DE202013105504U1 - working device - Google Patents
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Abstract
Arbeitsvorrichtung mit einem für eine Mensch-Roboter-Kooperation oder -Kollaboration (MRK) tauglichen Industrieroboter (2), der ein Prozesswerkzeug (3) trägt, wobei der Industrieroboter (2) mehrere beweglich, insbesondere drehbar, miteinander verbundene Glieder (7, 8, 9, 10) und eine oder mehrere kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen (I–VII) mit einer integrierten, einwirkende Belastungen der jeweiligen Roboterachse (I–VII) erfassenden Sensorik (11) aufweist, und wobei ergänzend im Bereich des Prozesswerkzeugs (3) eine Personen-Schutzeinrichtung (4) angeordnet ist, die bei einem Körperkontakt mit einem Werker (6) eine Ausweichbewegung des Prozesswerkzeugs (3) oder eines Werkzeugteils erlaubt.Working device with an industrial robot (2) suitable for human-robot cooperation or collaboration (MRC), which carries a process tool (3), wherein the industrial robot (2) has a plurality of movable, in particular rotatable, interconnected links (7, 8, 9, 10) and one or more force-controlled or force-controlled robot axes (I-VII) having an integrated, acting loads of the respective robot axis (I-VII) sensing sensor (11), and wherein additionally in the region of the process tool (3) a person Protective device (4) is arranged, which allows for a body contact with a worker (6) an evasive movement of the process tool (3) or a tool part.
Description
Die Erfindung betrifft eine Arbeitsvorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a working device having the features in the preamble of the main claim.
Die
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Die
Bei praxisbekannten modernen Arbeitsvorrichtungen können Menschen mit Industrierobotern, insbesondere taktilen Robotern, kooperieren oder kollaborieren. Dies wird als Mensch-Roboter-Kooperation oder -Kollaboration (abgekürzt MRK) bezeichnet. Berührungskontakte zwischen dem menschlichen Körper und dem Industrieroboter bzw. seinem Prozesswerkzeug sind dabei unter Einsatz von berührend wirkende Schutzmaßnahmen in Grenzen zugelassen. Bei einer MRK und bei Einsatz berührend wirkender Schutzmaßnahmen sind bestimmte Grenzwerte einzuhalten, die sich bzgl. der Beanspruchungsart unterscheiden und die auch abhängig von der betroffenen Körperregion des Menschen, insbesondere eines Werkers, sind. In modern working devices known in practice, people can cooperate or collaborate with industrial robots, in particular tactile robots. This is referred to as human-robot cooperation or collaboration (abbreviated MRK). Touch contacts between the human body and the industrial robot or its process tool are admittedly permitted by the use of protective measures which have a touching effect. In the case of an MRI and the use of tactile protective measures, certain limit values must be observed which differ with respect to the type of stress and which are also dependent on the affected body region of the human, in particular a worker.
Ein Berührungskontakt mit dem menschlichen Körper kann nach zwei Beanspruchungsarte unterschieden werden, nämlich nach der auftretenden Stoßkraft und der auftretenden Klemm- und Quetschkraft. Die Stoßkraft ist eine dynamische Kraft, die im ersten Kraftimpuls bei Kontakt mit dem menschlichen Körper übertragen wird (Peak). Die Klemm- und Quetschkraft ist die statische Kraft, die nach einem ersten Kraftimpuls erhalten bleibt. Die Kraftgrenzwerte für die jeweiligen Beanspruchungsarten sind für einzelne Körperregionen in einem Körpermodell festgelegt.A contact with the human body can be distinguished according to two types of stress, namely the impact force occurring and the clamping and squeezing force that occurs. The impact force is a dynamic force that is transmitted in the first momentum in contact with the human body (peak). The clamping and squeezing force is the static force that remains after a first momentum. The force limit values for the respective types of stress are defined for individual body regions in a body model.
Die Normung, insbesondere die
Die
Die
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Arbeitstechnik aufzuzeigen.It is an object of the present invention to provide an improved working technique.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.The invention solves this problem with the features in the main claim.
Die beanspruchte Arbeitstechnik, die Arbeitsvorrichtung und das Arbeitsverfahren, haben den Vorteil, dass mit der Personen-Schutzeinrichtung die Arbeitsvorrichtung hinsichtlich Schutzwirkung einerseits und Leistungsfähigkeit, insbesondere Robotergeschwindigkeit, andererseits optimiert werden kann.The claimed working technique, the working device and the working method, have the advantage that with the personal protection device, the working device can be optimized in terms of protective effect on the one hand and performance, in particular robot speed, on the other.
Die Personen-Schutzeinrichtung kann zur wirksamen Ergänzung anderer MRK-Sicherheitsmaßnahmen eingesetzt werden. In Verbindung mit einem MRK-tauglichen Industrieroboter, insbesondere einem taktilen Roboter, ergibt sich eine optimale Lösung. The personal protection device can be used to effectively complement other MRK security measures. In conjunction with an MRK-compatible industrial robot, in particular a tactile robot, an optimal solution results.
Für die Ausgestaltung der Personen-Schutzeinrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine Ausbildung als Entkoppelungseinrichtung kann die bei einem Körperkontakt wirksame Masse und damit die auftretende Körperbelastung mindern. Alternativ oder zusätzlich kann die Robotergeschwindigkeit dank Massenreduzierung erhöht werden. Die Personen-Schutzeinrichtung, insbesondere die Entkoppelungseinrichtung und deren Entkoppelungselement kann anderseits so steif ausgelegt werden, dass Kollisionen mit einem Werker durch den MRK-tauglichen, bevorzugt taktilen Industrieroboter weiterhin erkannt werden.There are various possibilities for the design of the personal protection device. Training as a decoupling device can reduce the effective body contact and thus the body load occurring. Alternatively or additionally, the robot speed can be increased thanks to mass reduction. On the other hand, the personal protection device, in particular the decoupling device and its decoupling element, can be designed so stiff that collisions with a worker can still be detected by the MRK-compatible, preferably tactile industrial robot.
Von besonderem Vorteil ist die Möglichkeit, die Masse des gesamten Industrieroboters unabhängig von den Roboterposen zu entkoppeln. Die Arbeitsvorrichtung kann außerdem einfacher und mit besserer Leistungsorientierung nach MRK-Erfordernissen ausgelegt werden.Of particular advantage is the ability to decouple the mass of the entire industrial robot regardless of the robot poses. The working device can also be designed more easily and with better performance orientation according to MRK requirements.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.In the subclaims further advantageous embodiments of the invention are given.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. In detail show:
Die Erfindung betrifft eine Arbeitsvorrichtung (
Die Arbeitsvorrichtung (
Die Arbeitsvorrichtung (
Das Prozesswerkzeug (
Im Bereich des Prozesswerkzeugs (
Die Personen-Schutzeinrichtung (
In den gezeigten Varianten ist die Personen-Schutzeinrichtung (
Die Entkoppelungseinrichtung (
Außerdem kann der Industrieroboter (
Über die Massenreduzierung kann der bei einem Personenkontakt wirkende Impuls und die hiervon ausgehende Körperbelastung und Verletzungsgefahr gemindert werden. Der Impuls berechnet sich nach der reflektierten Masse und der Geschwindigkeit, mit der sie vom Industrieroboter (
Andererseits kann durch die Massenreduzierung unter Einhaltung der eingangs genannten Belastungs-Grenzwerte die Robotergeschwindigkeit entsprechend erhöht werden. Solange die Entkoppelungseinrichtung (
Die Entkoppelungseinrichtung (
Zwischen den Schnittstellen (
In der Ausführungsform von
In
In der Variante von
In der Ausführungsform von
Für die Verliersicherheit kann bei dieser, wie auch den anderen geeigneten Ausführungsformen ein nachgiebiges Haltemittel (
Der Industrieroboter (
Der Industrieroboter (
Vorzugsweise ist der Industrieroboter (
Alternativ oder zusätzlich kann eine andere MRK-Sensorik am Industrieroboter (
Der taktile Industrieroboter (
Bevorzugt hat der taktile Industrieroboter (
Ein taktiler Industrieroboter (
Ein taktiler Industrieroboter (
Ein solcher taktiler Roboter kann z.B. gemäß der
Der Industrieroboter (
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele und deren Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert oder auch vertauscht werden. Variations of the embodiments shown and described are possible in various ways. In particular, the features of the various embodiments and their modifications can be arbitrarily combined with each other or swapped.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Arbeitsvorrichtung working device
- 22
- Industrieroboter, taktiler Roboter Industrial robot, tactile robot
- 33
- Prozesswerkzeug process tool
- 44
- MRK-Schutzeinrichtung, Personen-Schutzeinrichtung MRK protection device, personal protection device
- 55
- 66
- Werker improvement
- 77
- Glied, Basis, Sockel Limb, base, pedestal
- 88th
- Glied, Roboterarm Limb, robotic arm
- 99
- Glied, Roboterarm Limb, robotic arm
- 1010
- Glied, Abtriebsglied, Roboterhand Link, output link, robot hand
- 1111
- Sensorik sensors
- 1212
- 1313
- 1414
- 1515
- 1616
- 1717
- Entkoppelungseinrichtung uncoupling
- 1818
- Haltemittel nachgiebig Holding means yielding
- 1919
- 2020
- 2121
- 2222
- 2323
- 2424
- Schnittstelle, Anbauteil an Roboter Interface, attachment to robots
- 2525
- Schnittstelle, Anbauteil an Werkzeug Interface, attachment to tool
- 2626
- Steuerung control
- 2727
- Detektionseinrichtung detection device
- 2828
- Entkoppelungselement decoupling
- 2929
- Federanordnung, Einzelfeder, Federpaket Spring arrangement, single spring, spring package
- 3030
- Kugelgelenk ball joint
- 3131
- Überlastelement Overload element
- 3232
- Magnetkupplung magnetic coupling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20150409 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: KUKA SYSTEMS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; KUKA SYSTEMS GMBH, 86165 AUGSBURG, DE |
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R082 | Change of representative | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |