WO2008040426A1 - Verfahren zur erhöhung der sicherheit beim betrieb eines roboters - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb eines Roboters (13) mit Werkzeugwechsler, insbesondere zum Schutz von Bedienpersonal, die Werkstücke in einen Robotergreifer einlegen. In Abhängigkeit von dem am Roboter angebrachten Werkzeug (62), werden virtuelle Wände (25) aktiviert/deaktiviert. Eine Annäherung des Roboters an den Bediener mit den Bediener gefährdenden Werkzeug wird verhindert, indem der Roboter bei Durchdringen einer virtuellen Wand gestoppt wird.

Description

Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb eines Roboters

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Industrieroboter, die in der automatischen Fertigung beispielsweise in der Automobilindustrie eingesetzt sind, arbeiten dergestalt, dass sie mit verschiedenen Werkzeugen, ausgerüstet (Greifern, PunkWLaserschweißzangen, Entgratwerkzeugen, etc.) unterschiedliche Aufgaben wie Teiletransprot und -handling, Schweißen, Fügen etc. ausführen. Solen mehrere Vorgänge von einem einzigen Roboter ausgeführt werden, so muss dieser während des Bearbeitungsprozesses sein Werkzeug wechseln können. Hierzu wird der Roboter typischerweise mit einer Werkzeugwechseleinrichtung versehen, welche ein Aufnehmen und Ablegen von Werkzeugen ohne manuellen Eingriff einer Bedienperson ermöglicht.

Eine Applikation, welche den Einsatz eines Werkzeugwechslers erfordert, kann wie folgt aussehen:

Mit einem an der Roboterspitze oder am Roboterkopf angebrachten Greifer erfasst der

Roboter ein Werkstück in einer Werkstückaufnahme und verfährt mit dem gegriffenen

Werkstück zur Bearbeitungsstation, wo das Werkstück fixiert wird. Das Werkstück wird dabei im Allgemeinen von einer Bedienperson auf die Werkstückaufnahme oder direkt dabei im Allgemeinen von einer Bedienperson auf die Werkstückaufnahme oder direkt in den Greifer des Roboters gelegt. Sodann wird der Greifer in einer Greiferablage abgelegt und der Roboter nimmt ein geeignetes Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks von einer Werkzeugaufnahme zurück, nimmt wiederum den Greifer und fährt zur Werkstückaufnahme, um ein neues Werkstück in die Bearbeitungsstation zu verbringen. Das fertig bearbeitete Werkstück kann von dem Roboter oder einer Bedienperson aus der Werkstückaufnahme entnommen und in einem Werkstückspeicher abgelegt werden.

Die bedeutet, dass der Roboter mit einer Werkzeugwechselrichtung versehen ist und dabei in der Nähe einer Bedienperson benutzt wird und arbeitet. Wenn nun ein solcher Werkzeugwechsler bzw. verschiedene unterschiedliche Werkzeuge von einem Industrieroboter benutzt wird bzw. werden, dann besteht die Gefahr, dass die Bedienperson, die in der Nähe des Roboters arbeitet, verletzt wird, zum Beispiel wenn der Roboter eine Schweißpistole anstatt eines Greifers trägt und mit dieser in den Bereich hinein fährt, in der sich die Beladestation oder Werkstückaufnahme befindet.

Die Bewegungen eines Roboters sind durch ein Programm vorgegeben. Fehler können dann auftreten, wenn das Programm selbst einen Fehler enthält; es besteht auch die Möglichkeit, dass die Bedienperson, die den Roboter startet, einen Fehler macht, beispielsweise in dem es einen Programmzeiger an die falsche Stelle setzt und den Roboter startet, auch kann ein externer SPS-Fehler vorliegen, oder das SPS-Programm und das Roboterprogramm laufen nicht synchron, insbesondere nach einem Neustart.

Es ist daher wünschenswert, zusätzliche Sicherheit vorzusehen, die den Roboter daran hindern, in bestimmte Bereiche der Bearbeitungszelle hinein zu fahren, wenn ein falsches Werkzeug detektiert wird, oder einen bestimmten Bereich der Zelle zu verlassen, wenn ein gefährliches Werkzeug am Roboter befestigt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb eines Roboters, insbesondere eines Industrieroboters anzugeben, mit dem auf einfache Weise der Schutz einer Bedienperson erreicht oder zumindest erhöht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Die Erfindung besteht also darin, dass die Werkzeugwechseleinrichtung mindestens ein sicheres insbesondere zweikanaliges Signal zur Identifizierung des angebrachten Werkzeugs erzeugt, wobei jedem Werkzeug eine eindeutige Signatur zugeordnet ist und somit verschiedenartige Werkzeuge über das sichere Signal eindeutig identifiziert werden können.

Dieses Signal kann elektrisch, magnetisch, elektrostatisch sein, es kann ein Lichtsignal sein oder Radiowellen benutzen oder andere bekannte Mittel umfassen. Jeder Signalsignatur ist mindestens eine virtuelle Wand zugeordnet, die beim Anliegen des Signals aktiviert oder deaktiviert wird.

Zur weiteren Verbesserung des Schutzes einer Bedienperson kann die virtuelle Wand ergänzt sein oder ersetzt werden durch einen virtuellen Schutzraum oder einen Achsbereich des Roboters, in den einzufahren der Roboter insbesondere bei unzulässigem oder gefährlichem Werkzeug gehindert ist.

Dabei soll die Bewegungsgeschwindigkeit insbesondere des Roboterkopfes bei Annäherung an die virtuelle Wand oder an den virtuellen Schutzraum gestoppt oder deutlich auf eine ungefährliche Bewegungsgeschwindigkeit reduziert werden.

Mit der Erfindung wird verhindert, dass insbesondere der Kopf eines Roboters, der ein gefährliches Werkzeug wir beispielsweise eine Schweißpistole trägt, insbesondere schnell und mit hoher Geschwindigkeit in den Bereich hinein gefahren wird, in dem sich eine Bedienperson befinden kann, die durch den Roboter verletzt werden könnte. Natürlich besteht die Möglichkeit, dass der Roboterkopf mit sehr langsamer Geschwindigkeit in den betreffenden Bereich hinein fährt, so dass die Gefahr einer Verletzung nicht mehr gegeben oder minimiert ist. Andererseits ist insbesondere bei der Verwendung von Schweißpistolen, die eine hohe Temperatur aufweisen können, ein Hineinfahren in eine geschützte Zone unbedingt zu vermeiden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnungen, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Roboterzelle mit einer virtuellen

Wand,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Roboterzelle mit einem Schutzbereich, der eine rechteckige Form aufweist,

Fig. 3 eine Anordnung ähnlich der der Figuren 1 und 2 mit einer über einen Achsbereich definierten Schutzzone

Fig. 4 eine weitere Ausführungsforrn einer Roboterzeiie mit einer Schutzzone und einer sogenannten Sperrzone,

Fig. 5 die schematische Ausführungsform einer Werkzeugidentifizierung,

Fig. 6 eine schematisch Darstellung einer Ausgestaltung einer Werkzeugidentifizierungseinrichtung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Verbindungsstelle Roboter-

Werkzeug in montiertem Zustand,

Fig. 8 eine Detailzeichnung der Verbindungsstelle gemäß Fig. 7, zur Verdeutlichung einer erfindungsgemäßen Ausführung, Fig. 9 eine perspektivisch - fotografische - Darstellung eines Roboters mit einem korrekten Werkzeug,

Fig. 10 der Roboter gemäß Fig. 7 mit einem falschen Werkzeug, in ähnlicher Darstellung wie in der Fig. 7 und

Fig. 11 bis 15 unterschiedliche Ablaufdiagramme, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden soll.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Roboterbearbeitungszelle 10 mit einer manuellen Beladestation 11 , an der Werkstücke von einer Bedienperson aufgelegt werden. Jedes dieser Werkstücke wird von dem Arm 12 eines Industrieroboters 13 aufgenommen und gemäß einer punktierten Linie 14, die entsprechend dem Platzbedarf gewählt ist, einer Bearbeitungsstation 15 zugeführt. Am Kopf des Roboterarmes 12 befindet sich hier ein Greifer, mit dem das Werkstück aufgenommen werden kann. Derartige Greifer sind als solche bekannt. Es können Zweiarmgreifer oder Zweifingergreifer etc. verwendet werden.

Nach Ablage des Werkstücks in de Bearbeitungsstation 15 fährt der Roboterkopf beziehungsweise der Roboterarm mit dem Greifer entlang der punktierten Linie 16 zu einer Greiferablegestation 17, legt den Greifer ab, fährt entsprechend der ebenfalls punktierten Linie 18 zu einer Werkzeugaufnahme 19 und nimmt ein neues Werkzeug auf, wobei sich die Greiferaufnahme 17 und die Werkzeugaufnahme 19 in einer gemeinsamen Aufnahmeeinrichtung 20 befinden. Diese Aufnahmeeinrichtung 20 dient zum Wechseln der Werkzeuge. Von der Werkzeugaufnahme 19 bewegt sich der Roboter 12 mit dem betreffenden Werkzeug entsprechend der ausgezogenen Linie 21 hin zur Bearbeitungsstation 15 und nach der Beendigung der Bearbeitung des Werkstückes über die Linie 22 wieder zur Werkzeugaufnahme, legt dort das Werkzeug ab und bewegt sich gemäß der Linie 23 zur Greiferaufnahme 17, holt sich einen Greifer und verfährt mit diesem entsprechend der punktierten Linie 24 zur Beladestation 11 , wo der Roboter 13 ein neues Werkstück aufnimmt und der Bearbeitungsvorgang wie eben beschrieben von neuem wiederholt wird. Im Bereich der Beladestation 11 , in dem sich eine Bedienperson befinden kann, ist die Bedienperson durch den Roboter insbesondere dann gefährdet, wenn der Roboter eine fehlerhafte Bewegung ausführt und/oder mit einem gefährlichen Werkzeug, wie beispielsweise einer heißen Schweißpistole an die Beladestation 11 heranfährt.

Demgemäß sind dem Roboter 13 und dem Roboterarm 12 Bewegungssensoren beziehungsweise Bewegungsgeschwindigkeitssensoren zugeordnet, die die Knickbewegungen des Roboterarms 12 oder die Drehbewegung des Roboters 13 messen und in Signale verwandelt, die einer Signalverarbeitungs- und Steuereinrichtung zugeführt werden. Die in dieser Einrichtung verarbeiteten Signale werden mit geeigneten Grenzwertparametern verglichen. Eine sogenannte virtuelle Wand 25 kann von dem Roboter nur dann durchfahren werden, wenn das korrekte Werkzeug am Roboter angebracht ist. Werkzeug kann sich nur auf der mit durchgezogenen Pfeilen gekennzeichneten Trajek- torie bewegen. Ein Abfahren der punktierten Strecke 14, 24 durch die virtuelle Wand 25 hindurch führt zum Abschalten des Roboters, wenn dieser ein nicht zulässiges Werkzeug trägt. In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist der Bereich links der virtuellen Wand 25, in der sich die Beladestation 11 befindet beziehungsweise in die (siehe Fig. 1 ) der Roboterarm 12 hineinragt, geschützt.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 2.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 ist anstatt einer virtuellen Wand 25, wie in der Fig. 1 dargestellt, eine sogenannte Schutz- oder Verbotszone 26 vorgesehen, die hier etwa eine Rechteckform aufweist,- wobei eine der kürzeren Seiten 27 des Rechteckes sich nahe der Beladestation 11 befindet. Eine der längeren Seitenkanten der Schutzzone 26 befindet sich an der in der Figur links befindlichen Seitenwand 28 der Zelle und trägt dort die Bezugsziffer 29. Die dem Roboter 13 zugewandte, senkrecht zur Seitenkante 27 verlaufende Seitenkante 30 besitzt eine Abschrägung 31 in der Nähe der Aufnahmeeinrichtung oder Greiferwerkzeugwechselstation 20, damit in dem dortigen Bereich der Roboter beziehungsweise der Roboterarm sich beliebig und auch mit geeigneter Geschwindigkeit bewegen kann. Der Bereich außerhalb der verbotenen Zone ist eine erlaubte Zone, in der sich der Roboter frei bewegen kann. Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist eine Schutzzone 31 gebildet, die ein über einen Achsbereich des Roboters darstellt, dessen Mittelpunkt der Mittelpunkt der Drehachse 1 des Roboters ist. Dieser Achsbereich überdeckt einen Winkelbereich 2 und ist so bemessen, dass die manuelle Beladestation und damit die Bedienperson geschützt ist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 4 sind bei ansonsten gleicher Anordnung von Roboter 13 und Roboterarm 12 und gleicher Bewegungsweise entsprechend den Linien 14, 16, 18, 21 , 22 und 23 im Bereich des Roboters eine virtuelle Schutzzone 33 und in den Bereichen der Bewegungsbahnen 21 und 22 eine Sperrzone 34 gebildet. Ein Verlassen der Sperrzone führt zum Abschalten des Roboters, ebenso wie ein Betreten der Zone 26 im vorigen Beispiel. Die Sperrzone 34 ist ein Bereich, in der sich der Roboter gemäß den Linien 21 , 22 bewegen kann. Wenn ein unzulässiges Werkzeug am Roboterarm 12 angebracht ist, ist es dem Roboter nicht gestattet die Zone außerhalb der sogenannten erlaubten Zone oder Sperrzone zu bewegen.

Die Fig. 5 zeigt rein schematisch einen Roboterarm 12, an dem ein Aufnahmeelement 61 zur Aufnahme eines Werkzeugträgers 62 angebracht ist. Dieser Werkzeugträger kann, wie in der Fig. 5 dargestellt ist, mehrere Werkzeuge unterschiedlicher Form tragen beispielsweise ein Werkzeug 62a, 62b, 62c oder 62d, die an dem Aufnahmeelement 61 befestigder ABB Stotz-Kontakt GmbH bar sind.

Es sei nun Bezug genommen auf die Figuren 9 und 10.

In Figur 9 ist ein Roboter 13 mit seinem Roboterarm 12 dargestellt, an dessen Kopf ein korrektes Werkzeug 40 angebracht ist (welche Art das Werkzeug ist, ist für die vorliegenden Erfindung nicht von Bedeutung), die sich aufgrund der entsprechenden Bewe- gungs- und Bewegungsgeschwindigkeitssignale in geeigneten und korrekten Abstand von beispielsweise der virtuellen Wand 14 befindet, so dass eine hinter der virtuellen Wand befindliche Bedienperson nicht gefährdet wird. Das Werkzeug 40 ist hier als Greifer ausgebildet, und als Greifer ist das Werkzeug 40 geeignet in die durch die virtuelle Wand 14 geschützte Zone hineingelangen zu können.

An dem Roboter beziehungsweise an dem Arm 12 des Roboters (siehe Fig. 10) befindet sich ein durch eine elyptische Linie 41 eingekreistes falsches Werkzeug 42, welches für eine Gefährdung (Verletzungsgefahr) der Bedienperson geeignet ist; ein derartig für die Bedienperson gefährliches Werkzeug darf nicht durch die virtuelle Wand 14 hindurch in Richtung zur Bedienperson.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 6.

Am Roboterkopf 60 des Armes 12, welcher in der Figur nicht dargestellt ist, befindet sich ein an dem Roboterkopfflansch befestigtes Aufnahmeelement 61 , an dem ein Werkzeug automatisch angeschlossen beziehungsweise befestigt werden kann. Mit dem Befestigungsglied 61 wirkt ein Werkzeugträger 62 zusammen, an welchem zwei Elemente 63 und 64 angebracht sind, in denen ein dem Werkzeug zugeordneter Code gespeichert ist. Dieses Element 63, 64 besitzen Anschlusskontaktstifte 65 und 66, die beim Anschluss des Werkzeugträgers 62 in geeignete Gegenkontakte an zwei Codeaufnahmeelementen 67 und 68 eingesteckt werden, wenn das Werkzeug gegen das Bedienungsglied 61 verbracht wird. An dem Werkzeugträger 62 sind darüber hinaus auch zwei Signalisierungselemente 69 und 70 angebracht, die mit entsprechenden Aufnahmeelementen 71 und 72 zusammenwirken und ein Signal „Werkzeug angeschlossen" über je eine Datenleitung 73 einer Entscheidungslogik 74 zuführen. Die Codeaufnahmeelemente 67 und 68 sind mit weiteren Datenieitungen 75 und 76 mit der Entscheidungslogik verbunden, die an eine Steuereinheit 77 ein Signal „Werkzeugcode bestätigt" über Datenleitungen 78 der Steuereinheit 77 zuführen. Darüber hinaus wird von der Entscheidungslogik über eine Leitung 79 ein Signal „OK" und über eine Datenleitung 80 ein Signal „Fehler" an die Steuereinheit 77 übermittelt. Diese Steuereinheit steuert eine Robotersicherungseinrichtung 81 an, die dann, wenn der Werkzeugcode falsch und ein „Error" Signal der Steuereinheit 77 zugeführt wird, den Roboter abschaltet beziehungsweise die Bewegungsgeschwindigkeit deutlich auf sichere Werte reduziert.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine mögliche Ausführungsform einer Einrichtung, mit der festgestellt werden kann, ob ein korrektes Werkzeug am Roboter angebracht ist. Die Fig. 7 zeigt in sehr schematischer Darstellung den Roboterarm 12, an dem ein Flansch 61 A angebracht ist, der das Befestigungselement 61 gemäß Fig. 6 andeutet. Am Roboterarm 12 ist ein Codeaufnahmeelement 67 A angebracht und mit dem Roboterarm 12 ist ein Werkzeug 62 A fest verbunden, an dem ein Codeträgerelement 63 A angebracht ist.

Die Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anordnung gemäß Fig. 7 in vergrößerter, ebenfalls schematischer Darstellung. An dem Roboterarm 12 ist ein Codeaufnahmeelement 67 A angebracht, an dem mehrere Stifte 67 B und 67 C unterschiedlicher Länge angebracht sind. An dem Werkzeug 62 A (oder auch Werkzeugträger) ist das Codeaufnahmeelement 63 A angebracht, welches auf einer ebenen Fläche 63 B zwei Rillen gleicher Tiefe aber unterschiedlicher Breite aufweist. In die Rillen 63 C und 63 D greifen Stifte 67 B mit größerer Länge ein, wogegen die kürzeren Stifte mit der Fläche 63 B zusammenwirken. Wenn ein falsches Werkzeug aufgenommen werden soll, dann ist das Codeaufnahmeelement 63 A anders gestaltet, so dass die Stifte nicht in entsprechende Rillen hinein passen können, wodurch detektiert wird, dass das Werkzeug nicht passt. Natürlich kann eine solche Anordnung auch auf andere Weise gelöst werden, beispielsweise induktiv oder dergleichen.

Die Fig. 11 zeigt ein Fließschema für die Erläuterung des Verfahrens. Im Falle des Starts des Roboters wird zunächst geprüft, ob beispielsweise das Werkzeug B vorhanden ist; beim Neinfaii wird ein Neustart vorgenommen. Wenn nun das Werkzeug B als korrekt detektiert wird, was mit Y1 bezeichnet ist, dann wird geprüft, ob der Roboter sich in dem geschützten Bereich oder der verbotenen Zone befindet. In Jafall ,,Y₂" wird ein Stoppsignal erzeugt; danach ein Reset vorgenommen, so dass wenn der Reset, also der Wiederstart erfolgreich ist, über das Signal Y3 das Stoppsignal gelöscht wird.

Zur Identifizierung, ob der Roboter ein korrektes Werkzeug besitzt, ist ein Fließdiagramm gemäß Fig. 12 dargestellt. Dabei wird in einem ersten Schritt 100 ein Werkzeug mit dem Werkzeugträger 62 an einem Befestigungselement 61 angebracht. In einem weiteren Verfahrensschritt 101 wird geprüft, ob das Werkzeug korrekt angebracht ist; wenn nein, dann wird ein Signal „Befestigungsfehler" 102 erzeugt, welches zur Entfernung des Werkzeuges 103 führt, wodurch der Roboterkopf gemäß 104 zu dem nächsten Werkzeug innerhalb der Werkzeugaufnahme verfahren wird. Wenn nunmehr ein korrektes Werkzeug angesetzt ist, dann werden die beiden Codes aus den Codeträgerelementen 63 und 64 einem Codeleser 105 zugeführt. In der Verarbeitungseinrichtung 106 wird überprüft, ob Code 1 und Code 2 gleich sind; wenn nicht, erfolgt ein Code „Errorsignal" 107, welches gegebenenfalls wieder zum Anfangsschritt 100 zurückführt. Sind die beiden Codes gleich, dann wird geprüft, ob die Codes den erwarteten Codes entsprechen, was in einer Verarbeitungseinrichtung 108 erfolgt; ist der Code gleich dem erwarteten Code, dann wird die Bearbeitung gemäß 109 mit dem Werkzeug weitergeführt; andernfalls wird ein Signal „falsches Werkzeug" abgegeben, so dass dann der Vorgang wieder von neuem beginnt.

Die Fig. 13 zeigt schematisch die Wirkungsweise beziehungsweise den Ablauf des Verfahrens, wenn ein falsches Werkzeug angebracht ist. Wenn das Werkzeug A vorhanden ist, angedeutet mit dem schraffierten Kreis 120, dann wird ein Signal „Werkzeug A befestigt" an eine Überwachungseinrichtung 121 gegeben; wenn ein Werkzeug B, angedeutet durch die Bezugsziffer 122 befestigt ist, dann wird ein Signal zur Aktivierung einer Schutzzone an die Überwachung 121 gegeben; wenn das Werkzeug B verwendet und die virtuelle Wand aktiv sind, dann steuert die Steuereinheit 123 bei Annäherung an die virtuelle Wand den Roboter auf Stopp.

Die Fig. 14 zeigt ein weiteres Fließbild für eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung.

Mit 200 ist der Startblock bezeichnet, mit dem ein Roboter in Betrieb gesetzt wird. Dabei wird zunächst detektiert, ob das Werkzeug A vorgesehen ist, was durch den Block 201 gezeigt ist. Im Jafall wird in 202 geprüft, ob der Roboter in der erlaubten Zone sich befindet, wenn nein, erfolgt ein Stoppsignal 203; nach Durchführung eines Reset- Vorganges 204 wird, wenn der Resetvorgang erfolgreich abgeschlossen ist, bei 205 das Stoppsignal entfernt. Ist der Resetvorgang 204 nicht erfolgreich gewesen, dann wird er nochmals wiederholt.

Die Fig. 15 zeigt ein Blockdiagramm einer Werkzeugidentifizierung. Der Roboter fährt zu einer Werkzeugaufnahmestation 210, an der ein Werkzeug am Roboter befestigt ist. Bei 211 wird geprüft, ob das Werkzeug angeschlossen ist, was beispielsweise mit den Anordnungen gemäß Fig. 6, 7 oder 8 erfolgen kann. Im Neinfall wird ein Error- Signal 212 erzeugt, wodurch eine Entfernung des Werkzeuges, Block 213 herbeigeführt wird. Danach bewegt sich gemäß 214 der Roboter zu einem weiteren Werkzeug, welches an dem Roboter befestigt wird. Der Verfahrensablauf beginnt wieder bei Block 210 und 211. Wenn das Werkzeug vorhanden ist, wird sowohl der Code 1 und 2 der Elemente 63, 67 bzw. 64, 68 geprüft und ausgelesen. Was in 215 erfolgt. Ist der Code 1 gleich dem Code 2, sind also die Codes bzw. Signale der beiden Codeelemente 63/67; 64/68 gleich, was bei 216 geprüft wird, dann wird in 217 geprüft, ob Code 1 und Code 2 erwartet sind, also korrekt sind. Sind die beiden Codes 1 und 2 nicht gleich, erfolgt ein Code- Error- Signal 118, was zu einer Überprüfung durch eine Bedienversion führt; entsprechend die Codes nicht den erwarteten Codes, dann wird bei 219 ein Signal falsches Werkzeug erzeugt, was dann wieder zu dem Block 214 führt, wodurch sich der Roboter ein neues Werkzeug aus der Werkzeugablage entnimmt.

Sind die Codes gleich und sind die Codes erwartet, das heißt sind die Codes korrekt, dann wird mit dem Werkzeug in 220 weiter gearbeitet.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb eines Roboters mit Werkzeugwechseleinrichtung, insbesondere zu Schutz von Bedienpersonen, die, in engem Kontakt mit dem Roboter z. B. durch Einlegen von Werkstücken in den Robotergreifer stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugwechseleinrichtung mindestens ein sicheres (zweikanaliges) Signal zur Identifizierung des angebrachten Werkzeugs erzeugt, wobei mit jedem Werkzeug eine eindeutige Signatur zugeordnet ist und somit verschiedenartige Werkzeuge über das sichere Signal eindeutig identifiziert werden können.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Signalsignatur mindestens eine virtuelle Schutzzone und/oder -wand (-ebene) und oder ein zu schützender Achsbereich des Roboters zugeordnet ist, die/der bei Anliegen des Signals aktiviert oder deaktiviert wird. .

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des einen Schutzbereich verletzende Roboters beeinflusst wird, wobei eine Verletzung des Schutzbereichs sowohl ein Eintreten in einen als verboten definierten Bereich, als auch das Verlassen eines als „erlaubt" definierten Bereichs anzusehen sein kann.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit insbesondere des Roboterkopfes bei Annäherung an die Wand oder den Schutzraum gestoppt oder deutlich auf ungefährliche Bewegungsgeschwindigkeiten reduziert wird.

5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen und/oder die Bewegungsgeschwindigkeiten des Roboters mittels Sensoren gemessen werden, dass die Signale der Sensoren einer Signalverar- beitungs- und Steuereinrichtung zugeführt werden, in der die verarbeitenden Signale mit Grenzwertparametern verglichen werden, die wenigstens eine virtuelle Wand erzeugen, wobei der Roboter gehindert ist, in den durch die virtuelle Wand geschützten Bereich mit hoher Geschwindigkeit einzufahren.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter auch gehindert ist, in den durch die virtuelle Wand geschützten Wand einzufahren.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Werkzeug zur Werkzeugerkennung mindestens zwei Codeträger am Werkzeug und mindestens zwei Codeaufnahmeeinheiten dem Roboter zugeordnet sind, die miteinander verglichen werden, wobei im Fehlerfall der Roboter gestoppt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische, optische, elektromagnetische Codes oder Barcodes verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codeträger programmierbar, gegebenenfalls passwortgeschützt ausgebildet sind.

10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Werkzeug ein Code eindeutig zugeordnet ist.

11. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Berechnungseinheit die beiden ausgelesen Code- Signale auf Güitigkeit und/oder Gleichheit verglichen werden, welche Einheit ein Kontrollsignal an eine Zentralsteuerung sendet, welches Signal ein Freigabesignal oder ein Signal „falsches Werkzeug" ist.

12. Verfahren nach dem unmittelbar vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, dass bei falschem Verfahren der Roboter in die Werkzeugwechselstation verfahren wird, um ein weiteres Werkzeug aufzunehmen, welche Schritte solange wiederholt werden, bis ein richtiges Werkzeug gefunden ist.

13. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitssignale zur Bearbeitungseinheit und/oder zur Zentraleinheit über Bussysteme übertragen werden.