KR20130124214A - 로봇 장치의 위치 모니터링용 모니터링 장치 및 모니터링 장치를 포함하는 생산 시스템 - Google Patents

Abstract

적어도 두 개의 운동 축을 갖는 로봇 장치(5)의 기정 위치를 모니터링 및/또는 감지하기 위한 모니터링 장치가 제안된다. 상기 모니터링 장치는 적어도 두 개의 센서(15, 16)를 포함하고, 상기 센서 중 제1 센서(15)는 메인 지지부(9)의 수평 위치 및/또는 회전 위치를 감지하도록 형성되고, 제2 센서(16)는 상기 로봇 암(11)의 규정된 수평 위치를 감지하도록 규정된다. 상기 모니터링 장치는 로봇 장치(5)의 수평 운동 범위 및/또는 선회 범위에 마련된 상기 제1 센서(15)를 위하여 선택적으로 마련된 센서 활성면(17a, 18a, 18b)을 더 포함한다.

Description

로봇 장치의 위치 모니터링용 모니터링 장치 및 모니터링 장치를 포함하는 생산 시스템{MONITORING DEVICE FOR POSITION MONITORING A ROBOTIC DEVICE AND PRODUCTION SYSTEM INCLUDING A MONITORING DEVICE}

본 발명은 적어도 두개의 운동 축을 갖는 로봇 장치의 기정 위치(predefined position)를 모니터링 및/또는 감지하기 위한 모니터링 장치에 관한 것으로, 상기 모니터링 장치는 수직축(Z축)을 중심으로 회전가능한 메인 지지부 및 이에 의하여 지지되는 로봇 암을 포함한다. 또한, 본 발명은 이러한 하나의 모니터링 장치를 포함하는 생산 시스템에 관한 것이다.

로봇 장치의 안전한 작동을 위하여, 예를 들어 생산 시스템에서, 상기 로봇 장치의 운동에 의한 작업자의 어떠한 부상이든 안전하게 배제되도록 예방책이 취해져야 한다. 이러한 예방책으로는 차광막, 리미트 스위치 등과 같은 능동적 시스템 외에 주로 안전 펜싱(safety fencing)의 형태로 일부 유형의 배리어도 포함한다. 상기 배리어가 대응하는 로봇 장치의 운동 구역 내에 마련되는 경우, 상기 로봇 장치, 즉 로봇 암 또는 그리퍼(gripper) 또는 작업편(workpiece) 배리어를 관통할 수 없도록 충분히 튼튼할 필요가 있고, 이는 로봇 암을 프로그래밍 또는 작동시 에러 또는 고장으로 인해 로봇 암이 배리어를 관통할 수 없도록 하는데 필요하다. 구체적으로, 무게가 100kg 이상인 공구, 특히 작업편은 일반적인 로봇 장치에 의해 운반되어야 하는 것이 통상적이므로, 매우 큰 전달 운동이 수반된 경우에 이러한 배리어에 포함된 문제가 크다는 것은 당연히 자명하다. 상기 로봇 장치의 운동 구역의 외곽에 물론 상기 배리어를 위치시킬 수는 있지만, 이는, 특히 공작 기계, 크리브(crib) 등에 복잡하지 않게 접근하면서 최소의 풋프린트를 필요로 하는 생산 관리에서 거의 용인될 수 없다.

공지된 EP 0 122 147 A1는 로봇 암이 회전 가능하고 반경방향으로 이동 가능하도록 회전 및 반경방향 축이 320°인 것을 특징으로 하는 산업 로봇 장치를 개시한다. EP 0 122 147 A1의 도 1 내지 도 5에 도시된 반경방향 축 어셈블리(R)는 가동 가트리지(22)를 지지하는 수평 암 구조물(20)과, 레일(62 및 64)을 포함하는 이중 레일 안내 시스템과, 볼 스크루 구동 기구(30)와, 구동 모터(42), 타코미터(44) 및 리졸버(46)를 포함한 DC 서보 구동부(40)를 포함한다. 수평 암 구조물(20)은 그리퍼(G)에서 끝부분을 이룬다. 이송 근접 스위치(24)의 단부는 가동 카트리지(22)에 고정되고 가동 카트리지(22)의 규정 이송 길이로 연장하는 연속 근접 타켓 플레이트(25)와 정렬된다. 근접 타겟 플레이트(25)의 단부(28 및 29)는 가동 카트리지(22)의 이동의 한계 단부를 형성한다. 근접 스위치(24)가 근접 타켓 플레이트(25)의 에지를 넘어 통과할 때, 근접 스위치 신호가 제어 콘솔(RC)로 다시 전송되고 제어 콘솔(RC)은 산업 로봇 장치의 구동 모터의 전원을 끊는다. 이러한 셧다운 작동은 또한 근접 스위치(24)로의 배선이 파손 또는 손상되는 경우에 발생한다. 또한, 홈 위치(home location) 근접 스위치(26)는 가동 카트리지(22)에 고정되고, 제어 콘솔(RC)이 홈-탐색 명령을 생성할 때 가동 카트리지(22)에 대한 홈 포지션을 나타내도록 사용된다. 반경방향 축 어셈블리(R)는 근접 스위치(26)가 근접 타겟 플레이트(27)를 검출할 때까지 세타(theta) 축 어셈블리(T)를 향해 가동 카트리지(22)를 이동시킴으로써 홈-탐색 명령에 응답한다. 근접 스위치(26)는 이후 제어 콘솔(RC)로 신호를 전송하고, 제어 콘솔(RC)은 리졸버(45)의 널 포지션(null position)을 찾는다. 이는 홈 포지션에서의 가동 카트리지(22)를 최종적으로 위치 설정한다. 홈 포지션은 제어 콘솔(RC)의 메모리에 저장된 모든 프로그램 정보의 시작 포지션에 대한 기준으로 기능한다. 반경방향 축 어셈블리(R)에 부착된 이송 근접 스위치(110)의 단부는 세타 축 어셈블리(T)의 하우징(82)에 고정된 타겟 플레이트(112)를 추적한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 타겟 플레이트(112)는 대략 320°의 각을 커버한다. 추가의 제한 스위치(110)는 제어 콘솔(RC)의 시그널링(signaling)에 의해 운동(회전 운동)하는 이송 제한부(113 및 115)의 단부를 검출하여 구동 모터의 전원을 끊는다. 따라서, 이 로봇 장치에서도, 반경방향 축, 회전 축뿐 아니라 카트리지 위치의 단부가 검지된다.

US 4,795,957 A에는 X 및 Y 방향으로 이동 및 회전하는 테이블(14)에 배정된 종래의 로봇 장치(10)가 개시된다. US 4,795,957 A의 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 로봇 암(20)은 두 개의 경로(56)에 의해 AC 전원에 전기적으로 접속되고, 하나의 경로는 직렬로 연결된 세 개의 스위치(S1, S2, S3)를 특징으로 한다. 이들 세 개의 스위치(S1, S2, S3)의 각각은 로봇 암이 기정된 위치를 위반 하자마다 폐쇄에서 개방으로 위치설정됨으로써 기계적으로 작동되어 전원을 오프 시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은, 특히 임의의 안전 배리어의 필요를 간소화하여 이제 이를 단순히 접근 및 피킹(picking)을 위해 안전하게 구성되는 것을 필요로 하면서 로봇 장치 및 로봇 암의 특정 위치가 차제에는 능동적으로 감지 및/또는 모니터링될 수 있는 전술한 기술 분야에 대한 모니터링 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적의 달성은 청구범위 제1항의 특징에 의해 규정된다. 본 발명에서 제시된 바와 같이, 모니터링 장치는 적어도 두 센서 및 센서에 배정된 센서 활성면을 포함하고, 상기 모니터링 장치는 기정된 운동을 시행하기 위해 하나의 센서 및/또는 다른 센서에서 이용가능한 신호의 함수로서 가능 신호를 로봇 장치에 송신하고, 제1 센서는 메인 지지부의 수평 위치 및/또는 회전 위치를 감지하도록 규정되고, 제2 센서는, 특히 상기 로봇 암의 후퇴된 정지 위치에서 상기 로봇 암의 규정된 수평 위치를 감지하도록 규정되고, 센서 활성면은 제1 센서에 대한 로봇 장치의 선택적인 센서 활성면과는 독립적으로 로봇 장치의 수평 운동 구역 및/또는 선회 구역에 마련된다.

이러한 설계에 의하여, 적어도 두 운동 축을 특징으로 하는 로봇 장치의 특정 위치가 능동적으로 모니터링 및/또는 감지되게 하는 기본적인 요건이 달성되는 한편, 로봇 장치는 기정된 범위에서만 규정된 이동을 실행할 수 있도록 작동된다.

이하, 본 발명의 요지는, 한편으로, 상기 제1 센서가 트리거되는 경우에 상기 로봇 장치 자체 및 또한 로봇 암의 양자가 이동, 특히 연장될 수 있도록 상기 로봇 장치와 선택적으로 그리고 독립적으로 정렬되는 로봇 장치의 허용된 이동 구역 내에 상기 제1 센서를 위한 센서 활성면을 제공할 수 있는 것을 포함한다. 이외에, 상기 제2 센서에 의하여, 특히 상기 로봇 암의 후퇴된 정지 위치에서 상기 로봇 암의 규정된 수평 위치결정이 차제에는 감지될 수 있다. 두 센서 신호를 평가함으로써, 상기 로봇 장치 자체 및/또는 로봇 암이 이동될 지의 여부 또는 상기 로봇 장치가 어떠한 부상도 조작자에 궁극적으로 일어날 수 없도록 임의의 이동이 대체로 금지되는 지의 여부에 대한 차이가 차제에는 이루어질 수 있다.

예를 들어, 차광막이 중단되자마자 상기 로봇 장치나 로봇 암의 임의의 운동이 정지되도록 상기 로봇 암이 수평 이동에 의해 임계 구역으로 들어가는 것을 방지하도록 차광막이 의도되는 종래의 시스템과 달리, 이제는 본 발명에 따른 달성으로, 예를 들어 상기 모니터링 장치의 결함 요소 또는 구성요소로 인해, 상기 로봇 암의 확대에 또한 적용함으로서 상기 로봇 암이 접근 금지 구역으로 들어가는 것이 방지되므로 관련된 누구나 또는 조작자를 위해 임의의 위험한 상황의 실현을 방지하여, 상기 로봇 장치 또는 로봇 암이 특정된, 즉 안전한 구역 내에서만 임의의 수평 이동을 실행할 수 있게 보장된다.

상기 로봇 장치나 그의 메인 지지부의 수평 위치가 직접적으로 모니터링되는데 필요하지 않고, 이제는 대신에, 예를 들어 상기 로봇 장치의 베이스플레이트 또는 푸팅일 수 있는 메인 지지부의 수평 위치의 위치에 대하여 표시를 나타내는 적어도 하나의 요소를 통해 간접적으로 가능하게 될 수 있는 것으로 간주된다.

특히 바람직한 일 실시예에서, 제1 센서에 배정된 대응하는 센서 활성면은 로봇 장치가 특정 운동을 실행하도록 허용되는 범위를 형성할 때 제 위치에 고정되도록 마련된다.

다른 예시적인 실시예에서, 제1 센서에 배정된 센서 활성면은 축에 대해 이동 가능하게 마련되어, 특정 요소, 예를 들어 도어의 위치가 탐색 가능하게 된다.

상기 모니터링 장치의 바람직한 일 실시예에서, 활성화되는 경우에 1의 출력 신호가 이용가능한 디지털 근접 스위치로서 적어도 개별 센서를 구성하는 것이 제안되고, 이는 모든 면에서, 특히 간단하며 저비용의 해결책을 나타난다.

상기 모니터링 장치의 다른 실시예에서, 적어도 하나의 센서는 로봇 장치의 기정된 위치가 탐색 가능한 광학 센서인 것이 제안된다. 광학 센서는 센서와 배정된 센서 활성면 사이에 넓은 공간이 형성될 수 있는 이점을 갖는다.

바람직한 다른 실시예에서, 상기 모니터링 장치는 제1 및/또는 제2 센서가 활성화되는 경우에만 상기 로봇 장치가 자유롭게 이동하도록 상기 로봇 장치를 제어하기 위하여 상기 센서에 연결된 감지 제어기를 포함한다. 이러한 감지 제어기는 상기 로봇 장치의 운동에 직접적으로 영향을 미치는 센서 신호의 평가를 가능하게 한다.

바람직하게는, 상기 로봇 암의 임의의 운동이 제1 센서가 활성화될 때까지 가능하지 않도록 상기 감지 제어기는 로봇 장치를 제어하고, 이에 따라 상기 구역은 로봇 암이 기본적으로 연장되게 허용되는 범위 내에서 결정된다.

상기 제2 센서가 활성화되는 경우에만 상기 로봇 장치의 수평 이동이 전체로서 가능하게 되도록 상기 감지 제어기는 로봇 장치를 제어하고, 이에 따라 상기 로봇 암이 후퇴되는 경우에 상기 로봇 장치가 단지 이동될 수 있게 확실하게 하는 것이 더 바람직하다.

바람직하게는, 상기 제1 센서에 배정된 센서 활성면은 로봇 암의 허용된 운동의 구역에만, 특히 바닥의 구역에만 그리고 구체적으로 공작 기계 및/또는 그의 크리브의 구역에만 마련되고, 이에 따라 상기 로봇 장치가 공작 기계 및/또는 그의 크리브를 구성화할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로봇 장치가 고정되게 마련되지만 선회 가능한 경우에 상기 모니터링 장치는 로봇 장치의 선회 구역에 마련되고 상기 제1 센서에 배정된 만곡된 센서 활성면을 특징으로 하고, 이에 따라 상기 로봇 암이 기본적으로 연장되게 허용되는 상기 로봇 방치의 선회 구역 내에서 특정 부분을 선택할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 센서는 상기 로봇 암이 그의 후퇴된 정지 위치에 있자마자 상기 제2 센서에서 1 신호를 출력하도록 상기 제2 센서에 배정된 센서 활성면이 마련되는 로봇 암을 지지하는 수직 슬라이드 상에 마련되고, 이에 따라 상기 로봇 암의 후퇴된 정지 위치를 모니터링하는데 있어서 특히 간단한 해결책을 이룬다.

바람직한 다른 실시예에서, 일 방향(Y 방향)으로 이동되게 마련된 로봇 장치의 수평 위치를 모니터링하기 위하여, 상기 모니터링 장치는 Y 방향에 대해 평행하게 그리고/또는 횡방향으로 이어지며 상기 제1 센서에 배정되는 센서 활성면을 포함하고, 이에 따라 상기 센서 활성면을 간단하고 신속하며 단순히 적합하게 효율적인 비용으로 설계할 수 있다.

상기 모니터링 장치의 더 바람직한 실시예는 로봇 장치의 메인 지지부가 적어도 두 개의 센서가 서로 각도를 이루도록 마련된 베이스플레이트 상에서 회전가능한 푸팅에 의하여 지지되는 로봇 장치의 주어진 위치를 모니터링 및/또는 감지하는 역할을 하고, 상기 메인 지지부의 기정된 회전 위치에서 상기 센서 중 하나가 활성화되도록 상기 인용된 센서와 협조하는 센서 활성면이 마련된다. 이러한 변형은 상기 로봇 장치가 매우 적은 위치에만 접근할 필요가 있는 때의 상황에 특히 적합하다.

로봇 장치의 메인 지지부가 베이스플레이트 상에서 회전가능한 푸팅에 의하여 지지되는 일 방향(Y 방향)으로 이동하기 위한 로봇 장치를 모니터링하기 위하여, 상기 모니터링 장치는 적어도 두개의 센서를 갖는 것이 바람직하고, 상기 센서는 Y 방향으로 로봇 장치의 기정된 이동 위치에서 상기 센서 중 하나가 활성화되도록 바닥의 구역에 위치된 센서 활성면과 협조하는 상기 로봇 장치의 베이스플레이트 상에서 서로 각도를 이룬다. 이는 로봇 장치가 매우 적은 위치에만 접근할 필요가 있는 때의 추가적인 단순 변형예이다.

특히 바람직하게는, 상기 모니터링 장치는 로봇 장치의 로봇 암이 수평방향으로 이동가능하며 그리고 상기 메인 지지부와 관련하여 축을 따라서만 이동가능한 로봇 장치를 모니터링하는 역할을 한다. 이러한 로봇 장치로, 상기 제2 센서에 의하여 상기 로봇 암의 후퇴된 수평 위치를 모니터링하는데 특히 간단하게 된다. 또한, 상기 메인 지지부와 관련한 로봇 암의 수평 이동은 배리어의 방향으로 있을 수 있는 운동이고, 이에 따라 조작자를 위험에 빠뜨린다.

본 발명의 추가적인 목적은 로봇 장치 및 특히 로봇 암에 의해 크리브 및 공작 기계로부터 멀어지는 임의의 금지된 수평 이동의 실행을 신뢰가능하게 방지함으로써 생산 시스템의 로봇 장치가 차제에는 안전하게 작동될 수 있는 모니터링 장치를 제공하는 것을 포함한다.

상기 목적은 적어도 두 개의 센서를 포함하는 모니터링 장치가 제공된 생산 시스템에 의해 달성되고, 로봇 장치에 의하여 구성화될 크리브 또는 구성화될 공작 기계의 구역에 센서 활성면이 마련되고, 이에 따라 상기 로봇 장치가 대응하는 크리브 또는 대응하는 공작 기계의 적재 구역 또는 하역 구역에 있는 경우에 상기 제1 센서가 각 센서 활성면에 의하여 활성화되고, 상기 로봇 암의 규정된 수평 위치, 특히 그의 후퇴된 정지 위치가 감지될 수 있도록 상기 제2 센서가 로봇 장치 상에 마련되고, 이에 따라 상기 로봇 장치가 공작 기계 또는 크리브의 구역에서만 소정의 이동을 실행할 수 있게 한다.

상기 생산 시스템의 바람직한 일 실시예에서, 상기 센서가 활성화되는 경우에 상기 로봇 장치가 기정된 양만큼 이동될 수 있고 및/또는 기정된 각도로 선회될 수 있도록 상기 각 센서 활성면의 수평 정도가 선택되고, 이에 따라 기본적으로 상기 로봇 장치가 이동될 수 있어서 구성화될 크리브 또는 공작 기계의 모든 구역에 로봇 장치가 용이하게 접근하게 한다.

상기 생산 시스템의 더 바람직한 실시예에서, 상기 로봇 암이 후퇴된 정지 위치에 있는 경우에 상기 제2 센서가 활성화되고, 이에 따라 상기 시스템의 적극적인 안전을 향상시킨다.

바람직하게는, 상기 생산 시스템의 더 바람직한 실시예에서, 상기 두 센서 중 적어도 하나가 활성화된 상태에 있는 경우에 상기 감지 제어기는 로봇 장치에 대하여 운동을 단지 허용(okay)할 것이고, 이도 역시, 상기 시스템의 적극적인 안전을 향상시킨다.

마지막으로, 상기 생산 시스템의 더 바람직한 실시예에서, 상기 감지 제어기에 의한 로봇 장치의 운동에 대한 허용은 상기 두 센서 중 어느 것도 활성화된 상태에 있지 않은 경우에 즉시 무효화되게 제공되고, 이에 따라 상기 로봇 장치가 이미 이동 중인 경우에도 즉시 정지되어 조작자에 대한 어떠한 위험도 방지하게 한다. 또한, 이러한 예방책은 상기 모니터링 장치의 요소 중 하나에 결함이 있는 경우에 상기 로봇 장치의 임의의 이동을 금지하고, 이는 마찬가지로 상기 시스템의 적극적인 안전에 궁극적으로 기여한다.

이하, 본 발명의 추가적인 유리한 실시예 및 특징적인 조합은 전체로서 다음의 청구범위에서 그리고 이로부터 상세하게 설명될 것이다.

이하, 본 발명은 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따라 구성된 생산 시스템의 평면도이고;
도 2는 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제1 실시예와 함께 도 1에 도시된 생산 시스템의 평면도이고;
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 생산 시스템의 추가적인 평면도이고;
도 4는 도 2에 도시된 바와 같은 생산 시스템의 제1 측면도이고;
도 5는 도 2에 도시된 바와 같은 생산 시스템의 추가적인 측면도이고;
도 6은 본 발명에 따른 모니터링 장치의 추가적인 실시예와 함께 추가적인 생산 시스템의 평면도이고;
도 7은 본 발명에 따른 모니터링 장치의 대안적인 예와 함께 도시된 로봇 장치를 나타낸 도면이고;
도 7a는 도 7에 도시된 바와 같은 로봇 장치의 부분을 나타낸 확대도이고;
도 7b는 도 7에 도시된 바와 같은 로봇 장치의 부분을 나타낸 추가적인 확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 예시적인 실시예의 도면이다.
도면에서 동일한 모든 부품은 같은 참조 부호로 식별되는 것으로 간주된다.

이하, 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따라 구성된 생산 시스템(1)의 평면도가 도식적으로 도시되어 있다. 상기 생산 시스템(1)은, 예를 들어 공작 기계(2a), 두 개의 크리브(crib)(3a, 3b), 펜싱 인클로저(fencing enclosure)(4), 및 로봇 장치(5)를 포함한다. 상기 로봇 장치라는 용어는 조작기의 모든 실시예를 나타내는 각 경우에 사용되는 것으로 간주된다.

상기 크리브(3a, 3b)는 공구 및/또는 작업편을 수용하는 역할을 한다. 상기 관련된 기계는, 예를 들어 침식, 밀링, 연삭 기계나 선반일 수 있고, 이는 확정적으로 열거된 것은 아니다. 적합한 로봇 장치의 예로는 4개의 축을 갖는 장치이고, 그의 결합 요소 - 그리퍼(gripper) -는 회전 축(C) 외에 3개의 병진 축(X, Y, 및 Z)에서 이동가능하다. 상기 로봇 장치(5)는 메인 지지부(9)가 푸팅(footing)(7)에 의해 수직으로 서있는 베이스플레이트(6)를 포함한다. 수직 이동하는 슬라이드(미도시)가 수직 축을 중심으로 회전가능한 메인 지지부(9)에 장착된다. 도식적으로 나타낸 공구 및/또는 작업편(13)(이하, 평이함을 위하여 간단히 작업편으로 칭함)을 잡아서 유지하는 역할을 하는 그리퍼(12)에서 끝나는 수평 이동하는 캔틸레버형 로봇 암(11)이 수직 슬라이드에 장착된다. 또한, 로봇 암(11a), 그리퍼(12a), 및 작업편(13a)과 함께 메인 지지부(9)의 회전 위치가 파선으로 나타내어진다. 특히 상기 펜싱 인클로저(4)의 방향으로의 상기 메인 지지부(9)에 대한 로봇 암(11a)의 상대적인 임의의 수평 운동은 단지 단일 축에서, 즉 선형 수평 축을 따라 이루어질 수 있다. 이러한 로봇 장치를 구성하는데 있어서 기본적인 것들은 알려져 있으므로, 추가적인 상세를 본 명세서에 포함시키지 않는다.

상기 펜싱 인클로저(4) 내에 마련된 로봇 장치(5)는, 특히 작업편(13)을 공작 기계(2a)로/로부터 이송하여 집는 역할을 하고, 상기 작업편(13)은 크리브(3a, 3b)로부터 집어지고 상기 크리브(3a, 3b)로 이송된다.

풋프린트를 고려해서, 상기 펜싱 인클로저(4)는 로봇 장치가 닿을 수 있는 범위 이내에서 가능한 멀리 통상적으로 마련되고, 이는 이러한 펜싱 인클로저(4)가 안전 펜싱으로서 구성될 필요가 있는 이유이고, 이는 조작자에 의한 임의의 위험한 접근을 방지하는 역할을 하는 한편, 상기 로봇 암(11) 또는 그의 그리퍼(12)가 몇몇 공구 또는 작업편(13)으로 펜싱 인클로저(4)를 관통할 수 없도록 보장한다. 이의 필요는 상기 펜싱 인클로저(4)가 상대적으로 튼튼하게 구성되지 않으면 상기 로봇 장치(5)가 연장된 로봇 암(11a)으로 회전되는 경우에 상기 그리퍼(12a)나 임의의 작업편(13a)이 조작작의 생명 및 팔다리에 대한 잠재적인 위험 요소를 구성하는 펜싱 인클로저(4)를 관통할 수 있기 때문이다. 구체적으로, 무게가 100kg 이상인 공구 및 특히 작업편은 일반적인 로봇 장치에 의해 처리되어야 하는 경우가 흔히 있으므로, 전달에 있어서 큰 무게를 고려하여 이러한 펜싱 인클로저(4)를 제공하는데 있어서 문제가 큰 것으로 간주된다.

이하, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 모니터링 장치의 제1 실시예와 함께 도 1에 도시된 바와 같은 생산 시스템의 평면도가 도식적으로 도시되어 있다. 상기 모니터링 장치는 제1 센서(15), 제2 센서(16), 3개의 수평 배치된 센서 활성면(sensor active face)(17a, 18a, 18b), 수직 배치된 센서 활성면(19), 및 연결선(22)으로 나타낸 바와 같이 상기 로봇 장치(5) 외에 센서(15, 16) 양자와 연결된 감지 제어기(21)를 포함한다. 상기 제1 센서(15)는 로봇 장치(5)의 베이스플레이(6) 상에 마련되고, 상기 제2 센서(16)는 수직 슬라이드(미도시)에 고정된다.

상기 제1 센서(15)가 대응하는 센서 활성면(17a, 18a, 18b)과 협조할 수 있도록 상기 로봇 장치(5)의 회전 상의 제1 센서(15)가 대응하는 센서 활성면(17a, 18a, 18b)을 따라, 즉 이 위로 대략 이동되기 위하여 상기 3개의 수평 배치된 센서 활성면(17a, 18a, 18b)은 바닥 영역에 고정된 로봇 장치와 독립적으로 마련된다. 로봇 장치와 독립적으로는, 센서 활성면(17a, 18a, 18b)이 로봇 장치 자체 상에 마련되지 않아서 로봇 장치의 운동시 포함되지 않는 것을 의미한다.

상기 두 개의 센서(15, 16)는 상기 두 개의 센서(15, 16)가 센서 활성면의 근방에 있지 않는 한 출력으로 이용가능한 신호 UA 0에 의해 디지털 근접 스위치로서 구성된다. 상기 제1 센서(15)와 연관 센서 활성면(17a, 18a, 18b) 간의 임계적인 최소 간격이 위배되자마자, 신호 UA 1이 제1 센서(15)의 출력으로 이용가능하다. 이러한 상황은 상기 로봇 암의 단부에 수직 배치되게 마련된 제2 센서(16)와 센서 활성면(19) 간의 경우와 유사한다. 상기 로봇 암(11)이 후퇴된 정지 위치(retracted resting position)에 놓여지자마자, 즉 후방으로 후퇴되자마자, 신호 1이 제2 센서(16)의 출력으로 이용가능하다. 그러나, 이러한 상황에서, 상기 인용된 하나의 센서 활성면(19)만이 제2 센서(16)와 협조할 수 있다. 상기 제1 센서 활성면(17a)은 이러한 방식으로 구성되고, 상기 로봇 장치(5)가 공작 기계(2a)와 대향하는 경우에 제1 센서(15)가 활성화되는 상기 공작 기계(2a)의 전방에 마련된다. 상기 제1 센서(15)가 활성화되자마자, 상기 로봇 암(11)이 공작 기계(2a)를 적재 또는 하역하기 위해 이동, 특히 수평으로 이동될 수 있도록 상기 로봇 장치(5)는 감지 제어기(21)에 의해 가능하게 된다. 상기 로봇 암(11)의 후퇴된 위치에서, 즉 상기 제2 센서(16)가 배정된 센서 활성면(19)에 의해 활성화되는 경우에 상기 로봇 장치(5)는 일 방향(Y 방향)에서 전체로서 수평으로 이동되고 수직 축(Z 축)을 중심으로 회전될 수 있다.

상기 제1 센서(15)가 활성화되는 경우에 상기 로봇 장치가 공작 기계(2a)와 대향하게 기정 각도로 선회될 수 있는 그러한 길이를 상기 제1 센서 활성면(17a)이 갖고, 이에 따라 상기 공작 기계(2a)의 모든 영역으로 안전한 접근을 보장한다. 이는 상기 크리브(3a, 3b)와 대향하게 마련되며 기정 각도로 상기 로봇 장치(5)의 회전/선회를 가능하게 하도록 굴곡/만곡되게 구성되는 두 개의 센서 활성면(18a, 18b)에 마찬가지로 적용된다.

상기 센서는 상기 센서 활성면, 즉 도전성 금속 형태의 댐핑 재료에 의해 영향을 받을 수 있는 전자기장을 발생시킴으로써 유도에 근거하여 바람직하게 기능한다. 센서와 상기 인용된 센서 활성면 - 금속 -간의 규정된 최소 간격이 구현되자마자, 상기 센서(15, 16)의 출력 신호 UA는 0에서 1로 바뀐다. 근접 스위치로서 작용하는 이러한 센서의 다수의 다른 실시예 및 또한 상기 센서에 의해 방출된 자기장에 영향을 미치는 다수의 상이한 형상 및 재료가 있으므로, 본 내용은 센서 및 센서 활성면만에 관한 것이고, 이는 근접 스위치 등의 모든 실시예를 포함하도록 의도되는 것으로 간주된다.

바람직하게는, 상기 센서 활성면은 시트 또는 상응하게 위치된 금속 코팅으로 이루어지지만, 임의의 경우에 수동적으로 구성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 제1 센서(15)와 제2 센서(16)의 양자가 센서 활성면(17a, 19)의 활성화 영역에 위치된 도 2에 도시된 바와 같은 위치에서, 1의 신호 UA는 양 센서의 출력으로 이용가능하다. 상기 로봇 장치(5)가 회전되도록 허용되는지 그리고/또는 상기 로봇 암(11)이 수평으로 연장되는지 여부를 결정하기 위하여, 상기 감지 제어기(21)는 두 센서 중 하나에서 1의 신호 UA가 이용가능한지 여부를 테스트한다. 이는 (UA 제1 센서 + UA 제2 센서 ≥ 1)인 경우일 때, 상기 로봇 장치(5)는 이동될 수 있다. 그러나, 상기 제1 및/또는 제2 센서가 활성화된 상태에 있을 때 임의의 운동만이 항상 가능하게 되는 경우이지만, 작동시 일어나야만 하는 상태는 아니다.

상기 제2 센서(16)와 함께 센서 활성면이 "면(face)"에 반드시 국한될 필요는 없고, 관련된 센서에 따라 좌우되기 위하여 상기 제2 센서(16)가 부근에 있을 때 응답하는 대상체, 몸체, 스팟(spot) 등을 제공하면 충분할 수 있는 것으로 간주된다. 그러나, 상기 제1 센서(15)와 함께, 어느 정도의 표면적 및 이에 따른 어느 정도의 규모를 포함하는 센서 활성면이 필요하다. 그러나, 물론 이러한 면이 복수의 작은 영역이나 스팟으로 이루어질 수 있는 것으로 간주된다. 또한, 유도 센서 이외에, 용량, 자기, 광학, 또는 초음파 기반의 센서를 그대로 이용할 수 있는 것으로 간주된다.

상기 감지 제어기(21)는 반드시 별도 유닛으로 구성될 필요는 없지만, 기계 제어기의 구성요소일 수 있는 것으로 간주된다.

이하, 도 3을 참조하면, 상기 모니터링 장치와 함께 도 2에 도시된 바와 같은 생산 시스템을 도시하고 있고, 로봇 암(11)이 부분적으로 연장된 상태로 로봇 장치(5)가 회전 위치에 도시되어 있다. 상기 제1 센서(15)가 센서 활성면(17a, 18a, 18b)의 활성 구역에 있지 않으므로, 상기 로봇 장치(5)는 선회만 가능하게 되지만, 이는 또한 상기 제2 센서(16)가 센서 활성면(19)에 의해 활성화되도록 상기 로봇 암(11)이 후퇴된 상태에 있을 때만이다. 도 3에 도시된 바와 같은 예시에서, 상기 로봇 암(11)은 부분적으로 연장되지만, 그 결과로 상기 제2 센서(16)는 더 이상 상기 센서 활성면(19)의 활성 구역에 있지 않게 된다. 상기 로봇 암(11)이 더 연장되면, 전부 확실하게 금지될 필요가 있는 상기 펜싱 인클로저(4)를 상기 로봇 암이 관통하는 위험이 있을 수 있다. 이는, 두 센서 출력 신호의 합이 0(UA 제1 센서 + UA 제2 센서 = 0)이 되어 이에 따라 더 이상 상기 요건(UA 제1 센서 + UA 제2 센서 ≥ 1)을 만족하지 않으므로, 도 3에 도시된 바와 같은 상태에서의 로봇 장치가 즉시 OFF로 전환되는 이유이다. 상기 두 센서 출력 신호의 합이 0이 되는 경우, 이는 오류 신호로 나타낸 바와 같이 상기 로봇 장치를 즉시 중지시킨다.

따라서, 로봇 장치의 어떠한 운동도 가능하게 하기 위해서 상기 센서(15, 16) 중 적어도 하나가 1의 출력 신호 UA를 가져야 하므로, 상기 모니터링 장치는 본질적으로 항상 안전한 경우이다. 이는, 센서의 고장, 연결 리드(connecting lead)에서의 개회로, 소프트웨어 오동작 등이 있는 경우에도, 상기 로봇 장치가 금지된 작동 조건을 취하는 것이 항상 방지될 수 있거나 조작자가 위험한 위치에 처해 있는 것이 항상 방지될 수 있다.

그러나, 상기 센서 신호를 평가함으로써, 상기 로봇 장치의 기정된 위치들은 감지될 수 있다.

추가로, 상술된 일반적인 로봇 장치와 같은 그리브 및 공작 기계는 이러한 항목화가 확실하지 않은 인피드(infeed) 및 아웃피드(outfeed) 위치뿐 아니라 적재 및/또는 하역 설비 스테이션, 적재 스테이션에 대해서도 적절하다.

이하, 도 4를 참조하면, 상기 모니터링 장치의 핵심적 요소와 함께 로봇 장치가 측면도로 도시된다. 상기 메인 지지부(9)에 부가하여 이러한 예시로부터 명백한 것은 상기 로봇 장치(5)의 수직 슬라이드(10)이고, 특히 상기 제1 센서(15, 16)의 배치 및 상기 센서(15, 16)에 센서 활성면(17a, 18b)의 배정이다. 상기 제1 센서(15)는 연결선(22)에 의해 상기 로봇 장치(5)의 푸팅(7)에 고정된다. 상기 로봇 장치(5)의 선회에 있어서, 상기 제1 센서(15)는 푸팅(7)과 함께 회전한다. 상기 센서 활성면(17a, 18b)은 대략 수평으로, 즉 이들이 지지부에 의해 고정되는 바닥과 평행하게 배향되고, 특정 간격이 상기 센서 활성면(17a, 18b)과 제1 센서(15) 사이에 수직으로 존재한다. 상기 제2 센서(16)는 로봇 암(11)의 후방측에 고정되며 대략 수직으로 배향되어 있다. 상기 제2 센서(16)에 배정된 센서 활성면(19)은 수직 슬라이드(10)에 고정되게 연결된다. 이러한 예에서, 상기 제1 센서(15)는 센서 활성면(17a)에 의해 활성화되고, 상기 제2 센서(16)는 센서 활성면(19)에 의해 활성화된다. 이는 1의 신호 UA가 양 센서(15, 16)의 출력으로 이용가능한 이유이다.

이하, 도 5를 참조하면, 상기 대응하는 센서 활성면(19)이 너무 멀리 떨어져 있으므로 상기 제2 센서(16)가 활성화되지 않는 한편 상기 제1 센서(15)가 센서 활성면(17a)에 의해 활성화되는 전방 연장 위치에 상기 로봇 암(11)이 도시되어 있는 도 4에 도시된 바와 같은 생산 시스템을 나타내고 있다. 이는 0의 신호 UA가 상기 제2 센서(16)의 출력으로 적용되는 한편 1의 신호 UA가 상기 제1 센서(15)의 출력으로 적용되는 이유이다.

센서 및 특히 제1 센서는 기본적으로 로봇 장치의 측면에 마련될 수 있고, 센서 활성면은 필요한 경우 수직 또는 경사로 배향될 수 있다.

이하, 도 6을 참조하면, 생산 시스템과 함께 본 발명의 대안적인 예의 실시예를 나타내고 있다. 이러한 예에서, 상기 생산 시스템은 로봇 장치(5), 6개의 크리브(3a-3f), 두개의 공작 기계(2a, 2b), 및 펜싱 인클로저(4)를 포함한다. 상기 로봇 장치(5)는 Y 방향으로 수평 이동하기 위하여 그의 베이스플레이트(6)에 의해 메인 슬라이드(미도시) 상에 마련되고, 상기 메인 지지부(9)는 베이스플레이트(6) 상에서 회전가능하게 지지된다. 상기 Y 방향은 양방향 화살표(23)로 나타나 있고, 상기 Z축을 중심으로 한 회전 방향은 추가적인 양방향 화살표(24)로 나타나 있다. 상기 로봇 암(11)의 후방 단부에 마련된 수직 배향된 센서 활성면(19) 외에, 상기 모니터링 장치는 총 8개의 추가적인 센서 활성면(17a, 17b, 18a-18f)을 포함하고, 이 각각은 공작 기계(2a, 2b)에 배정되거나 또는 상기 크리브(3a-3f) 중 하나에 배정된다. 상기 인용된 센서 활성면 외에, 상기 모니터링 장치는 또한 두개의 센서(15, 16) 및 감지 제어기(미도시)를 포함한다. 상기 제1 센서(15)는 로봇 장치(5)의 푸팅(7)에 마련되고, 상기 제2 센서(16)는 수직 슬라이드(미도시)에 고정된다. 상기 로봇 장치(5)는 상이한 두 위치에 도시되어 있다. 좌측 위치에서, 상기 제1 센서(15)는 센서 활성면(18b) 위에 위치된다. 이러한 위치에서, 상기 로봇 암(11)은 작업편을 잡거나 배치하기 위하여 대응하는 크리브(3b)에 접근할 수 있다. 상기 제2 센서(16)가 활성화되고 반면에 상기 제1 센서(15)가 센서 활성면(17a, 17b, 18a-18f)의 외곽에 위치되므로 상기 제1 센서(15)가 활성화되지 않도록 상기 로봇 암(11)이 후퇴되는 위치를 상기 로봇 장치(5)의 우측 위치가 도시하고 있다. 이의 결과로, 0의 신호 UA가 제1 센서에서 이용가능하게 되고, 1의 신호 UA가 제2 센서에서 이용가능하게 된다. 상기 두 센서 출력 신호의 합이 1(UA 제1 센서 + UA 제2 센서 = 1)이 되므로, 상기 로봇 장치는 이러한 상태에서 수평으로 이동 및/또는 선회될 수 있다.

상기 제1 센서(15)가 활성화된 경우에 상기 로봇 장치(5)가 Y 방향으로 대응하는 센서 활성면을 따라 이동 또는 선회할 수 있는 정도로 상기 센서 활성면(17a, 17b, 18a-18f)은 수평으로 연장되고, 이에 따라 상기 로봇 장치(5)는 대응하는 공작 기계(2a, 2b)나 대응하는 크리브(3a-3f)에 제한없이 접근할 수 있고, 각 크리브(3a-3f)뿐만 아니라 각 공작 기계(2a, 2b)는 상기 로봇 장치(5)에 의해 안전하게 적재 및 하역될 수 있다.

로봇 장치나 로봇 암의 특정 이동이 기본적으로 허용되는 구역에만 수평 배향된 센서 활성면이 마련된다. 본 예를 참조하면, 로봇 장치가 크리브나 공작 기계 중 하나에 대향하여 위치될 때 제1 센서가 활성화되도록 수평 배향된 센서 활성면은 공작 기계뿐만 아니라 크리브의 구역에 마련된다.

상기 로봇 장치가 수평방향으로 그의 로봇 암을 연장시키도록 허용되는 구역을 구체적으로 규정하는 역할을 한다. 센서와 센서 활성면의 협조를 위하여 1 또는 0 신호 형태의 디지털 응답이면 충분하고, 이에 의하여 0 신호가 이용가능할 때 로봇 장치의 어떠한 이동도 불가능한 반면, 1 신호가 로봇 장치의 이동을 가능(적극 안전(positive safety))하게 하는 방식으로 로봇 장치로부터의 신호가 평가된다.

이하, 도 7을 참조하면, 모니터링 장치의 대안적인 예의 실시예와 함께 로봇 장치(5)가 도시되어 있고, 도 7a는 도 7에 도시된 바와 같은 로봇 장치의 부품을 나타낸 확대도이고, 도 7b는 도 7에 도시된 바와 같은 로봇 장치의 부품을 나타낸 추가적인 확대도이다. 본 명세서에서 다시 메인 슬라이드로서 기능하는 베이스플레이트(6)에 의해, 상기 로봇 장치(5)가 Y 방향으로 레일(14)을 따라 이동하기 위하도록 마련되고, 상기 메인 지지부(9)는 푸팅(7)에 의해 베이스플레이트(6) 상에 회전가능하게 마련된다. 상기 로봇 암(11)은 그의 연장된 상태로 도시되어 있다. 상기 로봇 암(11)의 수평 위치를 모니터링하기 위하여 상기 수직 슬라이드(10)의 후방측에 마련된 제2 센서(16) 외에, 상기 모니터링 장치는 추가적인 4개의 센서(26, 27, 28, 29) 및 수개의 센서 활성면(19, 30, 31a, 31b)을 포함한다. 상기 수직 슬라이드(10)의 후방측에 마련된 센서(16)는 상기 로봇 암(11)의 후방단에 마련된 센서 활성면(19)과 협조하도록 설계된다. 이러한 예에서도, 상기 모니터링 장치는 감지 제어기(복잡하지 않은 도해를 위하여 미도시됨)를 포함한다.

두 개의 센서(26, 28; 27, 29) 각각은 서로에 대하여 180°만큼 오프셋되게 배치되고 로봇 장치(5)의 푸팅(7)에 대해 직경 방향으로 대향된다. 상기 4개의 센서(26, 27, 28, 29)는 베이스플레이트(6)에 고정되게 연결되고, 상기 푸팅(7)과 함께 회전하지 않는다. 이러한 4개의 센서(26, 27, 28, 29)는 브라켓을 이용하여 상기 베이스플레이트(6)에 연결되고, 이중 하나만인 전방 브라켓(32)이 도 7a에 나타나 있다. 상기 푸팅(7)과 대향하는 양 센서(26, 27)의 전기장은 상방향으로 향하고, 상기 푸팅(7)으로부터 떨어져 대향하는 두 센서(28, 29)의 전기장은 상기 바닥에 적용된 센서 활성면(31a, 31b)의 방향으로 하방향으로 향한다. 푸팅(7)과 떨어져 대향하는 두 센서(26, 27)와 협조하도록 설계된 추가적인 센서 활성면(30)이 푸팅(7) 상에 마련된다. 상기 메인 지지부(9)의 회전으로, 상기 센서 활성면(30)과 함께 푸팅(7)은 회전에 포함된다. 유사하게, 도 7에 도시된 바와 같은 위치로부터 180°를 통한 로봇 장치의 회전은 180°를 통한 센서 활성면(30)의 회전을 포함하고, 이에 따라 후자는 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 제2 센서(27) 위에 위치된다. 따라서, 이러한 예의 실시예에서, 서로 180°회전된 로봇 장치(5)의 두 위치가 감지될 수 있다. 필요한 경우, 예를 들어 90°를 통해 회전된 로봇 장치(5)의 이러한 다른 위치는 상응하게 마련된 하나 이상의 센서를 부가함으로써 감지될 수도 있다. 바람직하게는, 두 센서(28, 29)가 하방향으로 대향하는 것은 상기 메인 슬라이드가 이동할 수 있는 레일(미도시) 상에 또는 바닥 상에 마련된 배정된 센서 활성면(31a, 31b)이다.

도시된 바와 같은 예의 실시예에서, 일 측 상의 두 개의 센서(26 및 28)와 다른 측 상에 마련된 두 개의 센서(27 및 29) 중 어느 한쪽은 상기 로봇 암(11)이 수평 연장될 수 있도록 1의 출력 신호를 가져야 한다. 상기 로봇 장치가 Y 방향으로 이동될 수 있도록 상기 로봇 암(11)의 후방측 상의 제2 센서(16)는 1의 출력 신호를 가져야 한다. 상기 제2 센서(16)가 1의 출력 신호를 갖자마자, 상기 로봇 암(11)은 그의 후퇴된 위치에 있게 된다. 상기 어느 센서도 1의 출력 신호를 갖지 않으면 바로, 상기 로봇 장치가 OFF로 작동되고 경보 신호가 울린다.

푸팅(7)으로부터 떨어져서 대향하는 두 외부 센서(28, 29)를 위해서, 센서 활성면(31a, 31b)이 바닥에 마련되어 제공되고, 이러한 경우에 일례로서 이러한 두 개만이 도시되어 있는 것으로 간주된다. 상기 로봇 장치가 Y축을 따라 축방향으로 이동되는 경우, 상기 베이스플레이트(6)에 마련된 센서(26-29) 및 센서 활성면(30)은 이동에 포함되고, 반면에 상기 센서 활성면(31a, 31b)은 바닥에 고정되게 마련된다.

고정되게 마련된 센서 활성면의 개수 및 위치는 얼마나 많은 크리브나 공작 기계가 로봇 장치에 의해 적재 및 하역될 필요가 있는 지에 따라 좌우된다. 예를 들어, 또한 공작 기계 및/또는 크리브가 횡방향으로 또는 상기 로봇 장치(5)의 이동 방향에 대해 각도를 이루어 마련되는 경우, 추가적인 센서(미도시)나 추가적인 센서 활성면(미도시)이 기정된 각도, 예를 들어 45°또는 90°의 각도로 도시된 바와 같이 상기 센서나 센서 활성면으로부터 오프셋되어 마련되어 제공된다. 특히, 이러한 실시예는 몇몇 위치만이 접근될 필요가 있는 경우에 유리하다.

이제 도 8에 따르면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예가 설명된다. 여기서, 도 8은 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 포함한 예로서 추가의 생산 시스템을 도시한다. 도 6에 도시된 예시적인 실시예와 유사하게, 생산 시스템은 이제 로봇 장치(5), 베이스플레이트(6) 상에 회전 가능하게 지지되는 메인 지지부(9)를 포함한다. 베이스플레이트(6)는 레일(20)을 따르는 수평방향(Y 방향)으로 이동하기 위해 메인 슬라이드(39) 상에 마련된다. 로봇 장치(5)에 추가로, 생산 시스템은 공작 기계(2c) 및 크리브(32)를 포함한다. 상술된 예시적인 실시예와 주요 차이점은 제1 센서가 근접 스위치로서 구성되지 않고, 또한 바닥 근처에 마련되지 않고, 대신 토핑 메인 지지부(9)에 고정되고 광학 센서 장치로서 구성되고 이후 센서(33)로 지칭되는 점이다. 광학 센서(33)는 광을 수용하는 탐색 모듈뿐 아니라 광을 발산하는 광 모듈을 포함한다(광 모듈 및 탐석 모듈 모두 미도시). 광학 센서(33)에 배정된 제1 센서 활성면(32)이 공작 기계(2c)에 마련되고, 크리브(32)는 예를 들어 광학 센서(33)에 마찬가지로 배정되는 세 개의 추가 센서 활성면(36a, 36b, 36c)를 구비한다. 센서 활성면(36a, 36b, 36c)로서 채용된 광학 반사기는 센서(33) 또는 센서의 방향에서 광 모듈 또는 탐색 모듈에 의해 방출된 광 빔(38a)을 반사한다. 각 광학 반사기 및 탐색 모듈은 탐색 모듈이 발광기에서 방출되고 광학 반사기에 의해 반사된 광에만 응답하거나 또는 광을 탐색하고, 필터링하고 평가하도록 서로 조절된다. 센서 활성면(36a, 36b, 36c)는 유입되는 광 빔이 센서(33)의 방향으로 대략 180°를 통해 반사되는 특정 영역을 담당한다. 일반적인 센서 장치가 공지되어 있으므로, 여기서 추가 설명이 포함되지 않는다. 이러한 센서 장치의 일 예는 로이체 전자(Leuze electronic)에서 제작된 "SRK 96" 안전 반사 광 배리어이다.

제1 센서 활성면(34)은 수직 방향으로 이동 가능한 도어(35)에 마련되고, 도어는 공작 기계(2c)의 구성 요소를 형성한다. 세 개의 추가 센서 활성면(36a, 36b, 36c)은 크리브(32)의 각각의 푸시-백 위치(32a, 32b, 32c) 위의 제 위치에 고정되어 마련된다.

각 반사기뿐 아니라 센서는 작동 접근 구역 위로, 즉 적어도 대략 2m 마련되는 것이 바람직하다. 바닥 위로 2m이면 작업자가 광 빔을 방해하지 않고 광 빔 아래로 이동할 수 있다.

광학 센서(33)에 추가로 모니터링 장치는 적어도 하나의 추가 센서를 포함한다. 근접 스위치 형태의 센서(16a)는 이미 상술한 바와 같이 추가-제2-센서로서 사용되도록 놓일 수 있다. 이 예에서, 제2 센서(16a)는 메인 지지부(9)에 고정되고 관련 센서 활성면(19a)은, 로봇 암(11)이 후퇴된 정지 위치에 있자마자 1의 출력 신호가 제2 센서(16a)에서 이용가능한 로봇 암(11)의 후방측에 마련된다.

추가로, 추가 센서 및 대응하는 활성면은 푸팅 및 두 개의 활성면(18g, 18h) 상에 마련된 센서(15a)에 의해 지시되는 바와 같이 구성될 수 있다. 그러나, 임의의 경우, 광학 센서(33)는 본 발명의 각 예에서 최적의 해법을 찾는 경우 추가 센서와 확실하게 결합될 수 있다.

로봇 장치(5)의 기능은 광학 센서(33)와 결합하여 특히 더 상세하게 설명될 것이다. 로봇 암(11)이 후방 정지 위치, 즉, 후퇴된 후방 위치에 있는 한, 신호 UA=1로 신호화될 때, 로봇 장치(5)는 레일(20)을 따라 이송될 수 있다. 로봇 장치(5)가 기계(2C)를 적재 또는 하역하는 가능 신호를 수신하면, 센서(33)에 의해 방출된 광 빔(38)은 센서(33)의 탐색 모듈에 의해 탐색되어야 한다. 탐색 모듈은 방출된 광 빔(38a)이 탐색 모듈의 방향에서 센서 활성면(34)으로부터 반사되도록 로봇 장치(5)가 기계(2c)를 향하는 기정된 위치에 있을 때 광 빔을 탐색한다. 이것이 발생하지 않았다면, 도어(35)는 도 8에 도시된 바와 같이 업(up) 가능 위치에 있어야 한다. 도어(35)가 다운(down) 폐쇄 위치에 있는 경우, 도어(35')의 파선에 의해 나타내지는 바와 같이, 이후 광 빔은 로봇 장치(5)가 기계(2c)를 향해 정밀하게 위치될 때에도 센서 활성면(34')으로부터 탐색 모듈의 방향에서 반사되지 않는다. 이는 도어가 개방, 즉 업 될 때에만 기계(2c)로의 접근을 갖는 로봇 장치(5)에 의한 추가 안전 수단 및 센서(33)의 추가 이점이다.

크리브(32)로 기능하기 위해, 로봇 장치(5)는 크리브(32)의 세 개의 푸시-백 위치(32a, 32b, 32c) 중 하나에 대면해야 한다. 로봇 장치(5)의 정확한 적재 또는 하역 위치를 검출하기 위해, 세 개의 푸시-백 위치(32a, 32b, 32c) 각각은 센서 활성면(36a, 36b, 36c)에 배정된다. 로봇 장치가 이들 세 개의 푸시-백 위치(32a, 32b, 32c) 중 하나에 대면 하자마자, 센서로부터 방출된 광은 탐색 모듈의 방향에서 반사되고 로봇 장치(5)는 대응하는 푸시-백 위치(32a, 32b, 32c)로 기능할 수 있게 된다.

센서 활성면(34, 36a, 36b, 36c)이 특정 범위를 담당하기 때문에, 기정된 구역은 센서에 의해 방출된 광이 탐색 모듈의 방향으로 계속 반사되는 수직방향 뿐아니라 수평방향 모두로 구현된다. 특히 각 센서 활성면(34, 36a, 36b, 36c)의 수평 범위는 로봇 장치가 크리브(32)의 푸시-백 위치(32a, 32b, 32c) 각각을 대면하거나 기계(2c)를 대면하는 기정된 구역 내부로 수평방향으로 위치되어야 하는 것을 허용하여, 모리터링 장치가 센서(33)로부터 기계 또는 크리브로 기능하는 가능 신호를 수용한다. 이 구역은 각 센서 활성면(34, 36a, 36b, 36c)의 폭을 넘어 변하거나 결정될 수 있다.

메인 지지부에 고정되는 센서(33)의 높이가 고정되기 때문에, 특히 로봇 장치의 임의의 기계적 작동과 같은 공차, 재료의 열 팽창 등은 각 센서 활성면(34, 36a, 36b, 36c)의 수직 범위에서 보상될 필요가 있다.

예를 들어, 어떠한 센서(33)도 원하는 높이에서 공작 기계 상에 장착되지 않는 경우, 센서(15a)가 사용될 수 있다. 필요한 곳에서, 수직 방향으로 이동 가능한 센서(33)가 구비될 수 있다.

요약하면, 이에 따라, 본 발명에 따라 구성된 모니터링 장치에 의해, 상기 안전 펜싱이 차제에는 조작자에 대한 접근 보호로서만 역할을 할 것이므로 간소화되게 하면서 매우 안전한 작동이 보장되는 것을 인식할 수 있을 것이다. 이제, 이러한 안전 펜싱은 최악의 경우의 상태에서도, 즉 고속인 로봇 장치의 속도로 및 큰 전달 무게로 상기 로봇 장치나 로봇 암의 관통을 항상 방지할 수 있을 정도로 튼튼하게 더 이상 제작될 필요가 없다. 이외에, 상기 안전 펜싱은 이제는 낮고 가깝게 유지될 수 있어서 결국 저비용으로 이룰 수 있다. 설명된 바와 같이 상기 센서 신호와 로봇 장치 제어기를 연결시킴으로써, 상기 로봇 장치나 로봇 암이 관통될 위험이 있는 안전 펜싱의 바로 인근에 도달할 수 없게 한다. 따라서, 기존의 안전 펜싱에 비해, 이는 이제 간단하고, 경량이며, 비용 효율적으로 제작될 수 있다.

특히, 본 발명에 따라 구성된 모니터링 장치는 상기 로봇 암이 오직 하나의 이동 축에서, 특히 수평 선형 축에서 수평 이동될 수 있는 로봇 장치에 적합하다.

상기 센서 활성면이란 용어는 접근되는 경우에 상기 센서의 활성화 - 스위칭 작용 -을 유도하는 모든 수단을 포함하게 의도하는 것으로 간주된다. 예를 들어, 유도 센서와 양립가능한 다양한 금속 외에, 또한 몇 가지만 말하자면 예를 들어 일부 예인 광학, 자기, 음향 형태와 같은 다른 센서 활성면이 본 발명과도 양립될 수 있다.

Claims (20)

1. 적어도 두 운동 축을 갖는 로봇 장치의 기정 위치를 모니터링 및/또는 감지하기 위한 모니터링 장치로서,
   Z축을 중심으로 회전가능한 메인 지지부(9) 및 이에 의하여 지지되는 로봇 암(11)을 포함하고,
   상기 모니터링 장치는 적어도 두 개의 센서(15, 16, 33) 및 센서에 배정된 센서 활성면(17a, 17b, 18a-18f, 32, 36a, 36b, 36c)을 갖고, 상기 모니터링 장치는 기정된 운동을 실행하기 위해 하나의 센서 및/또는 다른 센서(15, 16, 33)에서 이용가능한 신호의 함수로서 가능 신호를 로봇 장치로 송신하고,
   제1 센서(15, 33)는 메인 지지부(9)의 수평 위치 및/또는 회전 위치를 감지하도록 규정되고, 제2 센서(16)는 특히 후퇴된 위치에서 로봇 암(11)의 규정된 수평 위치를 감지하도록 규정되고, 선택적 센서 활성면(17a, 17b, 18a-18f, 34, 36a-36c)은 제1 센서(15; 33)에 대한 로봇 장치(5)와 독립적으로 로봇 장치(5)의 수평 운동 구역 및/또는 선회 구역에 마련되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
2. 제1항에 있어서, 제1 센서(15)에 배정된 상기 센서 활성면(17a, 17b, 18a-18f)은 제 위치에서 고정되어 마련되는, 모니터링 장치.
3. 제1항에 있어서, 제1 센서(15)에 배정된 적어도 하나의 센서 활성면(34)은 로봇 장치와 독립적으로 축에서 이동 가능하게 마련되는, 모니터링 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 센서(15, 16)의 적어도 일부는 활성화되는 경우에 1의 출력 신호가 이용가능한 디지털 근접 스위치로 구성되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
5. 제1항에 있어서,적어도 하나의 센서는 광학 센서(33)이고, 이에 의해 로봇 장치(5)의 기정된 위치가 탐색 가능한, 모니터링 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및/또는 제2 센서(15, 16)가 활성화되는 경우에만 상기 로봇 장치(5)가 자유롭게 이동하도록 상기 모니터링 장치는 로봇 장치(5)를 제어하기 위하여 상기 센서(15, 16)에 연결된 감지 제어기(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
7. 제5항에 있어서, 로봇 암(11)의 운동이 제1 센서(15)가 활성화될 때까지 가능하지 않도록 상기 감지 제어기(21)는 로봇 장치(5)를 제어하는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 제2 센서(16)가 활성화되는 경우에만 로봇 장치(5)의 수평 이동이 전체로서 가능하게 되도록 상기 감지 제어기(21)는 로봇 장치(5)를 제어하는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 센서(15)에 배정된 상기 센서 활성면(17a, 17b, 18a-18f, 34, 36a-36c)은 로봇 암(11)의 허용된 운동의 구역에만 그리고 구체적으로 공작 기계(2a, 2b) 및/또는 그의 크리브(3a-3f, 32)의 구역에만 마련되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 고정되지만 선회가능하게 마련되는 로봇 장치(5)의 위치를 모니터링하기 위하여, 상기 만곡된 센서 활성면(18a, 18b)은 로봇 장치(5)의 선회 구역에 마련되고 제1 센서(15)에 배정되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 센서(16)는 로봇 암(11)을 지지하는 수직 슬라이드(10) 상에 마련되고, 로봇 암(11)이 그의 후퇴된 정지 위치에 있자마자 제2 센서(16)에서 1의 출력 신호가 출력되도록 제2 센서(16)에 배정된 센서 활성면(19)이 로봇 암(11)에서 마련되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, Y 방향(23)으로 이동되게 마련된 로봇 장치(5)의 수평 위치를 모니터링하기 위하여, 모니터링 장치는 Y 방향에 대하여 평행하게 그리고/또는 횡방향으로 이어지며 제1 센서(15, 33)에 배정되는 센서 활성면(17a, 17b, 18a-18f, 32, 36a-36c)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
13. 제11항에 있어서, 로봇 장치(5)의 메인 지지부(9)가 베이스플레이트(6) 상에서 회전가능한 푸팅(7)에 의하여 지지되는 로봇 장치(5)를 모니터링하기 위하여, 상기 모니터링 장치는 로봇 장치(5)의 베이스플레이트(6) 상에서 서로 각도를 이루게 마련된 적어도 두 개의 센서(26, 27)뿐만 아니라, 회전가능한 푸팅(7) 상에 마련되며 메인 지지부(9)의 기정된 회전 위치에서 센서(26, 27) 중 하나가 활성화되도록 마련된 인용된 센서(26, 27)와 협조하는 센서 활성면(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
14. 제12항에 있어서, 로봇 장치(5)의 메인 지지부(9)가 베이스플레이트(6) 상에서 회전가능한 푸팅(7)에 의하여 지지되는 로봇 장치(5)를 모니터링하기 위하여, 상기 모니터링 장치는 적어도 두 개의 센서(28, 29)를 포함하고, 센서(28, 29)는 로봇 장치(5)의 기정된 이동 위치에서 센서(28, 29) 중 하나가 활성화되도록 바닥의 구역에 마련된 센서 활성면(30)과 협조하는 로봇 장치(5)의 베이스플레이트(6) 상에서 서로 각도를 이루게 마련되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 장치(5)의 로봇 암(11)이 수평방향으로 이동가능하며 그리고 메인 지지부(9)와 관련하여 축을 따라서만 이동가능한 로봇 장치(5)를 모니터링하기 위하여, 상기 제2 센서(16)는 로봇 암(11)의 후퇴된 수평 위치를 모니터링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 장치.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따라 구성된 모니터링 장치를 포함하는 생산 시스템(1)으로서, 적어도 하나의 로봇 장치(5)뿐만 아니라, 로봇 장치(5)에 의하여 구성화될 수 있는 공작 기계(2a, 2b) 및/또는 크리브(3a-3f)를 포함하는, 생산 시스템(1)에 있어서,
    로봇 장치(5)에 의하여 구성화될 크리브(3a-3f) 또는 구성화될 공작 기계(2a, 2b)의 구역에 센서 활성면(17a, 18b, 18a-18b)이 마련되어, 이에 따라 로봇 장치(5)가 대응하는 크리브(3a-3f) 또는 대응하는 공작 기계(2a, 2b)의 적재 구역 또는 하역 구역에 있는 경우에 제1 센서(15)가 각 센서 활성면(17a, 18b, 18a-18b)에 의하여 활성화되고, 로봇 암(11)의 규정된 수평 위치, 특히 그의 후퇴된 위치가 감지될 수 있도록 제2 센서(16)가 로봇 장치(5) 상에 마련되는 것을 특징으로 하는
    생산 시스템.
17. 제15항에 있어서, 센서(15, 16)가 활성화되는 경우에 로봇 장치(5)가 기정된 양만큼 이동될 수 있고 및/또는 기정된 각도 주위에서 회전될 수 있도록 각 센서 활성면(17a, 18b, 18a-18b)의 수평 정도가 선택되는 것을 특징으로 하는, 생산 시스템.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 제2 센서(16)는 로봇 암(11)이 후퇴된 정지 위치에 있는 경우에 활성화되는 것을 특징으로 하는, 생산 시스템.
19. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지 제어기(21)는 두 센서(15, 16) 중 적어도 하나가 활성화된 상태에 있는 경우에 로봇 장치(5)에 대하여 운동을 단지 허용할 것을 특징으로 하는, 생산 시스템.
20. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 감지 제어기(21)에 의한 로봇 장치(5)에 대한 운동의 허용은 두 센서(15, 16) 중 어느 것도 활성화된 상태에 있지 않은 경우에 무효화되는 것을 특징으로 하는, 생산 시스템.

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