17.1 bzw. 17.2.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der 3 kann das Fahrzeug 12a zwischen der ersten Zelle 17.1 und der zweiten Zelle 17.2 wechseln, beispielsweise um Werkzeuge oder Werkstücke an die Roboterarme 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 heranzubringen. Wenn nun das Fahrzeug 12a beispielsweise aus der ersten Zelle 17.1 in die zweite Zelle 17.2 wechselt, kann die Not-Halt-Einrichtung 1 des Fahrzeugs 12a aus dem ersten Wirkungsbereich 7.1 der ersten Zelle 17.1 herausgenommen werden und in den zweiten Wirkungsbereich 7.2 der zweiten Zelle 17.2 eingebunden werden.
In dem Prozessmodell 5 kann beispielsweise festgelegt sein, dass sich der erste Wirkungsbereich 7.1 über die gesamte erste Zelle 17.1 erstreckt. In dem Prozessmodell 5 kann auch festgelegt sein, dass sich der zweite Wirkungsbereich 7.2 beispielsweise über die gesamte zweite Zelle 17.2 erstreckt. In einer solchen Konfiguration würde also ein ausgelöster Not-Halt innerhalb des ersten Wirkungsbereichs 7.1 das Stillsetzen aller Roboterarme 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 und aller Positionierer 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 in der ersten Zelle 17.1 bewirken. Falls das Fahrzeug 12a in diesem Moment in dem ersten Wirkungsbereich 7.1 eingebunden ist, würde auch das Fahrzeug 12a stillgesetzt werden. Falls das Fahrzeug 12a in diesem Moment sich jedoch in dem zweiten Wirkungsbereich 7.2 befindet und dort eingebunden ist, würde das Fahrzeug 12a bei einem ausgelösten Not-Halt innerhalb des ersten Wirkungsbereichs 7.1 nicht mit stillgesetzt werden.
In einer anderen Konfiguration kann in dem Prozessmodell 5 beispielsweise festgelegt sein, dass sich ein erster Wirkungsbereich 7.1a lediglich über einen Teil der ersten Zelle 17.1 erstreckt, wie in 3 veranschaulicht beispielsweise lediglich über den zweiten Roboterarm 15.2 und den vierten Roboterarm 15.4, sowie den zweiten Positionierer 16.2 und den vierten Positionierer 16.4. Der erste Roboterarm 15.1 und der dritte Roboterarm 15.3, sowie der erste Positionierer 16.1 und der dritte Positionierer 16.4 bilden einen vom erster Wirkungsbereich 7.1a separaten eigenen zweiten Wirkungsbereich 7.1b. Dies kann in dem Prozessmodell 5 entsprechend festgelegt sein.
In einer solchen Konfiguration würde also ein ausgelöster Not-Halt innerhalb des ersten Wirkungsbereichs 7.1a das Stillsetzen lediglich der Roboterarme 15.2 und 15.4 sowie der Positionierer 16.2 und 16.4 bewirken. Falls das Fahrzeug 12a in diesem Moment in diesen ersten Wirkungsbereich 7.1a eingebunden ist, würde auch das Fahrzeug 12a stillgesetzt werden, wenn eine Störung in dem ersten Wirkungsbereich 7.1a auftritt. Falls eine Störung hingegen in dem zweiten Wirkungsbereich 7.1b auftritt, würde dies das Stillsetzen lediglich der Roboterarme 15.1 und 15.3 sowie der Positionierer 16.1 und 16.3 bewirken, ohne dass jedoch das Fahrzeug 12a stillgesetzt würde, da sich das Fahrzeug 12a in diesem Moment nicht in dem zweiten Wirkungsbereich 7.1b befindet. Das Fahrzeug 12a würde in einem ausgelösten Not-Halt innerhalb des zweiten Wirkungsbereichs 7.1b demgemäß nicht mit stillgesetzt werden.
Die Automatisierungsanlage 4 kann also wenigstens ein erstes Robotersystem 2.1 mit einem ersten Sicherheitskreis 8.1 und wenigstens ein zweites Robotersystem 2.2 mit einem zweiten Sicherheitskreis 8.2 aufweisen. Die Automatisierungsanlage 4 umfasst eine Anlagesteuerung 18, welche das digitale Prozessmodell 5 (2) aufweist, in dem das wenigstens eine erste Robotersystem 2.1 und das wenigstens eine zweite Robotersystem 2.2 abgebildet sind, wobei die Anlagesteuerung 18 ausgebildet und eingerichtet ist zur Durchführung des Verfahrens wie beschrieben.
Die Initialisierungsroutine kann automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung 1 zu einem ausgewählten Wirkungsbereich 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b kann automatisch durchgeführt werden. Die Initialisierungsroutine kann insbesondere dann automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung 1 zu einem ausgewählten Wirkungsbereich 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b automatisch durchgeführt werden, wenn ein die zuzuordnende Not-Halt-Einrichtung 1 aufweisendes Robotersystem 2, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel der 3 das Fahrzeug 12a, mittels eines eigenen Sensors 19 das andere Robotersystem 2.1, 2.2, in dessen Sicherheitskreis 8.1, 8.2 die Not-Halt-Einrichtung 1 des einen Robotersystems bzw. des Fahrzeugs 12a eintritt und dort eingebunden werden soll, erfasst.
Wie in 5 veranschaulicht, kann die Initialisierungsroutine automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung 1 zu einem ausgewählten Wirkungsbereich 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b automatisch durchgeführt werden, sobald sich ein vordefiniertes oder aus einer Prozessbeschreibung abgeleitetes erstes Schutzfeld 20.1 beispielsweise des Fahrzeugs 12a mit einem vordefinierten zweiten Schutzfeld 20.2 eines zweiten Robotersystems 2.2 und/oder mit einem vordefinierten dritten Schutzfeld 20.3 eines dritten Robotersystems 2.3 überschneidet.
Das vordefinierte erste Schutzfeld 20.1 beispielsweise des Fahrzeugs 12a und/oder die vordefinierten zweiten Schutzfelder 20.2 und dritten Schutzfelder 20.3 des zweiten Robotersystems 2.2 oder des dritten Robotersystems 2.3 können einem im digitalen Prozessmodell 5 definierten Wirkungsbereich 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b zugeordnet sein und/oder diesem entsprechen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016107564 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 10218-2 [0006, 0021, 0032]
DIN EN ISO 10218-1 [0007]
DIN EN (IEC) 60204-1 [0007, 0008]

Claims

Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung (1) und wenigstens einem Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3), aufweisend die Schritte: - Starten einer Initialisierungsroutine, die ausgebildet und eingerichtet ist eine der Initialisierungsroutine zugeordnete Not-Halt-Einrichtung (1) in einen Sicherheitskreis (8) eines bestimmten Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) aus einer Anzahl von mehreren Robotersystemen (2.1, 2.2, 2.3) einer gemeinsamen Automatisierungsanlage (4) einzubinden, - Abrufen von Daten, die Informationen enthalten über die momentane örtliche Lokalisierung und die momentane Konfiguration wenigstens eines Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) der mehreren Robotersysteme (2.1, 2.2, 2.3) innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage (4), aus einem digitalen Prozessmodell (5) der Automatisierungsanlage (4), wobei - das digitale Prozessmodell (5) Konfigurationsdaten enthält, welche gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) der mehreren Robotersysteme (2.1, 2.2, 2.3) innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage (4) beschreiben, - manuelles oder automatisches Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung (1), die mittels der gestarteten Initialisierungsroutine in den Sicherheitskreis (8) eines bestimmten Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) einzubinden ist, zu einem aus mehreren Wirkungsbereichen (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) des digitalen Prozessmodells ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b), - Einbinden der Not-Halt-Einrichtung (1) in denjenigen Sicherheitskreis (8) desjenigen Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3), welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) des digitalen Prozessmodells (5) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Prozessmodell (5) Daten eines Produktionsprozesses umfasst, in dem für wenigstens einen Produktionsschritt ein Zusammenwirken wenigstens einer ersten Maschine (10.1), eines ersten Roboters (11.1) oder eines ersten Robotersystems (2.1) mit wenigstens einer zweiten Maschine (10.2), einem zweiten Roboter (11.2) oder einem zweitem Robotersystem (2.2) an einer bestimmten örtlichen Lokalisierung zu einem bestimmten Zeitpunkt oder für eine bestimmte Zeitdauer geplant ist, wobei für diesen Produktionsschritt zumindest für den geplanten Zeitpunkt oder die geplante Zeitdauer ein gemeinsamer Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) festgelegt ist, und bei dem manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b), der aufgrund des Produktionsprozesses festgelegte gemeinsame Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Prozessmodell (5) Daten eines Produktionsprozesses umfasst, in dem die Wirkungsbereiche (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) mehrerer Maschinen (10.1, 10.2), Roboter (11.1, 11.2) und/oder Robotersysteme (2.1, 2.2, 2.3) für verschiedene Zeitpunkte oder verschiedene Zeiträume unterschiedlich definiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Maschine (10.1, 10.2), wenigstens ein Roboter (11.1, 11.2) und/oder wenigstens ein Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) als ein mobiles System (12) ausgebildet ist, das eine Not-Halt-Einrichtung (1) aufweist, wobei zum manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung (1) des mobilen Systems (12) zu einem aus dem digitalen Prozessmodell ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) die momentane örtliche Lokalisierung des mobilen Systems herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsroutine manuell durch einen Eingabebefehl einer Person gestartet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsroutine automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) automatisch durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsroutine automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) automatisch durchgeführt wird, wenn ein die zuzuordnende Not-Halt-Einrichtung (1) aufweisendes Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) mittels eines eigenen Sensors (19) das andere Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3), in dessen Sicherheitskreis (8) die Not-Halt-Einrichtung (1) des einen Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) eingebunden werden soll, erfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsroutine automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) automatisch durchgeführt wird, sobald sich ein vordefiniertes oder aus einer Prozessbeschreibung abgeleitetes erstes Schutzfeld (20.1) einer ersten Maschine (10.1), eines ersten Roboters (11.1) oder eines ersten Robotersystems (2.1) mit einem vordefinierten zweiten Schutzfeld (20.2) einer zweiten Maschine (10.2), einem zweiten Roboter (11.2) oder einem zweitem Robotersystem (2.2) überschneidet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vordefinierte erste Schutzfeld (20.1) der ersten Maschine (10.1), des ersten Roboters (11.1) oder des ersten Robotersystems (2.1) und/oder das vordefinierte zweite Schutzfeld (20.2) der zweiten Maschine (10.2), des zweiten Roboters (11.2) oder des zweiten Robotersystems (2.2) einem im digitalen Prozessmodell (5) definierten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) zugeordnet ist und/oder diesem entspricht.
Automatisierungsanlage, aufweisend wenigstens ein erstes Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) mit einem ersten Sicherheitskreis (8.1) und wenigstens ein zweites Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) mit einem zweiten Sicherheitskreis (8.2) und eine Anlagesteuerung (18), welche ein digitales Prozessmodell (5) umfasst, in dem das wenigstens eine erste Robotersystem (2.1) und das wenigstens eine zweite Robotersystem (2.2) abgebildet sind, wobei die Anlagesteuerung (18) ausgebildet und eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.