DE202018104132U1 - Sensor system and distance sensor module - Google Patents
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- F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
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Abstract
Distanzsensormodul (2) dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzsensormodul (2) ein Gehäuse (8) mit mindestens einem Distanzsensor (9) aufweist, wobei das Gehäuse (8) mindestens ein Drehgelenk (10) mit einer Drehachse (11) aufweist und zwei am Gehäuse (8) zueinander entgegengesetzt angeordnete Verbindungsstellen (12) aufweist, wobei jede Verbindungsstelle (12) ein Verbindungselement (13) aufweist zur Verbindung mit einem benachbarten Distanzsensormodul (2).Distance sensor module (2), characterized in that the distance sensor module (2) has a housing (8) with at least one distance sensor (9), wherein the housing (8) has at least one rotary joint (10) with a rotation axis (11) and two on the housing (8) mutually oppositely disposed connection points (12), wherein each connection point (12) has a connecting element (13) for connection to an adjacent distance sensor module (2).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Distanzsensormodul gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Sensorsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7.The present invention relates to a distance sensor module according to the preamble of
Zur Absicherung von Werkzeugen an Robotern bzw. der Prozesse der Werkzeuge mit den Werkstücken werden häufig berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen verwendet.To protect tools on robots or the processes of the tools with the workpieces contactless protective devices are often used.
Die Absicherung mit nur einer beispielsweisen immer gleichen Sensoranordnung stellt eine Herausforderung dar, weil die Geometrien der Werkzeuge und Werkstücke applikationsspezifisch sehr unterschiedlich sind.The protection with only one example, always the same sensor arrangement is a challenge, because the geometries of the tools and workpieces are application-specific very different.
Die
Die
Die
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Distanzsensormodul bereitzustellen, welches mit anderen Distanzsensormodulen kombinierbar ist, um ein Schutzfeld um ein Werkzeug oder ein Werkstück an einem Roboterarm zu bilden.An object of the invention is to provide a distance sensor module which can be combined with other distance sensor modules to form a protective field around a tool or a workpiece on a robot arm.
Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Distanzsensormodul, wobei das Distanzsensormodul ein Gehäuse mit mindestens einem Distanzsensor aufweist, wobei das Gehäuse mindestens ein Drehgelenk mit einer Drehachse aufweist und zwei entgegengesetzte Verbindungsstellen aufweist, wobei jede Verbindungsstelle ein Verbindungselement aufweist zur Verbindung mit einem benachbarten Distanzsensormodul.The object is achieved according to
Die Aufgabe wird weiter gemäß Anspruch 7 gelöst durch ein Sensorsystem mit optoelektronischen Distanzsensormodulen zur Überwachung eines Gefahrenbereichs an einem bewegbaren Maschinenteil mit mindestens einem Schutzfeld, wobei die optoelektronischen Distanzsensoren ringförmig in einem ersten Ring an dem bewegbaren Maschinenteil angeordnet sind, wobei an dem bewegbaren Maschinenteil ein Werkzeug angeordnet ist, wobei die Distanzsensormodule jeweils ein Gehäuse mit mindestens einem Distanzsensor aufweisen, wobei das Gehäuse mindestens ein Drehgelenk mit einer Drehachse aufweist und zwei entgegengesetzte Verbindungsstellen aufweist, wobei jede Verbindungsstelle ein Verbindungselement aufweist zur Verbindung mit einem benachbarten Distanzsensormodul.The object is further achieved according to claim 7 by a sensor system with optoelectronic distance sensor modules for monitoring a danger zone on a movable machine part with at least one protective field, wherein the optoelectronic distance sensors are arranged annularly in a first ring on the movable machine part, wherein on the movable machine part a tool is arranged, wherein the distance sensor modules each having a housing with at least one distance sensor, wherein the housing has at least one rotary joint with a rotation axis and two opposite connection points, each connection point has a connecting element for connection to an adjacent distance sensor module.
Das Sensorsystem dient zum sicheren Überwachen des Gefahrenbereichs bzw. eines Überwachungsbereichs des bewegbaren Maschinenteils.The sensor system is used to safely monitor the danger zone or a monitoring area of the movable machine part.
Sicherheit ist gemäß vorliegender Erfindung Sicherheit im Sinne von Maschinensicherheit. Beispielsweise regelt die
Eine Auswerteeinheit erkennt Schutzfeldverletzungen und kann ein sicherheitsgerichtetes Abschaltsignal ausgeben, um eine gefahrbringende Bewegung des Teils bzw. des Roboters zu stoppen bzw. das Teil oder den Roboter abzubremsen. Das kann z. B. über sichere Schaltsignale, z.B. OSSD-Signale (Output Safety Switching Device-Signale) oder sichere Distanzdaten, Abstandsdaten bzw. sichere Ortsdaten des Eingriffsereignisses realisiert werden. Beispielsweise ist die Auswerteeinheit zweikanalig ausgebildet.An evaluation unit detects protective field violations and can output a safety-related shutdown signal in order to stop a dangerous movement of the part or the robot or to decelerate the part or the robot. This can z. Via secure switching signals, e.g. OSSD signals (output safety switching device signals) or safe distance data, distance data or safe location data of the intervention event can be realized. For example, the evaluation unit is designed with two channels.
Die Distanzsensormodule bilden einen Halter, in den die berührungslos wirkenden Distanzsensoren integrierbar sind. Aufgrund des Gehäuses des Distanzsensormoduls kann eine bewegliche Kette gebildet werden, mit der unterschiedlichste Anordnungen der Distanzsensormodule realisiert werden können. Damit lassen sich Mensch-Roboter-Kollaborations-Anwendungen mit unterschiedlichen Roboter-Werkzeuggeometrien oder Werkstückgeometrien absichern.The distance sensor modules form a holder, in which the non-contact distance sensors can be integrated. Due to the housing of the distance sensor module, a movable chain can be formed with which a wide variety of arrangements of the distance sensor modules can be realized. This makes it possible to secure human-robot collaboration applications with different robot tool geometries or workpiece geometries.
Das Gehäuse besteht aus mindestens zwei Gehäuseteilen, die über das Drehgelenk miteinander verbunden sind.The housing consists of at least two housing parts, which are connected to each other via the rotary joint.
Die mehreren Distanzsensoren sind mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der Distanzsensoren verbunden. Die Leitungsführung der einzelnen Distanzsensoren kann einfach über das Drehgelenk erfolgen. Dabei müssen die Leitungen nicht unterbrochen werden, da die mechanisch lösbare Schnittstelle zum Aufbau des Sensorsystems nicht das Drehgelenk ist, sondern die lösbare Verbindungsstelle.The plurality of distance sensors are connected to an evaluation unit for evaluation of the distance sensors. The routing of the individual distance sensors can be done easily via the hinge. In this case, the lines must not be interrupted because the mechanically detachable interface to the structure of the sensor system is not the hinge, but the detachable connection point.
Das Sensorsystem gemäß vorliegender Erfindung kann der Anwender selbst aufbauen, entsprechend den vorgegebenen geometrischen Gegebenheiten. Durch die Drehgelenke lässt sich die Geometrie genau an vorgegebene mechanische Adapter anpassen.The sensor system according to the present invention may be constructed by the user himself, according to the given geometrical conditions. Due to the swivel joints, the geometry can be precisely adapted to predefined mechanical adapters.
Jedoch kann es auch vorgesehen sein, das Sensorsystem direkt beim Hersteller in der Produktion aufzubauen und manipulationssicher an den Anwender auszuliefern.However, it can also be provided to set up the sensor system directly at the manufacturer in production and deliver it to the user in a tamper-proof manner.
Die Distanzsensoren sind beispielsweise entlang dem Ring beabstandet zueinander angeordnet, wobei jeder Sensor ein flächiges Schutzfeld bildet. Die Schutzfelder nähern zusammen beispielsweise die Mantelfläche eines Zylinders oder Kegelstumpfes oder Rotationshyperboloids an.The distance sensors are spaced apart, for example, along the ring, with each sensor forming a planar protective field. The protective fields together approach, for example, the lateral surface of a cylinder or truncated cone or hyperboloid of revolution.
Optional weisen die Distanzsensoren gleichmäßige Abstände auf. Durch die gleichmäßigen Abstände der Sensoren und eine jeweils identische Winkelausrichtung der Detektionsstrahlen wird eine nahezu gleichmäßige Auflösung innerhalb des Schutzfeldes erreicht.Optionally, the distance sensors have uniform distances. Due to the uniform distances of the sensors and each identical angular orientation of the detection beams a nearly uniform resolution within the protective field is achieved.
Die Distanzsensoren sind berührungslos wirkende abstandsmessende Distanzsensoren, wobei die Distanzsensoren einen Detektionsstrahl zum Erfassen von Objekten im Überwachungsbereich aufweisen.The distance sensors are non-contact distance-measuring distance sensors, wherein the distance sensors have a detection beam for detecting objects in the monitoring area.
Die Distanzsensoren können jeweils ein linienförmiges oder flächiges Schutzfeld aufweisen. Das flächige Schutzfeld ist fächerförmig ausgebildet mit einem bestimmten Öffnungswinkel von beispielsweise 2° bis 20°.The distance sensors can each have a linear or flat protective field. The flat protective field is fan-shaped with a certain opening angle of for example 2 ° to 20 °.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse mindestens zwei Distanzsensoren auf, wobei zwischen den Distanzsensoren das Drehgelenk angeordnet ist.In a development of the invention, the housing has at least two distance sensors, the rotary joint being arranged between the distance sensors.
Die Distanzsensoren sind dabei optional so im Gehäuse angeordnet, dass bei einer Verbindung von Distanzsensormodulen bei gleichen Gelenkwinkeln äquidistante Abstände, also gleiche Abstände zwischen den optischen Achsen der Distanzsensoren, der Distanzsensoren eines Distanzsensormoduls und benachbarter Distanzsensormodule vorliegen. Durch die Anordnung von mindestens zwei Distanzsensoren pro Distanzsensormodul wird die Anzahl der Drehgelenke quasi halbiert.In this case, the distance sensors are optionally arranged in the housing in such a way that equidistant distances, ie equal distances between the optical axes of the distance sensors, the distance sensors of a distance sensor module and adjacent distance sensor modules, are present for a joint of distance sensor modules. By arranging at least two distance sensors per distance sensor module, the number of hinges is quasi halved.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Verbindungselement eine elektrische und mechanische Steckverbindung. Dadurch ist eine einfache elektrische Verbindung zwischen den Modulen bereitgestellt. Die Steckverbindung weist hierzu optional Rastmittel auf, um die Verbindung mechanisch zu sichern. Die Steckverbindung definiert dabei die mechanischen Abstände zwischen den Distanzsensoren.In a further development of the invention, the connecting element is an electrical and mechanical plug connection. This provides a simple electrical connection between the modules. The connector has this optional locking means to secure the connection mechanically. The connector defines the mechanical distances between the distance sensors.
In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den Distanzsensormodulen mindestens ein Distanzstück angeordnet. Dadurch kann ein Abstand der Distanzsensormodule zueinander eingestellt werden. Durch eine Verwendung mehrerer Distanzstücke kann der Abstand modular vergrößert werden. Durch die Distanzstücke wird ein modulares Sensorsystem gebildet, welches flexibel an die gewünschten Abmessungen und an die gewünschte Anzahl an Distanzsensoren angepasst werden kann.In a further development of the invention, at least one spacer is arranged between the distance sensor modules. Thereby, a distance of the distance sensor modules to each other can be adjusted. By using multiple spacers, the distance can be increased modular. The spacers form a modular sensor system which can be flexibly adapted to the desired dimensions and to the desired number of distance sensors.
In Weiterbildung der Erfindung ist an mindestens einem Gehäuse ein längsverstellbarer Haltearm angeordnet. Durch den Halterarm kann das Distanzsensormodul an dem Roboterarm bzw. einem Aufnahmekörper des Roboterarms befestigt werden. Der Haltearm ist dabei optional längenverstellbar ausgebildet. Bevorzugt ist jedes Distanzsensormodul mit jeweils einem Haltearm an dem Aufnahmekörper befestigt.In a further development of the invention, a longitudinally adjustable holding arm is arranged on at least one housing. By the holder arm, the distance sensor module can be attached to the robot arm or a receiving body of the robot arm. The support arm is optionally designed to be adjustable in length. Preferably, each distance sensor module, each with a holding arm attached to the receiving body.
In Weiterbildung der Erfindung ist der längsverstellbare Haltearm an dem Drehgelenk befestigt. Dadurch ist die Drehachse des Drehgelenks identisch mit der Befestigungsachse des Haltearms.In a further development of the invention, the longitudinally adjustable retaining arm is attached to the rotary joint. As a result, the axis of rotation of the rotary joint is identical to the mounting axis of the support arm.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
-
1 ein Distanzsensormodul mit einem Distanzsensor und einem Drehgelenk; -
2 ein Distanzsensormodul mit zwei Distanzsensoren und einem Drehgelenk zwischen den Distanzsensoren; -
3 ein Sensorsystem aus Distanzsensormodulen; -
4 ein Sensorsystem aus Distanzsensormodulen und Haltearmen;
-
1 a distance sensor module with a distance sensor and a hinge; -
2 a distance sensor module with two distance sensors and a pivot between the distance sensors; -
3 a sensor system of distance sensor modules; -
4 a sensor system of distance sensor modules and holding arms;
In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.In the following figures, identical parts are provided with identical reference numerals.
Das Gehäuse
Die Distanzsensoren
Gemäß
Gemäß
Die Distanzsensoren
Das Sensorsystem
Die Distanzsensoren
Die mehreren Distanzsensoren
Das Sensorsystem
Die Distanzsensoren
Gemäß
Gemäß
Die Distanzsensoren
Optional weisen die Distanzsensoren
Optionally have the
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform ist zwischen den Distanzsensormodulen mindestens ein Distanzstück angeordnet. Dadurch kann ein Abstand der Distanzsensormodule zueinander bzw. ein Abstand der Distanzsensoren zueinander eingestellt werden. Durch eine Verwendung mehrerer Distanzstücke kann der Abstand modular vergrößert werden. Durch die Distanzstücke wird ein modulares Sensorsystem gebildet, welches flexibel an die gewünschten Abmessungen und an die gewünschte Anzahl an Distanzsensoren angepasst werden kann. According to one embodiment, not shown, at least one spacer is arranged between the distance sensor modules. Thereby, a distance of the distance sensor modules to each other or a distance of the distance sensors can be adjusted to each other. By using multiple spacers, the distance can be increased modular. The spacers form a modular sensor system which can be flexibly adapted to the desired dimensions and to the desired number of distance sensors.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Sensorsystemsensor system
- 22
- DistanzsensormoduleDistance sensor modules
- 33
- Gefahrenbereichdanger area
- 55
- Schutzfeldprotection field
- 88th
- Gehäusecasing
- 99
- DistanzsensorDistance sensor
- 1010
- Drehgelenkswivel
- 1111
- Drehachseaxis of rotation
- 1212
- Verbindungsstellenjoints
- 1313
- Verbindungselementconnecting element
- 1414
- Steckverbindungconnector
- 1515
- Haltearmholding arm
- 1616
- Distanzstückspacer
- 1717
- Gehäuseteilhousing part
- 1818
- Gehäuseteilhousing part
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1813967 B1 [0004]EP 1813967 B1 [0004]
- US 2001/0040213 A1 [0005]US 2001/0040213 A1 [0005]
- DE 102015112656 A1 [0006]DE 102015112656 A1 [0006]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Norm EN/IEC 61496 [0011]Standard EN / IEC 61496 [0011]
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018104132.0U DE202018104132U1 (en) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | Sensor system and distance sensor module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018104132.0U DE202018104132U1 (en) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | Sensor system and distance sensor module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202018104132U1 true DE202018104132U1 (en) | 2019-10-20 |
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Family Applications (1)
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DE202018104132.0U Active DE202018104132U1 (en) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | Sensor system and distance sensor module |
Country Status (1)
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DE (1) | DE202018104132U1 (en) |
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2018
- 2018-07-18 DE DE202018104132.0U patent/DE202018104132U1/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |