DE4341145C2

DE4341145C2 - Method and device for determining the mutual approach of two objects and application of the method for collision protection

Info

Publication number: DE4341145C2
Application number: DE19934341145
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Kayser; Manfred Dipl Ing Podlech
Original assignee: Siemens AG; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH; Siemens AG
Priority date: 1993-12-02
Filing date: 1993-12-02
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2013-12-03
Also published as: DE4341145A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer gegenseitigen Annäherung eines ersten Schutzobjektes und zumindest eines zweiten Schutzobjektes, die gegeneinander beweglich sind, sowie eine Anwendung des Verfahrens zur Vermeidung einer Kollision der beiden Schutzobjekte.The invention relates to a method and a device to determine a mutual approximation of a first Protected object and at least one second protected object, which are mutually movable, and an application of Procedure for avoiding a collision between the two Objects of protection.

Die Bestimmung einer gegenseitigen Annäherung zweier Objek te ist sowohl in der industriellen Fertigung als auch in der Meß- und Prüftechnik von Interesse, da es häufig not wendig ist, die Bewegungsabläufe verschiedener Objekte in vorgebbaren Grenzen zu kontrollieren. Beispielsweise in der Robotertechnik und der Flurfördertechnik werden bewegte Ob jekte eingesetzt, die sich in vorgegebenen Bahnen bewegen sollen und gezielt mit anderen Objekten in Kontakt treten müssen, z. B. zum Zwecke der Bearbeitung und Prüfung von Werkstücken oder zum Transport von fertigen Produkten oder Halbzeugen.The determination of a mutual approximation of two objects te is both in industrial manufacturing and in the measurement and testing technology of interest, since it is often necessary is agile, the movements of different objects in control predefinable limits. For example in the Robotics and materials handling technology are moving used objects that move in predetermined paths should and specifically come into contact with other objects need, e.g. B. for the purpose of editing and testing Workpieces or to transport finished products or Semi-finished products.

In dem Artikel "Kollisionsvermeidung bei Industrierobotern" von M. Weck und H.-P. Stöck in VDI-Z, Band 127, Februar 1985, Nr. 3, Seite 71-79, wird ein Überblick über ver schiedene Verfahren zur Kollisionsvermeidung gegeben. Die Autoren unterscheiden in ihrem Artikel zwei Arten von Ver fahren, die sogenannten "Off-Line"-Verfahren sowie die "On- Line"-Verfahren. Die "Off-Line"-Verfahren zur Kollisions vermeidung simulieren die Bewegungsabläufe von Objekten, insbesondere Handhabungsgeräten. Die Simulation erfolgt auf Basis eines jeweiligen Modelles, welches sowohl das Hand habungsgerät als auch die für die Kollisionsanalyse rele vante Geräteumwelt umfaßt. Eine Feinunterteilung der "Off- Line"-Verfahren erfolgt danach, ob die Simulation an einem physikalischen Modell, am Bildschirm oder durch analytische Berechnung der Bewegungsabläufe mit automatischer Über prüfung auf Kollision erfolgt. Bei den "Off-Line"-Verfahren wird eine Kollision aufgrund falsch programmierter Be wegungsabläufe, z. B. infolge von Programmierfehlern, im Rahmen einer entsprechenden Analyse des programmierten Bewegungsablaufs erkannt. Eine Überwachung der tatsäch lichen Bewegung der Geräte während ihres bestimmungsgemäßen Betriebs erfolgt nicht.In the article "Collision Avoidance in Industrial Robots" by M. Weck and H.-P. Stöck in VDI-Z, volume 127, February 1985, No. 3, pages 71-79, an overview of ver different methods of collision avoidance are given. The In their article, authors distinguish between two types of ver drive, the so-called "off-line" processes and the "on- Line "methods. The" off-line "methods for collisions avoidance simulate the movement of objects, especially handling devices. The simulation takes place on Basis of each model, which both the hand device as well as for the collision analysis rele vante device environment includes. A fine division of the "off- Line "process is based on whether the simulation on a physical model, on screen or through analytical Calculation of motion sequences with automatic over Check for collision. In the "off-line" process is a collision due to incorrectly programmed Be routings, e.g. B. due to programming errors in As part of a corresponding analysis of the programmed Movement sequence recognized. Monitoring the actual movement of the devices during their intended use Operating does not take place.

Demgegenüber sind "On-Line"-Verfahren während der Bewe gungsabläufe der Geräte aktiviert und erfassen eine Kolli sionsgefahr, z. B. durch eine unkontrollierte Bewegung des Gerätes, über physikalische Messungen und Auswertungen. Da zu werden beispielsweise Sensoren verwendet, die eine Ob jektannäherung erfaßbar machen. Bei einer Überwachung größerer Raumbereiche kann eine gegenseitige Beeinflussung der Sensoren das Verfahren negativ beeinflussen durch Fehl auslösungen und/oder eine Erhöhung der Störanfälligkeit. Zudem kann es zu einem erhöhten Installations- und Verdrah tungsaufwand kommen. Auf eine konkrete Beschreibung und Ausgestaltung eines Verfahrens zur Bestimmung der Annähe rung zweier Objekte wird in dem Artikel nicht eingegangen. In contrast, there are "on-line" procedures during the movement The device's processing sequences are activated and record a package Sion hazard, e.g. B. by an uncontrolled movement of the Device, via physical measurements and evaluations. There to be used for example sensors that an Ob make object approach detectable. With a surveillance Larger areas of space can influence each other of sensors negatively affect the process due to failure tripping and / or an increase in susceptibility to failure. It can also lead to increased installation and wiring effort. On a concrete description and Design of a procedure for determining proximity The article does not go into two objects.

In der EP 0 158 593 A1 ist eine Warn- und Überwachungsein richtung beschrieben, mit der eine Annäherung beispielsweise eines elektrisch-leitfähigen Körpers an einen Roboter erkannt werden soll. Hierzu wird eine bei der Annäherung auftretende Veränderung eines induktiven und/oder kapazitiven Blindwider stands zwischen einer ersten leitfähigen Schicht und einer zweiten leitfähigen Schicht, die gegeneinander beweglich sind, verwendet. Die elektrisch-leitfähigen Schichten sind durch einen elastischen Sensorträger voneinander getrennt, welcher sich bei einem Auftreffen des elektrisch-leitfähigen Körpers deformiert und die elektrisch-leitfähigen Schichten gegeneinander bewegt. Eine Bestimmung des elektrischen Wider stands, d. h. des induktiven und/oder kapazitiven Blindwider stands, erfolgt durch eine Verstimmung eines L/C-Kreises bzw. eine Verstimmung einer Brückenschaltung, d. h. über eine Fre quenzänderung eines Oszillators. Zudem wird ein Warnsignal abgegeben, wenn eine Änderung des elektrischen Stroms einer zentralen Stromversorgung auftritt, welche durch ein Zu- oder Abschalten von elektrischen Verbrauchern in Abhängigkeit des vorherrschenden induktiven und/oder kapazitiven Blindwider stands hervorgerufen wird.In EP 0 158 593 A1 there is a warning and monitoring unit direction described with an approximation, for example of an electrically conductive body to a robot shall be. For this purpose, one that occurs during the approximation Modification of an inductive and / or capacitive reactance between a first conductive layer and a second conductive layer that is mutually movable are used. The electrically conductive layers are separated from each other by an elastic sensor carrier, which occurs when the electrically conductive Body deformed and the electrically conductive layers moved against each other. A determination of the electrical resistance stands, d. H. of the inductive and / or capacitive reactance stands, is done by detuning an L / C circuit or a detuning of a bridge circuit, d. H. about a Fre change of frequency of an oscillator. There will also be a warning signal given off when a change in electrical current occurs central power supply occurs, which by a supply or Switching off electrical consumers depending on the predominant inductive and / or capacitive reactance stands is caused.

In der DD 2 25 656 A1 ist eine Einrichtung zum Kollosions schutz für einen Industrieroboter beschrieben. Ein vom Indu strieroboter geführtes Arbeitsgerät wird mit einer Spannung beaufschlagt, die bei Berührung mit dem auf Gegenpotential liegenden Werkstück einen Stromfluß hervorruft. Mit Hilfe ei ner elektrischen Schaltung wird daraus ein Einheitssignal ge bildet, welches zur Abschaltung der Antriebe genutzt wird. Der Eingang eines Verstärkers ist mit dem Arbeitsgerät und den übrigen Anlagenteilen verbunden. Der Ausgang des Verstär kers ist über einen Trigger, der eine einstellbare Ansprech schwelle besitzt, mit den Antrieben verknüpft. Ein bei Berüh rung auftretender Ausgleichstrom wird im Verstärker verstärkt und dem Trigger zugeführt, so daß bei Überschreitung der An sprechschwelle die Ausgabe des Einheitssignals zur Abschal tung der Antriebe erfolgt. In DD 2 25 656 A1 there is a device for collision protection for an industrial robot. One from the Indu Strierobot-guided work tool comes with a voltage acted upon when touched with the on counter potential lying workpiece causes a current to flow. With the help of egg A single signal is generated from this electrical circuit forms, which is used to switch off the drives. The input of an amplifier is with the working device and connected to the other parts of the system. The output of the amplifier kers is about a trigger that has an adjustable response threshold has, linked to the drives. One at famous compensation current is amplified in the amplifier and fed to the trigger so that when the on speech threshold the output of the standard signal for shutdown The drives are operated.

In dem Artikel "Entwickeln problemangepaßter Sicherheits einrichtungen - Beispiel Industrieroboter" von P. Nicolaisen in Industrieanzeiger, 102. Jahrgang, Nr. 73, September 1980, Seite 64-65, ist eine Sicherheitseinrichtung für einen Industrieroboter beschrieben. Die Sicherheitseinrich tung besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten, nämlich einem großflächigen Schalter, der beim Anfahren eines Hindernisses ein Signal abgibt, welches zur Abschaltung des Industrieroboters dient, und einer Struktur, die verformbar ist und eine nach Abschalten des Industrieroboters noch vorhandene Bewegungsenergie abbaut. Die Sicher heitseinrichtung besteht in einer gezeigten Ausführung aus zwei elektrischen Leitern, die an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Kunststoffes, der bei Druck elektrisch leitend wird, angeordnet sind. Die Leiter sind weiterhin gegenüber ihrer Umgebung mit jeweils einer Isolierfolie isoliert. Einer der Leiter ist fest mit einem Schaumpolster verbunden, welches wiederum fest mit einem Blechgehäuse verbunden ist und die verformbare Struktur darstellt. Bei einer Berührung der Sicherheitseinrichtung mit einem Objekt wird die Sicherheitseinrichtung an einer Berührungsstelle eingedrückt, so daß auf den Kunststoff Druck- und Zugspannungen einwirken und dieser elektrisch leitend wird. Eine gegenseitige Annäherung der Leiter erfolgt dabei nicht. Der Nachweis einer Berührung eines Objektes mit der Oberfläche der Sicherheitseinrichtung erfolgt aufgrund mechanischer Spannungen und nicht aufgrund einer Annäherung der Leiter. Die Sicherheitseinrichtung hat den Nachteil, daß sie fest mit dem Industrieroboter verbunden sein muß, damit die Druck- und Zugspannungen auftreten können, die zur Leitfähigkeit des Kunststoffes führen. Ein weiterer Nachteil der Sicherheitseinrichtung besteht darin, daß ein unempfindlicher Kunststoff erst bei relativ großen Druck- und Zugspannungen elektrisch leitend wird und somit leichte Berührungen nicht erfaßbar sind. Andererseits kann ein sehr empfindlicher Kunststoff leicht zu einer Fehlauslösung führen, wobei eine Berührung nicht stattgefunden hat.In the article "Developing Custom Security facilities - Example industrial robot "by P. Nicolaisen in Industrieanzeiger, 102nd year, No. 73, September 1980, pages 64-65, is a safety device for described an industrial robot. The security device tion consists essentially of two components, namely a large switch, which when starting a Obstacle emits a signal that switches off the Industrial robot serves, and a structure that is deformable is and one after switching off the industrial robot reduces existing kinetic energy. The sure one Unit device consists of an embodiment shown two electrical conductors connected to two opposite Sides of a plastic that is electrically conductive when printed will be arranged. The leaders are still opposite isolated from their surroundings with an insulating film. One of the ladders is fixed with a foam pad connected, which in turn is fixed to a sheet metal housing is connected and represents the deformable structure. At touching the safety device with an object becomes the safety device at a point of contact indented so that pressure and pressure on the plastic Tensile stresses act and this becomes electrically conductive. The conductors move towards each other Not. Evidence of an object touching the Surface of the safety device is due mechanical stresses and not due to an approximation the leader. The safety device has the disadvantage that it must be firmly connected to the industrial robot so that the compressive and tensile stresses can occur that lead to the conductivity of the plastic. Another The disadvantage of the safety device is that a insensitive plastic only with relatively large pressure and tensile stresses become electrically conductive and thus light Touches are not detectable. On the other hand, a very sensitive plastic easily leads to false triggering lead, whereby a touch has not taken place.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung einer gegenseitigen Annäherung zweier Schutzobjekte anzu geben, welches einfach durchführbar ist und auch unter extremen Umgebungsbedingungen, insbesondere in deminerali siertem Wasser, einsetzbar ist, ohne zu Fehlauslösungen oder Störungen zu führen. Weitere Aufgaben bestehen in der Angabe einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie einer Anwendung des Verfahrens zum Kollisionsschutz der beiden Schutzobjekte. The object of the invention is a method for determination to bring two objects of protection closer together give, which is easy to carry out and also under extreme environmental conditions, especially in deminerali water, can be used without causing false triggers or cause interference. Other tasks are in the Specification of a device for performing the method and an application of the collision protection method of the two protected objects.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bestimmung einer gegenseitigen Annäherung ei nes ersten Schutzobjektes und zumindest eines zweiten Schutzobjektes, die gegeneinander beweglich sind, durch Be stimmung eines elektrischen Widerstandes, wobei dem ersten Schutzobjekt eine erste leitfähige Oberfläche und dem zwei ten Schutzobjekt eine zweite elektrisch leitfähige Ober fläche zugeordnet wird, ab einer kritischen Annähe rung der Schutzobjekte ebenfalls eine gegenseitige Annähe rung der Oberflächen erfolgt, der Widerstand zwischen den Oberflächen bestimmt wird und als Maß für die gegenseitige Annäherung der Schutzobjekte dient und eine variable Po tentialdifferenz zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche derart erzeugt, daß ab einer kritischen Annäherung der Schutzobjekte eine Änderung dieser Poten tialdifferenz als bestimmende Größe für den Widerstand zwischen den elektrisch leitfähigen Oberflächen dient.According to the invention, the object is achieved by a Procedure for determining mutual approximation nes first protected object and at least one second Protected object that are movable against each other by Be tuning an electrical resistance, the first Protection object a first conductive surface and the two a second electrically conductive surface area is allocated from a critical proximity protection objects also a mutual approach The resistance occurs between the surfaces is determined and as a measure of the mutual approximation of the protected objects serves and a variable bottom potential difference between the first surface and the second surface generated in such a way that from a critical Approaching the protected objects a change in these pots tial difference as a determining variable for the resistance between the electrically conductive surfaces.

Beispielsweise kann die Potentialdifferenz eine Teil spannung eines ohmschen, mit einer bekannten elektrischen Spannung beaufschlagten Spannungsteilers sein, so daß der elektrische Widerstand eindeutig über die Potentialdiffe renz, die an den Spannungsteiler angelegte bekannte Span nung und die in dem Spannungsteiler weiterhin enthaltenen. Widerstände bestimmbar ist. Die angelegte Spannung kann günstigerweise etwa 5 V betragen. Der Spannungsteiler muß nicht unbedingt mit ohmschen Widerständen aufgebaut sein; er kann gegebenenfalls auch oder ausschließlich Kondensato ren enthalten.For example, the potential difference can be a part voltage of an ohmic, with a known electrical Voltage applied voltage divider, so that the electrical resistance clearly via the potential differences renz, the known span applied to the voltage divider voltage and those still contained in the voltage divider. Resistances can be determined. The applied voltage can conveniently be about 5 V. The voltage divider must not necessarily be built up with ohmic resistors; if necessary, it can also or exclusively condensate ren included.

Eine Bestimmung des elektrischen Widerstandes kann bei spielsweise direkt erfolgen oder in an sich bekannter Weise durch Messung physikalischer Größen, die in eindeutiger Weise mit dem Widerstand zusammenhängen, wie beispielsweise elektrischer Strom, elektrische Spannung und elektrische Kapazität. Die elektrisch leitfähigen Oberflächen können unmittelbar an den Schutzobjekten angeordnet sein; insbe sondere kann bei einem metallischen Schutzobjekt die Ober fläche des Schutzobjektes eine der elektrisch leitfähigen Oberflächen sein. Bei einer gegenseitigen Annäherung der Schutzobjekte erfolgt ab einer kritischen Annäherung eben falls eine gegenseitige Annäherung der Oberflächen, bei spielsweise durch eine Mitnahme der Oberflächen durch die Schutzobjekte. Durch eine geeignete Auswahl der elektrisch leitfähigen Oberflächen ist das Verfahren leicht und für beliebige Schutzobjekte, seien sie elektrisch leitfähig oder elektrisch isolierend, durchführbar. Eine Bestimmung des elektrischen Widerstandes ist so genau durchführbar, daß das Verfahren eine äußerst geringe Störanfälligkeit hat.The electrical resistance can be determined at for example, directly or in a manner known per se by measuring physical quantities that are unique Resistance related ways, such as electrical current, electrical voltage and electrical Capacity. The electrically conductive surfaces can be placed directly on the protected objects; esp the upper can be special with a metallic protected object area of the protected object one of the electrically conductive Surfaces. If the Protected objects take place from a critical approach if a mutual approximation of the surfaces, at for example by taking the surfaces with them Objects of protection. By a suitable selection of the electrical The process is easy and for conductive surfaces any objects of protection, be they electrically conductive or electrically insulating, feasible. A determination of electrical resistance can be carried out so precisely that the process has an extremely low susceptibility to failure Has.

Besonders vorteilhaft ist es, bei einem Aufbringen einer variablen Potentialdifferenz zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche eine der beiden Oberflächen auf Masse-Potential zu legen. Beispielsweise kann bei einem elektrisch leitfähigen Schutzobjekt, insbesondere einem metallischen Schutzobjekt, dieses auf Masse-Potential ge legt werden, so daß ein geringer Verkabelungsaufwand not wendig ist.It is particularly advantageous when one is applied variable potential difference between the first surface and the second surface one of the two surfaces Ground potential. For example, with a electrically conductive protected object, in particular a metallic protective object, this ge to ground potential be placed so that a low wiring effort is not is agile.

Vorteilhaft ist es, wenn bei einem vorgebbaren Wert und/ oder einer vorgebbaren Änderung einer den Widerstand be stimmenden Größe ein Signal erzeugt wird, wodurch erkennbar ist, daß eine Annäherung mindestens auf einen vorher fest gelegten Wert erfolgt ist. Durch Auswertung des Signals ist somit erkennbar, wie nah sich die Schutzobjekte mindestens angenähert haben.It is advantageous if, with a predeterminable value and / or a predefinable change in the resistance matching size a signal is generated, making it recognizable is that an approximation at least sticks to one beforehand set value has occurred. By evaluating the signal is thus recognizable how close the protected objects are at least have approximated.

Besonders vorteilhaft ist, wenn das Signal bei einer Berüh rung der ersten Oberfläche mit der zweiten Oberfläche er zeugt wird. Bei einer Berührung der Oberflächen, d. h. einer Annäherung auf den Wert Null, ist eindeutig eine gegensei tige Annäherung der Schutzobjekte bestimmt. Dies ist insbesondere bei Schutzobjekten, deren Oberflächen durch eine Atmosphäre, beispielsweise Luft, getrennt sind, von Vorteil, da dort der Widerstand bei einer Berührung der Oberflächen schlagartig abfällt.It is particularly advantageous if the signal at a contact tion of the first surface with the second surface is fathered. When touching the surfaces, i. H. one Approaching zero is clearly a contradiction determined approximation of the protected objects. This is especially in the case of protected objects whose surfaces are covered by an atmosphere, such as air, is separated from Advantage because there is resistance when touching the Surfaces suddenly drop off.

Besonders eignet sich das Verfahrens zur Bestimmung einer gegenseitigen Annäherung von Schutzobjekten, die jeweils zumindest teilweise innerhalb einer elektrisch gering leitfähigen Flüssigkeit, insbesondere demineralisiertem Wasser, angeordnet sind. Dies ist beispielsweise bei einer Tauchprüfanlage der Fall.The method is particularly suitable for determining a mutual approximation of protected objects, each at least partially within an electrically low conductive liquid, especially demineralized Water, are arranged. This is for example with a Diving test system the case.

In einer besonderen Ausgestaltung ist eine Anwendung des Verfahrens vorgesehen, bei der eine Abschaltung eines die gegenseitige Annäherung der Schutzobjekte bewirkenden Bewe gungsantriebes erfolgt, wenn ein vorgebbarer Wert und/oder eine vorgebbare Änderung einer den elektrischen Widerstand bestimmenden Größe vorliegt. Beispielsweise kann dazu ein Schwellwertschalter einen Stromkreis des Bewegungsantriebes abschalten, wenn die Schutzobjekte zum Zeitpunkt der Ab schaltung noch so weit voneinander beabstandet sind, daß der gegenseitige Bremsweg der Schutzobjekte geringer als der Abstand zum Zeitpunkt der Abschaltung ist. Dadurch ist eine unmittelbare Kollision der Schutzobjekte sicher ver mieden. Fehlauslösungen sind zudem nahezu ausgeschlossen. Dadurch sind ungewünschte Stillstandszeiten weitgehend ver mieden.In a special embodiment, an application of the Method provided in which a shutdown of the mutual approximation of the objects causing protection drive takes place when a predeterminable value and / or a predefinable change in the electrical resistance determining size is present. For example, a Threshold switch a circuit of the motion drive switch off if the protected objects at the time of the Ab circuit are so far apart that the mutual braking distance of the protected objects is less than the distance at the time of shutdown. This is an immediate collision of the objects to be protected ver avoided. False triggers are also almost impossible. Undesired downtimes are largely avoided avoided.

Vorteilhafterweise wird zumindest zwischen einem Schutz objekt und der diesem zugeordneten Oberfläche ein weitge hend elastischer Puffer angeordnet. Der Puffer ist ela stisch deformierbar und daher geeignet, kinetische Energie der Oberflächen bzw. der Schutzobjekte aufzunehmen, so daß eine unmittelbare Kollision der Schutzobjekte vermieden wird. Der Puffer kann gegebenenfalls auch zwischen den Oberflächen angeordnet sein. Der Puffer kann eine Dicke ha ben, die größer als ein gegenseitiger Bremsweg der Schutz objekte nach Abschaltung des Bewegungsantriebes ist. Da durch ist eine Kollision der Schutzobjekte weitgehend aus geschlossen. Der Puffer kann elektrisch leitend sein, wo durch eine der elektrisch leitenden Oberflächen eine Ober fläche des Puffers sein kann. Beispielsweise kann der Puf fer aus einem elektrisch leitenden, graphitierten Kunst stoffschaum bestehen oder an einer Oberfläche mit Metall beschichtet sein. Dadurch ist das Verfahren weiter verein facht und hat eine besonders geringe Störanfälligkeit.It is advantageous at least between protection object and the surface assigned to it arranged elastic buffer. The buffer is ela deformable and therefore suitable for kinetic energy the surfaces or the objects to be protected, so that avoided an immediate collision of the protected objects becomes. The buffer can also be between the Surfaces can be arranged. The buffer can have a thickness of ha ben that greater than a mutual stopping distance of protection objects after the motion drive has been switched off. There a collision of the protected objects is largely over closed. The buffer can be electrically conductive where through one of the electrically conductive surfaces an upper area of the buffer. For example, the puf fer from an electrically conductive, graphitized art consist of foam or on a surface with metal be coated. This further unifies the process folds and has a particularly low susceptibility to failure.

Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich besonders eine Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Bestimmung einer den elektrischen Widerstand bestimmenden Größe und mit einem Signalgeber, dem die Größe zuführbar ist. Eine gegenseitige Annäherung der Schutzobjekte ist somit mit der Einrichtung ermittelbar und mit dem Signalgeber anzeigbar. Der Signal geber kann beispielsweise auf eine Bewegungssteuerung zu mindest eines Schutzobjektes einwirken.One is particularly suitable for carrying out the method Device with a device for determining a electrical resistance determining size and with a Signal generator to which the size can be fed. A mutual one Approach of the protected objects is thus with the facility can be determined and displayed with the signal generator. The signal For example, the encoder can move to a motion control act on at least one protected object.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Signalgeber ein Schwellwertschalter, welcher bei einem ein stellbaren Schwellwert, d. h. bei einer vorgebbaren Änderung der Größe oder einem vorgebbaren Wert der Größe, schaltet. Durch Einstellung eines bestimmten Schwellwertes können Fehlauslösungen, insbesondere durch Störungen oder Schwankungen der Größe, vermieden werden. Unter anderem dadurch ist eine Störanfälligkeit des Verfahrens äußerst gering.In a particularly advantageous embodiment, the Signal generator a threshold switch, which at a adjustable threshold, d. H. with a predefinable change the size or a predeterminable value of the size, switches. By setting a certain threshold value False triggers, especially due to faults or Variations in size can be avoided. Amongst other things this makes the process extremely susceptible to faults low.

Weiter vorteilhaft ist ein Schwellwertschalter, der einen gleitenden Schaltpunkt hat. Dadurch können Veränderungen der Größe aufgrund sich zeitlich oder räumlich ändernder Umgebungsbedingungen kompensiert werden. Ein Schwellwert schalter mit gleitendem Schaltpunkt ist dazu in seiner Funktionsweise ähnlich einem Dämmerungsschalter oder einem Infrarot-Bewegungssensor, die jeweils nur auf eine plötz liche Bewegung warmer Objekte unabhängig von der Tages temperatur, die zeitlichen und räumlichen Schwankungen unterworfen ist, reagieren.Another advantage is a threshold switch that one sliding switching point. This can cause changes the size due to changes in time or space Ambient conditions are compensated. A threshold switch with sliding switching point is in its Functioning similar to a twilight switch or one Infrared motion sensor, each only a sudden movement of warm objects regardless of the day temperature, the temporal and spatial fluctuations is subject to react.

Günstigerweise weist die Vorrichtung einen weitgehend ela stischen Puffer auf, welcher zwischen den Schutzobjekten anordenbar ist und zumindest eine der elektrisch leitfähi gen Oberflächen aufweist. Der Puffer kann dazu beispiels weise auf einer Seite metallisch beschichtet oder als Gan zes elektrisch leitfähig sein. Zudem kann der Puffer als Schutz, insbesondere als Schutzhülle vor mechanischen Be schädigungen, eines Schutzobjektes dienen. Günstigerweise hat er eine Dicke, die größer ist als der Weg, den die Schutzobjekte nach Abgabe des Signals noch aufeinander zu zurücklegen. Dieser Weg wird durch die elastische Defor mierbarkeit des Puffers klein gehalten. Eine Kollision der Schutzobjekte kann dadurch sicher vermieden werden.The device advantageously has a largely ela the buffer between the protected objects can be arranged and at least one of the electrically conductive has surfaces. The buffer can for example wise coated on one side or as a Gan zes be electrically conductive. In addition, the buffer can be used as Protection, especially as a protective cover against mechanical loading damage, serve a protected object. Conveniently he has a thickness that is greater than the path that the Protected objects still towards each other after the signal has been given return. This way is through the elastic Defor Miscibility of the buffer kept small. A collision of the Protected objects can thus be safely avoided.

Mit besonderem Vorteil ist der Puffer gegenüber Feuchtig keit, Pilzbefall und/oder aggressiven Medien, insbesondere Säuren, resistent. Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich somit selbst für den Einsatz bei extremen Umgebungsbe dingungen.The buffer is particularly advantageous compared to moisture speed, fungal attack and / or aggressive media, in particular Acids, resistant. The method and the device are suitable itself for use in extreme environments conditions.

Vorteilhafterweise ist der Puffer gegenüber einem Schutz objekt elektrisch isoliert. Dies ist insbesondere dann wün schenswert, wenn das Schutzobjekt selbst elektrisch leit fähig, insbesondere metallisch, ist und eine Beeinflussung des Schutzobjektes bzw. des Bewegungsantriebes durch das Verfahren ausgeschlossen sein soll.The buffer is advantageously protected object electrically isolated. This is particularly useful worth it if the protected object itself is electrically conductive capable, especially metallic, and is an influencer the protected object or the motion drive by the Procedure should be excluded.

Der Puffer ist günstigerweise auf das Schutzobjekt aufge bracht, insbesondere geklebt. Dadurch ist gewährleistet, daß der Puffer zumindest mit einem Schutzobjekt unmittelbar in Verbindung steht, so daß eine direkte Berührung des Schutzobjektes an einer von dem Puffer überdeckten Fläche sicher vermieden ist. The buffer is conveniently applied to the protected object brings, especially glued. This ensures that the buffer directly with at least one protected object is connected so that a direct touch of the Protected object on an area covered by the buffer is safely avoided.

Vorteilhafterweise weist der Puffer einen Kunststoffschaum auf. Ein Kunststoffschaum kann sowohl elektrisch leitend, insbesondere durch Zusatz von Graphit, als auch elektrisch isolierend sein. Ein Kunststoffschaum weist darüber hinaus hinreichend gute elastische Eigenschaften auf. Weiterhin sind Kunststoffschäume der unterschiedlichsten Arten kostengünstig verfügbar, beispielsweise elektrisch leit fähige Kunststoffschäume, wie sie zum Schutz von Halb leitern verwendet werden.The buffer advantageously has a plastic foam on. A plastic foam can be both electrically conductive, especially by adding graphite, as well as electrically be isolating. A plastic foam also points sufficiently good elastic properties. Farther are various types of plastic foams available at low cost, for example electrically conductive capable plastic foams, such as those used to protect half conductors are used.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das er ste Schutzobjekt ein Bearbeitungs- und/oder Prüfsystem. Zum Schutz des Bearbeitungs- und/oder Prüfsystems vor einer Be schädigung aufgrund einer Kollision eignet sich das Verfah ren hervorragend. Bei einer Bearbeitung und Prüfung mittels des Bearbeitungs- und/oder Prüfsystems sind somit unge wünschte Stillstandszeiten vermieden, wodurch die Produk tivität erhöht wird.In a particularly advantageous embodiment, it is most protected object is a processing and / or testing system. To the Protection of the processing and / or testing system against a loading Damage due to a collision is suitable ren excellent. When processing and checking using of the processing and / or testing system are thus unfamiliar wanted downtimes avoided, which means the produc activity is increased.

Besonders eignet sich eine Anwendung des Verfahrens sowie eine Verwendung der Vorrichtung, bei der das zweite Schutzobjekt ein metallisches Werkstück ist. In diesem Fall kann eine Oberfläche des metallischen Werkstückes die zweite elektrisch leitfähige Oberfläche sein. Das Verfahren ist somit weiter vereinfacht, da konstruktive Maßnahmen für die zweite Oberfläche entfallen und eine elektrische Verbindung ebenfalls vereinfacht ist.Application of the method is particularly suitable as well a use of the device in which the second Protected object is a metallic workpiece. In this case can a surface of the metallic workpiece second electrically conductive surface. The procedure is thus further simplified, since constructive measures for the second surface is eliminated and an electrical one Connection is also simplified.

Von Vorteil ist eine Anwendung des Verfahrens sowie eine Verwendung der Vorrichtung zum Schutz des ersten Schutz objektes und des zweiten Schutzobjektes vor einer gegen seitigen Kollision, da das Verfahren besonders einfach, sicher und störunanfällig ist. Eine Kollision sowie unge wünschte Stillstandszeiten aufgrund von Fehlauslösungen sind somit sicher vermieden.It is advantageous to use the method and one Use the device to protect the first protection object and the second protected object against one against collision since the procedure is particularly simple, is safe and not susceptible to interference. A collision as well as an desired downtimes due to false tripping are thus safely avoided.

Anhand der Zeichnung wird das Verfahren sowie eine Anwen dung des Verfahrens zum Kollisionsschutz erläutert. Es zeigen:Using the drawing, the process and an application of the collision protection procedure explained. It demonstrate:

Fig. 1 ein erstes und ein zweites Schutzobjekt in einem Längs schnitt und Fig. 1 shows a first and a second object of protection in a longitudinal section and

Fig. 2 ein erstes und ein zweites Schutzobjekt in einer Draufsicht. Fig. 2 shows a first and a second object of protection in a plan view.

In Fig. 1 und 2 sind schematisch nur die für die Erläuterung des Verfahrens sowie der Erläuterung der Anwendung wesent lichen Teile dargestellt.In Fig. 1 and 2, only the parts essential for the explanation of the method and the explanation of the application are shown schematically.

Fig. 1 zeigt ein erstes Schutzobjekt 1 mit einem Bewegungs antrieb 9. Der Bewegungsantrieb 9 ermöglicht eine zwei dimensionale Bewegung des ersten Schutzobjektes 1 entlang einer Trag- und Führungsvorrichtung 12, die an einem Funda ment 14 befestigt ist, und eine Bewegung senkrecht zu der Trag- und Führungsvorrichtung 12. Das erste Schutzobjekt 1 taucht teilweise in eine elektrisch geringfügig leitfähige Flüssigkeit 15, insbesondere demineralisiertes Wasser, ein. Der eingetauchte Teil des ersten Schutzobjektes 1 ist mit einem elastischen Puffer 7 umgeben, der mittels einer Iso lations- und Klebeschicht 10 aufgeklebt ist. Der Puffer 7 ist ein elektrisch leitfähiger Kunststoffschaum, dessen Oberfläche die erste elektrisch leitfähige Oberfläche 5 bildet. Der Puffer ist mit einer elektrischen Leitung 11 verbunden, die einen Teil einer Einrichtung 3 zur Bestim mung eines elektrischen Widerstandes bildet. Auf dem Funda ment 14 ist ein zweites Schutzobjekt 2, nämlich ein rotierendes, metallisches Prüfteil, angeordnet, dessen Oberfläche die zweite Oberfläche 6 darstellt. Die zweite Oberfläche 6 ist ebenfalls durch eine elektrische Leitung 11 mit der Einrichtung 3 verbunden. Mit der Einrichtung 3 wird der elektrische Widerstand zwischen der ersten Ober fläche 5 und der zweiten Oberfläche 6 zumindest mittelbar bestimmt. Mit der Einrichtung 3 wird eine Potentialdif ferenz zwischen der ersten Oberfläche 5 und der zweiten Oberfläche 6 eingestellt, die insbesondere etwa 5 V beträgt. Bei einer Berührung der ersten Oberfläche 5 mit der zweiten Oberfläche 6 findet ein Spannungsabfall statt, so daß ein der Einrichtung 3 nachgeschalteter Schwellwert schalter 8, der mit einer Leitung 11 mit dem Bewegungsan trieb verbunden ist, ein Signal abgibt und der Bewegungsan trieb 9 des ersten Schutzobjektes 1 abgeschaltet wird. Mittels eines kapazitiven Schwellwertschalters 8 ist es darüber hinaus möglich, daß ein Signal schon vor einer Berührung, insbesondere bei einem vorgebbaren Abstand der Oberflächen 5, 6, abgegeben wird. Durch den elastischen Puffer 7 wird bei einer Berührung der ersten Oberfläche 5 mit der zweiten Oberfläche 6, d. h. mit dem zweiten Schutzobjekt 2, ein Teil der Bewegungsenergie des ersten Schutzobjektes 1 aufgenommen und dieses dadurch unter stützend abgebremst, so daß eine direkte Kollision der Schutzobjekte 1, 2 vermieden ist. Der Puffer 7 hat dazu eine Dicke, die größer ist als der Weg, den die Schutzobjekte 1,2, nach Abgabe des Signals und Abschaltung des Bewegungsantriebes 9 noch aufeinander zu, zurücklegen. Der Schwellwertschalter 8 hat einen gleitenden Schaltpunkt, wodurch gewährleistet ist, daß eine Abschaltung des Bewe gungsantriebes 9 erst bei einer Berührung der ersten Ober fläche 5 mit der zweiten Oberfläche 6 erfolgt. Denn eine allmähliche Änderung der Potentialdifferenz, bedingt durch eine Bewegung des ersten Schutzobjektes 1 innerhalb der Flüssigkeit 15, wird durch den Schwellwertschalter 8 mit gleitendem Schaltpunkt automatisch kompensiert, so daß eine vorzeitige Abschaltung des Bewegungsantriebes 9 mit Si cherheit vermieden ist. Fig. 1 shows a first object of protection 1 with a motion drive 9th The movement drive 9 enables a two-dimensional movement of the first protected object 1 along a carrying and guiding device 12 , which is fastened to a foundation 14 , and a movement perpendicular to the carrying and guiding device 12 . The first protected object 1 is partially immersed in a slightly electrically conductive liquid 15 , in particular demineralized water. The immersed part of the first protective object 1 is surrounded with an elastic buffer 7 , which is glued on by means of an insulation and adhesive layer 10 . The buffer 7 is an electrically conductive plastic foam, the surface of which forms the first electrically conductive surface 5 . The buffer is connected to an electrical line 11 , which forms part of a device 3 for determining an electrical resistance. On the foundation 14 , a second protective object 2 , namely a rotating, metallic test part, is arranged, the surface of which represents the second surface 6 . The second surface 6 is also connected to the device 3 by an electrical line 11 . With the device 3 , the electrical resistance between the first upper surface 5 and the second surface 6 is determined at least indirectly. With the device 3 , a potential difference between the first surface 5 and the second surface 6 is set, which is in particular about 5 V. When the first surface 5 comes into contact with the second surface 6 , a voltage drop takes place, so that a threshold switch 8 connected downstream of the device 3 , which is connected to a line 11 with the movement drive, emits a signal and the movement drive 9 of the first Protected object 1 is switched off. By means of a capacitive threshold switch 8 , it is also possible for a signal to be emitted before it is touched, in particular if the surfaces 5 , 6 can be predetermined. When the first surface 5 comes into contact with the second surface 6 , ie with the second protected object 2 , the elastic buffer 7 absorbs part of the kinetic energy of the first protected object 1 and thereby brakes it with support, so that a direct collision of the protected objects 1 , 2 is avoided. For this purpose, the buffer 7 has a thickness which is greater than the distance which the protected objects 1, 2 still travel towards one another after the signal has been given and the motion drive 9 has been switched off. The threshold switch 8 has a sliding switching point, which ensures that the motion drive 9 is switched off only when the first upper surface 5 is touched with the second surface 6 . For a gradual change of the potential difference due to a movement of the first object to be protected 1 within the liquid 15, will be automatically compensated for by the threshold switch 8 with a moving switching point, so that premature disconnection of the drive movement is 9 certainty avoided with Si.

In Fig. 2 sind ein erstes Schutzobjekt 1 und ein zweites Schutzobjekt 2 in einer Draufsicht dargestellt, wobei das erste Schutzobjekt 1 entlang einer Achse 13 gegenüber dem zweiten Schutzobjekt 2 beweglich ist. Zwischen dem ersten Schutzobjekt 1 und dem zweiten Schutzobjekt 2 ist die zweite elektrisch leitfähige Oberfläche 6 in Form eines elastisch deformierbaren Metallnetzes angeordnet. Auf das erste Schutzobjekt 1 ist mittels einer Isolations- und Kle befolie 10 ein elektrisch isolierender Puffer 7 mit einer metallisch beschichteten Oberfläche, welche die erste elek trisch leitfähige Oberfläche 5 ist, aufgebracht. Die erste Oberfläche 5 sowie die zweite Oberfläche 6 sind jeweils, wie oben beschrieben, über eine elektrische Leitung 11 mit einem Signalgeber 4 verbunden. Von dem Signalgeber 4 führt eine elektrische Leitung 11 zu dem Bewegungsantrieb 9 des ersten Schutzobjektes 1. Bei einer vorgebbaren Annäherung der ersten Oberfläche 5 an die zweite Oberfläche 6 erfolgt eine Abschaltung des Bewegungsantriebes 9. Aufgrund der elastischen Deformierbarkeit der zweiten Oberfläche 6 sowie des Puffers 7 erfolgt eine Abbremsung des ersten Schutz objektes 1, so daß eine Kollision vermieden ist und beide Schutzobjekte unbeschädigt bleiben. Die Schutzobjekte 1, 2 sowie die Oberflächen 5, 6 können dabei sowohl in Luft als auch in einer elektrisch gering leitfähigen Flüssigkeit angeordnet sein.In FIG. 2, a first protecting object 1 and a second protecting object 2 are shown in a plan view, wherein the first protecting object 1 along an axis 13 relative to the second protection object 2 is movable. The second electrically conductive surface 6 in the form of an elastically deformable metal mesh is arranged between the first object 1 and the second object 2 . On the first object of protection 1 is an insulating and adhesive film 10, an electrically insulating buffer 7 with a metallic coated surface, which is the first electrically conductive surface 5, is applied. As described above, the first surface 5 and the second surface 6 are each connected to a signal generator 4 via an electrical line 11 . An electrical line 11 leads from the signal generator 4 to the motion drive 9 of the first protected object 1 . When the predeterminable approach of the first surface 5 to the second surface 6 occurs, the movement drive 9 is switched off . Due to the elastic deformability of the second surface 6 and the buffer 7 , the first protective object 1 is braked, so that a collision is avoided and both protective objects remain undamaged. The protective objects 1 , 2 and the surfaces 5 , 6 can be arranged both in air and in an electrically low-conductivity liquid.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß bei einer gegenseitigen Annäherung zweier Schutzobjekte ab einer kritischen Annäherung ebenfalls zwei elektrisch leitfähige Oberflächen einander angenähert werden sowie der elektrische Widerstand zwischen den elektrisch leitfähigen Oberflächen bestimmt wird und als Maß für die Annäherung der beiden Schutzobjekte dient. Der Widerstand, bzw. eine dem Widerstand eindeutig zugeordnete Größe, kann einem Signalgeber, insbesondere einem Schwellwertschalter, zuge führt werden, der bei einer vorgebbaren Annäherung der Schutzobjekte, insbesondere bei einer Berührung der elek trisch leitfähigen Oberflächen, ein Signal abgibt. Dieses Signal kann dazu verwendet werden, einen Bewegungsantrieb, mit dem eine gegenseitige Annäherung der Schutzobjekte erfolgt, abzuschalten. Das Verfahren eignet sich besonders zur Vermeidung einer Kollision der Schutzobjekte. Es ist auch unter extremen Umgebungsbedingungen, wie beispiels weise unter Wasser, anwendbar. Es eignet sich somit insbe sondere für sogenannte Tauchprüfanlagen.The method according to the invention is characterized in that that when two objects to be protected come together from a critical approximation two electric as well conductive surfaces are brought closer to each other and the electrical resistance between the electrically conductive Surface is determined and as a measure of the approximation of the two protected objects. The resistance, or a size uniquely assigned to the resistance can Signal generator, especially a threshold switch, supplied leads, the at a predeterminable approximation of the Protected objects, especially when touching the elec tric conductive surfaces, emits a signal. This Signal can be used to provide a motion drive with which a mutual approximation of the protected objects done, switch off. The method is particularly suitable to avoid a collision of the protected objects. It is even under extreme environmental conditions, such as wise under water, applicable. It is therefore particularly suitable especially for so-called diving test systems.

Claims

1. A method for determining a mutual approach of a first protected object ( 1 ) and at least one second protected object ( 2 ), which are mutually movable, wherein

a) the first protected object ( 1 ) is assigned a first electrically conductive surface ( 5 ) and the second protected object ( 2 ) is assigned a second electrically conductive surface ( 6 ),
b) at least from a critical approach of the protected objects ( 1 , 2 ) there is also a mutual approach of the surfaces ( 5 , 6 ),
c) the electrical resistance between the surfaces ( 5 , 6 ) is determined and serves as a measure for the mutual approximation of the protected objects ( 1 , 2 ) and
d) a variable electrical potential difference between the first surface ( 5 ) and the second surface ( 6 ) is generated and a change in the potential difference serves as a determining variable for the electrical resistance.

2. The method according to claim 1, characterized in that one of the surfaces ( 5 , 6 ) is connected to ground potential.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at a predefinable value and / or a predefinable change the quantity determining the resistance is an approximation characteristic signal is generated.

4. The method according to claim 3, characterized in that when the first surface ( 5 ) with the second surface ( 6 ), the characteristic signal is generated.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that each protected object ( 1 , 2 ) is at least partially arranged within an electrically low-conductivity liquid ( 15 ), in particular special demineralized water.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a mutual approximation of the objects to be protected ( 1 , 2 ) effecting movement drive ( 9 ) is switched off when a predeterminable value and / or a predeterminable change in the quantity determining the resistance is present.

7. The method according to claim 6, characterized in that an elastic buffer ( 7 ) is arranged between a protected object ( 1 , 2 ) and the associated surface ( 5 , 6 ).

8. An apparatus for performing the method according to any one of the preceding claims, with a device ( 3 ) for determining the size determining the electrical resistance and with a signal generator ( 4 ) to which the size can be supplied.

9. The device according to claim 8, characterized in that the signal transmitter ( 4 ) is a threshold switch ( 8 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the threshold switch ( 8 ) has a sliding switching point.

11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that a largely elastic buffer ( 7 ) between the protective elements ( 1 , 2 ) can be arranged, which has at least one of the electrically conductive surfaces ( 5 , 6 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the buffer ( 7 ) is resistant to moisture, fungal attack and / or aggressive media, such as acids.

13. Device according to one of claims 11 or 12, characterized in that the buffer ( 7 ) is electrically insulated from one of the protected objects ( 1 , 2 ).

14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the buffer ( 7 ) on one of the protective objects ( 1 , 2 ) is applied, in particular glued.

15. The device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the buffer ( 7 ) has a plastic foam.

16. Application of the method according to one of claims 1 to 7 or use of the device according to one of claims 8 to 15, characterized in that the first object ( 1 ) is a processing and / or testing system and the second object ( 2 ) is a metallic Workpiece is.

17. Application of the method according to one of claims 1 to 7, use of the device according to one of claims 8 to 15 or application or use according to claim 16 for protecting the first protected object ( 1 ) and the second protected object ( 2 ) against a mutual collision .