WO2016131921A1 - Method for operating a robot, and machinery - Google Patents

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WO2016131921A1
WO2016131921A1 PCT/EP2016/053461 EP2016053461W WO2016131921A1 WO 2016131921 A1 WO2016131921 A1 WO 2016131921A1 EP 2016053461 W EP2016053461 W EP 2016053461W WO 2016131921 A1 WO2016131921 A1 WO 2016131921A1
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robot
tool
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PCT/EP2016/053461
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Roman Ranzinger
Christoph Schneider
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Audi Ag
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Publication date
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a robot having a tool for moving objects to assist a person in manual operations on at least a part of live elements of a workpiece, which are protected by at least one cover from contact.
  • the invention relates to a plant.
  • the invention is therefore based on the object to propose a technical safety measure, which achieves improved protection of working on live elements of a workpiece persons and facilitates the implementation of manual operations.
  • a method of the aforementioned type comprising the following steps: receiving at least two live elements, which are required for the performance, covering covers by means of the tool; and once a triggering event indicating completion of the operation has occurred, placing the at least two covers by means of the tool.
  • the invention is based on the idea of using a robot to assist the person, which is designed to move the covers by means of a suitable effector.
  • the robot is operated in such a way that it picks up only those two live elements that are touched by the person within the scope of the required performance by means of the tool and then places these again on the at least two covers.
  • a trigger event occurs, indicating that the person has completed the activities provided on the live elements.
  • the workpiece is a battery, it is safe to be made that only such live elements are revealed, between which no dangerous voltage is applied. An electrical connection as well as a simultaneous touching of these potentials is therefore safely possible.
  • the robot is specially designed for a human-machine interaction, in particular has a self-sensor system for detecting a contact with a body part of the person and is stopped in this case.
  • the triggering event used is an operator's input command input by means of an input device. It is provided that the person enters the completion of the task itself by an operator command and thus causes the robot to put the covers back on the live elements. For this purpose, the person transmits this operating command serving as trigger event by operating the input device.
  • a push button can be provided, which is operated manually or is designed as a foot switch. It is particularly useful if the input device is designed so that it is ensured when entering the operating command that no body parts of the person are located in the action area of the tool of the robot. This can be achieved for example by an input device that can only be operated with both hands, ie for example, comprises two spatially separated provided for the operation by hand push buttons.
  • the workpiece and / or activities of the person are detected by means of a sensor and the trigger event used is the achievement of a target state of the workpiece and / or of the person detected by the sensor.
  • the sensor is selected so that it detects that the intended manual operation has been completed, that is, for example, it is determined that two live elements of the workpiece are electrically conductively connected to each other.
  • the sensor for example a camera, detects whether there are still body parts, ie in particular the hands, of the person in the action area of the robot, which is interpreted as meaning that the functions have not yet been completed. This can be improved by the sensor being designed to detect whether the manual activities have been completely completed by the activities performed by the person.
  • the covers are locked non-positively and / or positively when placed.
  • the robot is thus controlled so that the tool during placement applies sufficient force to secure the correspondingly formed covers on the workpiece. This avoids that the person unintentionally moves the covers by movement and thus exposing live elements again. Not only could this cause disruptions to the operation of the robot, but it could also create new sources of danger for the person.
  • the steps relating to further live elements be repeated until a predetermined amount of operations is completed. Since a large number of manual operations are generally to be carried out on a workpiece, it is advisable, if necessary, to perform the described method steps repeatedly on further live elements and to end the method by carrying out a predetermined amount of operations.
  • the method can then also be used in more complex assembly activities.
  • the robot may expediently remove all covers after completion of the operations.
  • it can be dispensed with so that the covers must be removed manually, creating a new source of danger would arise.
  • a battery with a plurality of battery modules is used as the workpiece, wherein the operations involve contacting between elements assigned to different battery modules.
  • a battery with a plurality of battery modules is used as the workpiece, wherein the operations involve contacting between elements assigned to different battery modules.
  • delt. As already mentioned at the beginning, occupational safety in the case of operations on batteries is a particularly useful field of application of the method according to the invention.
  • this relates to batteries comprising a plurality of battery modules to generate particularly high voltages, such as those needed for traction purposes in the automotive industry.
  • the required operations there there usually consist in contacting live elements of different battery modules. Especially here occur particularly high voltages that can produce a dangerous body flow.
  • electrochemical batteries with their typically very high short-circuit currents in particular the risk of an arc causing burns is particularly prominent. Therefore, the use of the method according to the invention within the manufacturing process of batteries with multiple battery modules is of particular advantage.
  • the invention relates to a working device for assisting a person in manual operations on at least a part of live elements of a workpiece, which are protected by at least one cover from contact, comprising at least one tool having a tool for attaching objects, a positioning means for at least a workpiece and a robot controlling the control device, which is designed for carrying out a method according to one of the preceding claims.
  • a work device according to the invention is in particular designed so that it offers the person a job to carry out their tasks, ie in particular a suitably manufactured production place. It initially comprises the robot and a control device which is designed to carry out the method according to the invention. This may in particular be a programmable logic controller, a microcontroller or an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the plant further comprises a positioning means into which the workpiece is receivable.
  • the positioning means is or includes a receptacle into which a workpiece can be inserted and for an effector of the robot can be reached.
  • the positioning means comprises a conveyor or is formed as part of a conveyor, so that the work can be fed continuously workpieces on which the intended operations are performed.
  • the tool is designed as a gripper.
  • all gripping effectors known from the prior art are suitable, in particular mechanical or pneumatic grippers being preferred. This is to be chosen so that he can perform the tasks of receiving and placing the covers reliably, so in particular is able to reliably lock the covers when placed on the workpiece.
  • the operating device comprises an input device which is designed to detect an operating command of the person and is connected to the control device.
  • the working device comprises a sensor which is designed to detect the workpiece and / or the activities of the person and connected to the control device. It is therefore proposed to connect the sensor or the input device, which has already been described above within the scope of the method, to the control device, which is then configured by means of sensor data acquired by the sensor and / or an operating command input by means of the input device Detect trigger event.
  • a camera is provided as the sensor
  • the control device comprises an image processing unit which is designed for the evaluation of data detected by the camera for recognizing a target state of the workpiece and / or the person ,
  • the image processing unit analyzes, for example, data acquired by the camera as to whether an intended connection between two live elements has been correctly realized and / or if body parts, in particular the person's hands, are located in the action area of the robot's effector.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a device according to the invention
  • Fig. 2 is a detail view of the work device shown in Fig. 1 in
  • FIG. 3 shows the detailed illustration shown in FIG. 2 after completion of the manual operation
  • FIG. 5 shows a flow chart of an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • a plant device 1 shows a plant device 1, comprising a robot 2, an input device 5 having two pushbuttons 3, 4, and a camera 6 as a sensor, which are arranged on a workbench 7.
  • a posi- tioning means 8 for receiving a battery 9 inserted as a workpiece.
  • the factory device 1 has a control device 10 shown schematically.
  • the robot 2 comprises a robot arm 1 1 and a gripper 12 as a tool, which serves as an end effector.
  • the battery 9 has a plurality of battery modules, not shown, which are connected to a plurality of live elements 13 on the exterior of the battery 9.
  • the live elements 13 are each secured by means of a cover 14 against touching.
  • the control device 10 is connected to the robot 2 so that it controls its movements and in particular also the actions of the gripper 12. It also has an input for the operating device 5 so that operating commands can be processed by it.
  • the control device 10 comprises an image processing unit 15 which receives and processes image signals of the camera 6.
  • FIGS. 2 to 4 show a detailed representation of the working device 1 in the region of two live elements 13 of the battery 9 in different states.
  • Fig. 2 shows the gripper 12, which has received from the right live element 13 whose cover 14, wherein the left live element 13 is further secured by its cover 14 against contact.
  • both covers are removed.
  • the live elements 13 were connected by means of a contact element 16 by a person using the device 1 not shown in detail.
  • Fig. 4 shows a subsequent state in which already the left voltage-carrying element 13 is secured by its cover 14 against touching, the right live element 13 is being secured again by placing its cover 14 by the gripper 12.
  • step S1 shows a flowchart of a method for operating the robot 2 having the tool for moving objects for assisting the person with manual operations on the voltage-carrying device.
  • the elements 13 of the workpiece which are protected by the covers 14 from touching.
  • all covers 14 are first placed on all live elements 1 in a step S2, so that all live elements 13 are protected against contact of the person and thus the state shown in Fig. 1 is reached.
  • a battery which has already been secured with covers to be the starting point of the method.
  • step S3 as shown in Fig. 2, two covers 14 are removed from the live elements 13.
  • the robot 2 moves the gripper 12 by means of the robot arm 1 1 in each case to a cover 14, wherein the gripper 12 grips, picks up and stores it at a storage position (not shown) in the area of the workbench 7.
  • step S4 it is continuously queried in a step S4 whether a trigger event indicating the completion of actions of the person has occurred.
  • the person has the opportunity to connect the live elements 13 by means of the contact element 16. This process is monitored by the camera 6, which detects the area of the operation and checks whether the contact element 16 is correctly attached. If this is the case and the person has the pushbuttons 3 and 4 of the input device 5, which are arranged at a distance from each other on the workbench 7 that the person must operate them with both hands, then this is interpreted as a control command and an entry of the Detected trigger event so that the process continues.
  • step S5 in which now the gripper, the cover 14 touches again on the live elements 13. These are thereby led to the battery 9 that they are non-positively and positively connected with this. Thus, accidental movement of the covers 14 is prevented by the person.
  • step S6 a check is made as to whether a previously established sequence plan, which contains all the operations to be performed on the battery 9 in their sequence, has been completed. If this is not the case, there is a return to step S3 and the method is continued by this step with respect to further not provided with reference numerals covers the battery 9. If all the activities provided for in the schedule have been completed, there will be no further return but a continuation of the procedure.
  • step S7 the robot 2 removes, by means of the gripper 12, all the covers 14 from the battery 9, which merely have the purpose of preventing contact by the person during the operations, but are not required for subsequent production measures.
  • the covers 14 are removed, the robot 2 returns to an inoperative position, and the process is ended in step S8.

Abstract

The invention relates to a method for operating a robot (2), which has a tool for moving objects, in order to assist a person when manually working on at least one part of voltage-conducting elements (13) of a workpiece, each said element being protected against contact by at least one cover (14). The method has the following steps: - receiving at least two covers (14) that cover voltage-conducting elements (13), which are required for the manual work, by means of the tool; and - placing down the at least two covers (14) by means of the tool as soon as a trigger event occurs which indicates that the work has been completed.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Roboters und Werkeinrichtung  Method for operating a robot and plant
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines ein Werkzeug zum Bewegen von Gegenständen aufweisenden Roboters zur Unterstützung einer Person bei manuellen Verrichtungen an wenigstens einem Teil von spannungsführenden Elementen eines Werkstücks, welche durch jeweils wenigstens eine Abdeckung vor Berührung geschützt sind. Daneben betrifft die Erfindung eine Werkeinrichtung. The invention relates to a method for operating a robot having a tool for moving objects to assist a person in manual operations on at least a part of live elements of a workpiece, which are protected by at least one cover from contact. In addition, the invention relates to a plant.
Der Schutz von Personen bei manuellen Verrichtungen an Werkstücken, die berührbare spannungsführende Elemente aufweisen, ist ein zentraler Punkt von Arbeitssicherheitsmaßnahmen in der Industrie. Dabei sollen die Personen vor den schädlichen physiologischen Wirkungen elektrischer Energie, wie Körperdurchströmungen und Verbrennung durch das Auftreten eines Lichtbogens, geschützt werden. Im Bereich der Automobilindustrie hat dieses Themengebiet durch den Einsatz von für den Antrieb elektrischer Fahrzeuge vorgesehenen Traktionsbatterien an Wichtigkeit gewonnen. Solche Batterien können an ihren spannungsführenden Elementen gegenseitige Potentialdifferenzen von bis zu mehreren hundert Volt aufweisen. Ihre Herstellung erfordert jedoch nicht automatisierbare Fertigungsschritte, die manuell von Personen zu verrichten sind. The protection of persons during manual operations on workpieces which have touchable live elements is a central point of occupational safety measures in industry. In this case, the persons are to be protected from the harmful physiological effects of electrical energy, such as body perfusion and combustion by the occurrence of an arc. In the automotive industry, this topic has become more important through the use of traction batteries designed to drive electric vehicles. Such batteries may have mutual potential differences of up to several hundred volts at their live elements. However, their production requires non-automatable manufacturing steps that are performed manually by persons.
Es ist dazu bekannt, persönliche Arbeitsschutzmaßnahmen vorzusehen, wobei die Person eine Schutzausrüstung, wie beispielsweise Handschuhe aus einem elektrisch isolierenden Material, während ihrer Verrichtungen trägt. Ebenso ist es bekannt, vor Berührung schützende Abdeckungen an den spannungsführenden Elementen vorzusehen, welche nur von jenen spannungsführenden Elementen entfernt werden, an denen die jeweilige manuelle Verrichtung durchgeführt wird. Da die Anordnung der Abdeckungen durch die Person selbst vorgenommen wird, handelt es sich hierbei um eine organisatorische Arbeitsschutzmaßnahme. It is known to provide personal occupational safety measures wherein the person wears protective equipment, such as gloves made of an electrically insulating material, during their operations. It is also known to provide protective coverings against the live elements which are removed only from those live elements on which the respective manual operation is performed. Because the arrangement of the covers by the person himself is made, this is an organizational occupational safety measure.
Solche persönlichen bzw. organisatorischen Arbeitsschutzmaßnahmen werden in der klassischen Maßnahmenhierarchie des Arbeitsschutzes jedoch als ungünstig und nur als nachrangig empfehlenswerte Maßnahmen angesehen. Dies ist darin begründet, dass ihr Schutz im Falle menschlichen Versagens, wie ein fehlerhaftes Anbringen der Abdeckung infolge einer Unachtsamkeit oder Nachlässigkeit, versagt. Darüber hinaus schränkt persönliche Schutzkleidung die manuelle Bewegbarkeit gerade bei filigranen Montagevorgängen stark ein. However, such personal or organizational occupational safety and health measures are regarded as unfavorable and only as measures which are recommended as subordinate in the classical hierarchy of occupational health and safety. This is because their protection in the event of human error, such as incorrect attachment of the cover due to carelessness or negligence, fails. In addition, personal protective clothing severely restricts manual mobility, especially in filigree assembly processes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine technische Arbeitsschutzmaßnahme vorzuschlagen, die einen verbesserten Schutz der an spannungsführenden Elementen eines Werkstücks arbeitenden Personen erzielt und die Durchführung manueller Verrichtungen erleichtert. The invention is therefore based on the object to propose a technical safety measure, which achieves improved protection of working on live elements of a workpiece persons and facilitates the implementation of manual operations.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, umfassend folgende Schritte: Aufnehmen von wenigstens zwei spannungsführende Elemente, die für die Verrichtung benötigt werden, abdeckenden Abdeckungen mittels des Werkzeugs; und sobald ein den Abschluss der Verrichtung anzeigendes Triggerereignis eingetreten ist, Aufsetzen der wenigstens zwei Abdeckungen mittels des Werkzeugs. To achieve this object, a method of the aforementioned type is provided according to the invention, comprising the following steps: receiving at least two live elements, which are required for the performance, covering covers by means of the tool; and once a triggering event indicating completion of the operation has occurred, placing the at least two covers by means of the tool.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, zur Unterstützung der Person einen Roboter einzusetzen, welcher dazu ausgebildet ist, die Abdeckungen mittels eines geeigneten Effektors zu bewegen. Der Roboter wird dabei so betrieben, dass er nur jene zwei spannungsführenden Elemente, die im Rahmen der erforderlichen Verrichtung durch die Person berührt werden, mittels des Werkzeugs aufnimmt und diese anschließend wieder auf die wenigstens zwei Abdeckungen aufsetzt. Dies geschieht jedoch erst, wenn ein Triggerereignis eintritt, das indiziert, dass die Person die an den spannungsführenden Elementen vorgesehenen Verrichtungen beendet hat. Handelt es sich bei dem Werkstück beispielsweise um eine Batterie, kann so sicherge- stellt werden, dass nur solche spannungsführenden Elemente aufgedeckt werden, zwischen denen keine gefährliche Spannung anliegt. Ein elektrisches Verbinden wie auch ein gleichzeitiges Berühren dieser Potentiale ist daher gefahrlos möglich. Darüber hinaus ist es von besonderem Vorteil, wenn der Roboter speziell für eine Mensch-Maschine-Interaktion ausgebildet ist, insbesondere eine Eigensensorik zum Erfassen einer Berührung mit einem Körperteil der Person aufweist und in diesem Fall angehalten wird. The invention is based on the idea of using a robot to assist the person, which is designed to move the covers by means of a suitable effector. The robot is operated in such a way that it picks up only those two live elements that are touched by the person within the scope of the required performance by means of the tool and then places these again on the at least two covers. However, this only happens when a trigger event occurs, indicating that the person has completed the activities provided on the live elements. For example, if the workpiece is a battery, it is safe to be made that only such live elements are revealed, between which no dangerous voltage is applied. An electrical connection as well as a simultaneous touching of these potentials is therefore safely possible. Moreover, it is of particular advantage if the robot is specially designed for a human-machine interaction, in particular has a self-sensor system for detecting a contact with a body part of the person and is stopped in this case.
Es ist also von besonderem Vorteil, dass keine persönlichen und/oder organisatorischen Arbeitsschutzmaßnahmen mehr vorgesehen werden, sondern technische Maßnahmen ergriffen werden, um die Person vor gefährdenden Einwirkungen elektrischer Energie zu schützen. So wird insbesondere die Gefahrenquelle des menschlichen Versagens eliminiert. Da sichergestellt ist, dass keine unzulässigen Berührspannungen zwischen nicht abgedeckten spannungsführenden Elementen des Werkstücks anliegen, kann gleichsam auf Schutzkleidung verzichtet werden, die die Bewegungsfreiheit der Person beim Durchführen der manuellen Verrichtungen einschränkt. Vorteilhafterweise kann so bei einem verbesserten Arbeitsschutzniveau eine erhöhte Effizienz beim Durchführen der manuellen Verrichtungen erreicht werden. It is therefore of particular advantage that no more personal and / or organizational occupational safety measures are provided, but technical measures are taken to protect the person from hazardous effects of electrical energy. In particular, the source of human error is eliminated. Since it is ensured that there are no impermissible contact voltages between uncovered live elements of the workpiece, it is equally possible to dispense with protective clothing which restricts the person's freedom of movement when carrying out the manual operations. Advantageously, an increased efficiency in carrying out the manual operations can thus be achieved with an improved occupational safety level.
Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens von besonderem Vorteil, wenn als Triggerereignis ein mittels einer Eingabeeinrichtung eingegebenes Bedienkommando der Person verwendet wird. Es ist dabei vorgesehen, dass die Person den Abschluss der Verrichtung selbst durch ein Bedienkommando eingibt und damit den Roboter veranlasst, die Abdeckungen wieder auf die spannungsführenden Elemente aufzusetzen. Die Person übermittelt dazu dieses als Triggerereignis dienende Bedienkommando, indem sie die Eingabeeinrichtung bedient. Als solche kann beispielsweise ein Druckknopf vorgesehen werden, welcher manuell betätigt wird oder als Fußtaster ausgebildet ist. Es wird dabei besonders sinnvoll, wenn die Eingabeeinrichtung so ausgebildet ist, dass bei der Eingabe des Bedienkommandos sichergestellt ist, dass keine Körperteile der Person im Aktionsbereich des Werkzeugs des Roboters gelegen sind. Dies kann beispielsweise durch eine Eingabeeinrichtung erzielt werden, die nur beidhändig bedienbar ist, also beispielsweise zwei räumlich getrennte für die Bedienung per Hand vorgesehene Druckknöpfe umfasst. Within the scope of the method according to the invention, it is of particular advantage if the triggering event used is an operator's input command input by means of an input device. It is provided that the person enters the completion of the task itself by an operator command and thus causes the robot to put the covers back on the live elements. For this purpose, the person transmits this operating command serving as trigger event by operating the input device. As such, for example, a push button can be provided, which is operated manually or is designed as a foot switch. It is particularly useful if the input device is designed so that it is ensured when entering the operating command that no body parts of the person are located in the action area of the tool of the robot. This can be achieved for example by an input device that can only be operated with both hands, ie for example, comprises two spatially separated provided for the operation by hand push buttons.
Alternativ oder zusätzlich kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass das Werkstück und/oder Tätigkeiten der Person mittels eines Sensors erfasst werden und als Triggerereignis das Erreichen eines durch den Sensor erfassten Zielzustands des Werkstücks und/oder der Person verwendet wird. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass der Sensor so gewählt wird, dass er erkennt, dass die vorgesehene manuelle Verrichtung vollständig erfolgt ist, also beispielsweise festgestellt wird, dass zwei spannungsführende Elemente des Werkstücks miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der Sensor, beispielsweise eine Kamera, erfasst, ob sich weiterhin Körperteile, also insbesondere die Hände, der Person im Aktionsbereich des Roboters befinden, was so interpretiert wird, dass die Verrichtungen noch nicht abgeschlossen sind. Dies kann dadurch verbessert werden, dass der Sensor zum Erkennen, ob durch die von der Person durchgeführten Tätigkeiten die manuelle Verrichtung vollständig abgeschlossen ist, ausgebildet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Vorliegen des Triggerereignisses sowohl mit einem Sensor als auch mit einer zusätzlichen Eingabeeinrichtung zu erkennen. Alternatively or additionally, it may be provided in the context of the method according to the invention that the workpiece and / or activities of the person are detected by means of a sensor and the trigger event used is the achievement of a target state of the workpiece and / or of the person detected by the sensor. It can thus be provided, for example, that the sensor is selected so that it detects that the intended manual operation has been completed, that is, for example, it is determined that two live elements of the workpiece are electrically conductively connected to each other. Alternatively or additionally, it can also be provided that the sensor, for example a camera, detects whether there are still body parts, ie in particular the hands, of the person in the action area of the robot, which is interpreted as meaning that the functions have not yet been completed. This can be improved by the sensor being designed to detect whether the manual activities have been completely completed by the activities performed by the person. Of course, it is also possible to detect the presence of the trigger event both with a sensor and with an additional input device.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass die Abdeckungen beim Aufsetzen kraftschlüssig und/oder formschlüssig arretiert werden. Der Roboter wird mithin so angesteuert, dass das Werkzeug beim Aufsetzen eine ausreichende Kraft aufbringt, um die entsprechend ausgebildeten Abdeckungen am Werkstück zu befestigen. So wird vermieden, dass die Person durch eine Bewegung ungewollt die Abdeckungen bewegt und so spannungsführende Elemente wieder freigelegt werden. Dies könnte nicht nur Störungen beim Betrieb des Roboters verursachen, sondern auch neue Gefahrenquellen für die Person schaffen. Conveniently, it can be provided that the covers are locked non-positively and / or positively when placed. The robot is thus controlled so that the tool during placement applies sufficient force to secure the correspondingly formed covers on the workpiece. This avoids that the person unintentionally moves the covers by movement and thus exposing live elements again. Not only could this cause disruptions to the operation of the robot, but it could also create new sources of danger for the person.
Es wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugt, wenn die Schritte bezüglich weiterer spannungsführender Elemente wiederholt werden, bis eine vorgegebene Menge von Verrichtungen abgeschlossen ist. Da an einem Werkstück in der Regel eine Vielzahl von manuellen Verrichtungen vorzunehmen sind, bietet es sich an, soweit benötigt die beschriebenen Verfahrensschritte mehrfach an weiteren spannungsführenden Elementen auszuführen und das Verfahren dadurch zu beenden, dass eine vorgegebene Menge von Verrichtungen durchführt wurde. Vorteilhafterweise lässt sich das Verfahren dann auch bei komplexeren Montagetätigkeiten einsetzen. It is particularly preferred in the context of the method according to the invention if the steps relating to further live elements be repeated until a predetermined amount of operations is completed. Since a large number of manual operations are generally to be carried out on a workpiece, it is advisable, if necessary, to perform the described method steps repeatedly on further live elements and to end the method by carrying out a predetermined amount of operations. Advantageously, the method can then also be used in more complex assembly activities.
Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn die Menge der Verrichtungen in einem Ablaufplan bezüglich unterschiedlicher Elemente am selben Werkstück in einer Reihenfolge vorgegeben werden. So kann bereits vor Durchführung der Verrichtungen eine unter Arbeitsschutzaspekten optimale Folge der Verrichtungen vorgegeben werden, welche durch den Ablaufplan abgebildet ist. Die Fehlerquelle des menschlichen Versagens wird so auch bei umfangreichen Verrichtungen am Werkstück effektiv ausgeschaltet. Dies betrifft insbesondere die Gefahr eines einen Lichtbogen erzeugenden Kurzschlusses, wenn zwei aktive, also eine Potentialdifferenz zwischen ihnen aufweisende, Elemente des Werkstücks versehentlich verbunden werden. It is particularly advantageous if the amount of operations in a flowchart with respect to different elements on the same workpiece are specified in an order. Thus, even before carrying out the operations, an optimal sequence of the operations, which is represented by the flowchart, can be specified under occupational health and safety aspects. The source of the error of human error is effectively eliminated even during extensive operations on the workpiece. This relates in particular to the risk of an arc generating short circuit when two active, so a potential difference between them having, elements of the workpiece are inadvertently connected.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass nach der letzten Wiederholung der Schritte alle Abdeckungen aufgenommen und entfernt werden. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Abdeckungen lediglich Zwecken des Arbeitsschutzes dienen und nach Durchführung der Verrichtungen keine weitere Aufgabe für das Werkstück mehr haben. In diesem Fall kann zweckmäßigerweise der Roboter alle Abdeckungen nach Abschluss der Verrichtungen entfernen. Vorteilhafterweise kann so auch darauf verzichtet werden, dass die Abdeckungen manuell entfernt werden müssen, wodurch eine erneute Gefahrenquelle entstehen würde. In addition, provision may be made for all covers to be picked up and removed after the last repetition of the steps. This is particularly useful when the covers are only for occupational safety and after completion of the activities have no further task for the workpiece more. In this case, the robot may expediently remove all covers after completion of the operations. Advantageously, it can be dispensed with so that the covers must be removed manually, creating a new source of danger would arise.
Schließlich wird es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt, wenn als Werkstück eine Batterie mit mehreren Batteriemodulen verwendet wird, wobei es sich bei den Verrichtungen um ein Kontaktieren zwischen unterschiedlichen Batteriemodulen zugeordneten Elementen han- delt. Wie bereits eingangs erwähnt, ist der Arbeitsschutz bei Verrichtungen an Batterien ein besonders sinnvolles Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dies betrifft insbesondere Batterien, die mehrere Batteriemodule umfassen, um besonders hohe Spannungen zu erzeugen, wie sie beispielsweise für Traktionszwecke im Bereich der Automobilindustrie benötigt werden. Die erforderlichen Verrichtungen bestehen dort zumeist im Kontaktieren spannungsführender Elemente unterschiedlicher Batteriemodule. Gerade hier treten besonders hohe Spannungen auf, die eine gefährliche Körperdurchströmung erzeugen können. Ferner ist bei elektrochemischen Batterien mit ihren typischerweise sehr hohen Kurzschlussströmen insbesondere die Gefahr eines Verbrennungen verursachenden Lichtbogens besonders prominent. Daher ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen des Fertigungsprozesses von Batterien mit mehreren Batteriemodulen von besonderem Vorteil. Finally, in the case of a method according to the invention, it is particularly preferred if a battery with a plurality of battery modules is used as the workpiece, wherein the operations involve contacting between elements assigned to different battery modules. delt. As already mentioned at the beginning, occupational safety in the case of operations on batteries is a particularly useful field of application of the method according to the invention. In particular, this relates to batteries comprising a plurality of battery modules to generate particularly high voltages, such as those needed for traction purposes in the automotive industry. The required operations there usually consist in contacting live elements of different battery modules. Especially here occur particularly high voltages that can produce a dangerous body flow. Furthermore, in the case of electrochemical batteries with their typically very high short-circuit currents, in particular the risk of an arc causing burns is particularly prominent. Therefore, the use of the method according to the invention within the manufacturing process of batteries with multiple battery modules is of particular advantage.
Daneben betrifft die Erfindung eine Werkeinrichtung zur Unterstützung einer Person bei manuellen Verrichtungen an wenigstens einem Teil von spannungsführenden Elementen eines Werkstücks, welche durch jeweils wenigstens eine Abdeckung vor Berührungen geschützt sind, umfassend wenigstens einen ein Werkzeug zum Befestigen von Gegenständen aufweisenden Roboter, ein Positionierungsmittel für wenigstens ein Werkstück und eine den Roboter steuernde Steuerungseinrichtung, welche zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. Eine erfindungsgemäße Werkeinrichtung ist dabei insbesondere so ausgebildet, dass sie der Person einen Arbeitsplatz zur Durchführung ihrer Verrichtungen bietet, also insbesondere ein entsprechend hergerichteter Fertigungsplatz. Sie umfasst dabei zunächst den Roboter und eine Steuerungseinrichtung, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Dabei kann es sich insbesondere um eine speicherprogrammierbare Steuerung, einen Mikrokontroller oder einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) handeln. Die Werkeinrichtung weist darüber hinaus ein Positioniermittel auf, in das das Werkstück aufnehmbar ist. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Positionsmittel eine Aufnahme ist oder umfasst, in die ein Werkstück einlegbar ist und für einen Effektor des Roboters erreichbar ist. Im Falle einer vorgesehenen Fließbandfertigung wird es dabei besonders bevorzugt, dass das Positioniermittel ein Fördermittel umfasst oder als Teil eines Fördermittels ausgebildet ist, so dass der Werkeinrichtung fortlaufend Werkstücke zuführbar sind, an denen die vorgesehenen Verrichtungen durchzuführen sind. In addition, the invention relates to a working device for assisting a person in manual operations on at least a part of live elements of a workpiece, which are protected by at least one cover from contact, comprising at least one tool having a tool for attaching objects, a positioning means for at least a workpiece and a robot controlling the control device, which is designed for carrying out a method according to one of the preceding claims. A work device according to the invention is in particular designed so that it offers the person a job to carry out their tasks, ie in particular a suitably manufactured production place. It initially comprises the robot and a control device which is designed to carry out the method according to the invention. This may in particular be a programmable logic controller, a microcontroller or an application-specific integrated circuit (ASIC). The plant further comprises a positioning means into which the workpiece is receivable. It can be provided, for example, that the positioning means is or includes a receptacle into which a workpiece can be inserted and for an effector of the robot can be reached. In the case of an intended assembly line production, it is particularly preferred that the positioning means comprises a conveyor or is formed as part of a conveyor, so that the work can be fed continuously workpieces on which the intended operations are performed.
Es wird dabei besonders bevorzugt, wenn das Werkzeug als Greifer ausgebildet ist. Hierbei kommen grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik an sich bekannten greifenden Effektoren in Betracht, wobei insbesondere mechanische oder pneumatische Greifer bevorzugt sind. Dieser ist dabei so zu wählen, dass er die Aufgaben des Aufnehmens und des Aufsetzens der Abdeckungen zuverlässig durchführen kann, also insbesondere in der Lage ist, die Abdeckungen beim Aufsetzen zuverlässig am Werkstück zu arretieren. It is particularly preferred if the tool is designed as a gripper. In principle, all gripping effectors known from the prior art are suitable, in particular mechanical or pneumatic grippers being preferred. This is to be chosen so that he can perform the tasks of receiving and placing the covers reliably, so in particular is able to reliably lock the covers when placed on the workpiece.
Es wird darüber hinaus besonders bevorzugt, wenn die Werkeinrichtung eine Eingabeeinrichtung umfasst, welche zur Erfassen eines Bedienkommandos der Person ausgebildet ist und mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Werkeinrichtung einen Sensor umfasst, welche zum Erfassen des Werkstücks und/oder der Tätigkeiten der Person ausgebildet und mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist. Es wird mithin vorgeschlagen, den Sensor bzw. die Eingabeeinrichtung, welche bereits zuvor im Rahmen des Verfahrens beschrieben wurden, mit der Steuerungseinrichtung zu verbinden, welche dann so ausgebildet ist, mittels durch den Sensor erfasster Sensordaten und/oder eines mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bedienkommandos ein Triggerereignis zu erkennen. In addition, it is particularly preferred if the operating device comprises an input device which is designed to detect an operating command of the person and is connected to the control device. Alternatively or additionally, it can be provided that the working device comprises a sensor which is designed to detect the workpiece and / or the activities of the person and connected to the control device. It is therefore proposed to connect the sensor or the input device, which has already been described above within the scope of the method, to the control device, which is then configured by means of sensor data acquired by the sensor and / or an operating command input by means of the input device Detect trigger event.
Bei einer erfindungsgemäßen Werkeinrichtung mit einem Sensor wird es darüber hinaus besonders bevorzugt, wenn als Sensor eine Kamera vorgesehen ist, und die Steuerungseinrichtung eine Bildverarbeitungseinheit umfasst, welche zur Auswertung von der Kamera erfasster Daten zum Erkennen eines Zielzustands des Werkstücks und/oder der Person ausgebildet ist. Mittels der Kamera kann so erkannt werden, dass eine Verrichtung abge schlössen ist, wobei die Bildverarbeitungseinheit beispielsweise von der Kamera erfasste Daten dahingehend analysiert, ob eine vorgesehene Verbindung zwischen zwei spannungsführenden Elementen korrekt realisiert wurde und/oder ob sich Körperteile, insbesondere die Hände, der Person im Aktionsbereich des Effektors des Roboters befinden. In a work device according to the invention with a sensor, it is furthermore particularly preferred if a camera is provided as the sensor, and the control device comprises an image processing unit which is designed for the evaluation of data detected by the camera for recognizing a target state of the workpiece and / or the person , By means of the camera can be recognized so that a performance abge For example, the image processing unit analyzes, for example, data acquired by the camera as to whether an intended connection between two live elements has been correctly realized and / or if body parts, in particular the person's hands, are located in the action area of the robot's effector.
Im Übrigen lassen sich sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren analog auf die erfindungsgemäße Werkeinrichtung übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erzielt werden können. Incidentally, all embodiments of the method according to the invention can be analogously transferred to the inventive device, so that even with this already mentioned advantages can be achieved.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen: Further advantages and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and from the drawing. Showing:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkeinrichtung; 1 shows an embodiment of a device according to the invention;
Fig. 2 eine Detailansicht der in Fig. 1 gezeigten Werkeinrichtung im Fig. 2 is a detail view of the work device shown in Fig. 1 in
Bereich zweier spannungsführender Elemente beim Aufnehmen einer Abdeckung;  Area of two live elements when picking up a cover;
Fig. 3 die in Fig. 2 gezeigte Detaildarstellung nach dem Abschluss der manuellen Verrichtung; FIG. 3 shows the detailed illustration shown in FIG. 2 after completion of the manual operation; FIG.
Fig. 4 die in Fig. 2 gezeigte Detaildarstellung nach Aufsetzen der Abdeckungen; und 4 shows the detailed illustration shown in Figure 2 after placing the covers. and
Fig. 5 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 5 shows a flow chart of an exemplary embodiment of the method according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine Werkeinrichtung 1 , umfassend einen Roboter 2, eine zwei Druckknöpfe 3, 4 aufweisende Eingabeeinrichtung 5 und eine Kamera 6 als Sensor, welche an einer Werkbank 7 angeordnet sind. In diese ist ein Posi- tionierungsmittel 8 zur Aufnahme einer Batterie 9 als Werkstück eingelassen. Daneben weist die Werkeinrichtung 1 eine schematisch gezeigte Steuerungseinrichtung 10 auf. 1 shows a plant device 1, comprising a robot 2, an input device 5 having two pushbuttons 3, 4, and a camera 6 as a sensor, which are arranged on a workbench 7. In this is a posi- tioning means 8 for receiving a battery 9 inserted as a workpiece. In addition, the factory device 1 has a control device 10 shown schematically.
Der Roboter 2 umfasst einen Roboterarm 1 1 und einen Greifer 12 als Werkzeug, der als Endeffektor dient. Die Batterie 9 weist mehrere nicht näher dargestellte Batteriemodule auf, die mit mehreren spannungsführenden Elementen 13 am Äußeren der Batterie 9 verbunden sind. Die spannungsführenden Elemente 13 sind jeweils mittels einer Abdeckung 14 gegen ein Berühren gesichert. Schließlich ist die Steuerungseinrichtung 10 mit dem Roboter 2 so verbunden, dass sie seinen Bewegungen und insbesondere auch die Aktionen des Greifers 12 steuert. Sie weist ferner einen Eingang für die Bedienungseinrichtung 5 auf, so dass Bedienkommandos von ihr verarbeitet werden können. Darüber hinaus umfasst die Steuerungseinrichtung 10 eine Bildverarbeitungseinheit 15, welche Bildsignale der Kamera 6 empfängt und verarbeitet. The robot 2 comprises a robot arm 1 1 and a gripper 12 as a tool, which serves as an end effector. The battery 9 has a plurality of battery modules, not shown, which are connected to a plurality of live elements 13 on the exterior of the battery 9. The live elements 13 are each secured by means of a cover 14 against touching. Finally, the control device 10 is connected to the robot 2 so that it controls its movements and in particular also the actions of the gripper 12. It also has an input for the operating device 5 so that operating commands can be processed by it. In addition, the control device 10 comprises an image processing unit 15 which receives and processes image signals of the camera 6.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen eine Detaildarstellung der Werkeinrichtung 1 im Bereich zweier spannungsführenden Elemente 13 der Batterie 9 in verschiedenen Zuständen. Dabei zeigt Fig. 2 den Greifer 12, welcher von dem rechten spannungsführenden Element 13 dessen Abdeckung 14 aufgenommen hat, wobei das linke spannungsführende Element 13 weiterhin durch seine Abdeckung 14 gegen Berühren gesichert ist. In Fig. 3 sind beide Abdeckungen abgenommen. Die spannungsführenden Elemente 13 wurden mittels eines Kontaktelementes 16 durch eine nicht näher gezeigte die Werkeinrichtung 1 benutzende Person verbunden. Fig. 4 zeigt einen anschließenden Zustand, in dem bereits wieder das linke spannungsführende Element 13 durch seine Abdeckung 14 gegen ein Berühren gesichert ist, wobei das rechte spannungsführende Element 13 gerade wieder durch Aufsetzen seiner Abdeckung 14 durch den Greifer 12 gesichert wird. FIGS. 2 to 4 show a detailed representation of the working device 1 in the region of two live elements 13 of the battery 9 in different states. Here, Fig. 2 shows the gripper 12, which has received from the right live element 13 whose cover 14, wherein the left live element 13 is further secured by its cover 14 against contact. In Fig. 3, both covers are removed. The live elements 13 were connected by means of a contact element 16 by a person using the device 1 not shown in detail. Fig. 4 shows a subsequent state in which already the left voltage-carrying element 13 is secured by its cover 14 against touching, the right live element 13 is being secured again by placing its cover 14 by the gripper 12.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des das Werkzeug zum Bewegen von Gegenständen aufweisenden Roboters 2 zur Unterstützung der Person bei manuellen Verrichtungen an den spannungsführen- den Elementen 13 des Werkstücks, welches durch die Abdeckungen 14 vor Berührung geschützt sind. Nach dem Beginn des Verfahrens in Schritt S1 werden in einem Schritt S2 zunächst sämtliche Abdeckungen 14 auf alle spannungsführenden Elemente 1 aufgesetzt, so dass sämtliche spannungsführende Elemente 13 gegen eine Berührung der Person geschützt sind und so der in Fig. 1 gezeigte Zustand erreicht ist. Alternativ kann selbstverständlich auch eine bereits mit Abdeckungen gesicherte Batterie Ausgangspunkt des Verfahrens sein. 5 shows a flowchart of a method for operating the robot 2 having the tool for moving objects for assisting the person with manual operations on the voltage-carrying device. the elements 13 of the workpiece, which are protected by the covers 14 from touching. After the beginning of the method in step S1, all covers 14 are first placed on all live elements 1 in a step S2, so that all live elements 13 are protected against contact of the person and thus the state shown in Fig. 1 is reached. Alternatively, it is of course also possible for a battery which has already been secured with covers to be the starting point of the method.
Im anschließenden Schritt S3 werden, wie in Fig. 2 gezeigt, jeweils zwei Abdeckungen 14 von den spannungsführenden Elementen 13 entfernt. Dazu bewegt der Roboter 2 den Greifer 12 mittels des Roboterarms 1 1 jeweils zu einer Abdeckungen 14, wobei der Greifer 12 diese greift, aufnimmt und an einer nicht näher gezeigten Verwahrungsposition im Bereich der Werkbank 7 ablegt. In the subsequent step S3, as shown in Fig. 2, two covers 14 are removed from the live elements 13. For this purpose, the robot 2 moves the gripper 12 by means of the robot arm 1 1 in each case to a cover 14, wherein the gripper 12 grips, picks up and stores it at a storage position (not shown) in the area of the workbench 7.
Sind beide Abdeckungen 14 abgenommen, wird in einem Schritt S4 fortlaufend abgefragt, ob ein den Abschluss von Verrichtungen der Person anzeigendes Triggerereignis eingetreten ist. Während dieses Schritts hat die Person die Möglichkeit, die spannungsführenden Elemente 13 mittels des Kontaktelements 16 zu verbinden. Dieser Vorgang wird von der Kamera 6 überwacht, welche den Bereich der Verrichtung erfasst und überprüft, ob das Kontaktelement 16 korrekt angebracht ist. Ist dies der Fall und hat die Person die Druckknöpfe 3 und 4 der Eingabeeinrichtung 5, welche so voneinander beabstandet an der Werkbank 7 angeordnet sind, dass die Person sie mit beiden Händen betätigen muss, betätigt, so wird dies als Bedienkommando gewertet und ein Eintritt des Triggerereignisses festgestellt, so dass das Verfahren fortgesetzt wird. If both covers 14 are removed, it is continuously queried in a step S4 whether a trigger event indicating the completion of actions of the person has occurred. During this step, the person has the opportunity to connect the live elements 13 by means of the contact element 16. This process is monitored by the camera 6, which detects the area of the operation and checks whether the contact element 16 is correctly attached. If this is the case and the person has the pushbuttons 3 and 4 of the input device 5, which are arranged at a distance from each other on the workbench 7 that the person must operate them with both hands, then this is interpreted as a control command and an entry of the Detected trigger event so that the process continues.
Dies geschieht in einem Schritt S5 in dem nunmehr der Greifer die Abdeckung 14 wieder auf die spannungsführenden Elemente 13 aufsetzt. Diese werden dabei so zur Batterie 9 geführt, dass sie kraft- und formschlüssig mit dieser verbunden sind. So wird ein versehentliches Bewegen der Abdeckungen 14 durch die Person verhindert. In einem anschließenden Schritt S6 wird überprüft, ob ein zuvor festgelegter Ablaufplan, welcher sämtliche an der Batterie 9 vorzunehmenden Verrichtungen in ihrer Reihenfolge beinhaltet, abgearbeitet ist. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S3 und das Verfahren wird von diesem Schritt bezüglich weiterer nicht mit Bezugszeichen versehener Abdeckungen der Batterie 9 fortgeführt. Sind sämtliche im Ablaufplan vorgesehenen Verrichtungen abgeschlossen, so erfolgt kein weiterer Rücksprung, sondern eine Fortsetzung des Verfahrens. This is done in a step S5 in which now the gripper, the cover 14 touches again on the live elements 13. These are thereby led to the battery 9 that they are non-positively and positively connected with this. Thus, accidental movement of the covers 14 is prevented by the person. In a subsequent step S6, a check is made as to whether a previously established sequence plan, which contains all the operations to be performed on the battery 9 in their sequence, has been completed. If this is not the case, there is a return to step S3 and the method is continued by this step with respect to further not provided with reference numerals covers the battery 9. If all the activities provided for in the schedule have been completed, there will be no further return but a continuation of the procedure.
In einem Schritt S7 entfernt der Roboter 2 mittels des Greifers 12 sämtliche Abdeckungen 14 von der Batterie 9, welche lediglich den Zweck haben, während der Verrichtungen eine Berührung durch die Person zu verhindern, für anschließende Fertigungsmaßnahmen jedoch nicht benötigt werden. Die Abdeckungen 14 werden entfernt, der Roboter 2 fährt in eine Ruhestellung zurück und das Verfahren ist in seinem Schritt S8 beendet. In a step S7, the robot 2 removes, by means of the gripper 12, all the covers 14 from the battery 9, which merely have the purpose of preventing contact by the person during the operations, but are not required for subsequent production measures. The covers 14 are removed, the robot 2 returns to an inoperative position, and the process is ended in step S8.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1 . Verfahren zum Betrieb eines ein Werkzeug zum Bewegen von Gegenständen aufweisenden Roboters (2) zur Unterstützung einer Person bei manuellen Verrichtungen an wenigstens einem Teil von spannungsführenden Elementen (13) eines Werkstücks, welche durch jeweils wenigstens eine Abdeckung (14) vor Berührung geschützt sind, umfassend folgende Schritte: 1 . A method of operating a robotized article handling robot (2) to assist a person in manual operations on at least part of live elements (13) of a workpiece which are protected from contact by at least one cover (14) following steps:
- Aufnehmen von wenigstens zwei spannungsführende Elemente (13), die für die Verrichtung benötigt werden, abdeckenden Abdeckungen (14) mittels des Werkzeugs; und  - Receiving at least two live elements (13), which are required for the performance, covering covers (14) by means of the tool; and
- sobald ein den Abschluss der Verrichtung anzeigendes Triggerereignis eingetreten ist, Aufsetzen der wenigstens zwei Abdeckungen (14) mittels des Werkzeugs.  - Once a triggering event indicating the completion of the operation has occurred, placing the at least two covers (14) by means of the tool.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass als Triggerereignis ein mittels einer Eingabeeinrichtung (5) eingegebenes Bedienkommando der Person verwendet wird.  in that a person's operator input entered by means of an input device (5) is used as trigger event.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Werkstück und/oder Tätigkeiten der Person mittels eines Sensors erfasst werden und als Triggerereignis das Erreichen eines durch den Sensor erfassten Zielzustands des Werkstücks und/oder der Person verwendet wird.  that the workpiece and / or activities of the person are detected by means of a sensor and the trigger event used is the achievement of a target state of the workpiece and / or the person detected by the sensor.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Abdeckungen (14) beim Aufsetzen kraftschlüssig und/oder formschlüssig arretiert werden.  that the covers (14) are locked non-positively and / or positively when placed.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized,
dass die Schritte bezüglich weiterer spannungsführender Elemente (13) wiederholt werden, bis eine vorgegebene Menge von Verrichtungen abgeschlossen ist.  the steps relating to further live elements (13) are repeated until a predetermined amount of operations have been completed.
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Menge der Verrichtungen in einem Ablaufplan bezüglich unterschiedlicher Elemente (13) am selben Werkstück in einer Reihenfolge vorgegeben werden.  that the set of operations in a flowchart with respect to different elements (13) on the same workpiece are given in an order.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, 7. The method according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass nach der letzten Wiederholung der Schritte alle Abdeckungen (14) aufgenommen und entfernt werden.  after the last repetition of the steps, all covers (14) are picked up and removed.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass als Werkstück eine Batterie (9) mit mehreren Batteriemodulen verwendet wird, wobei es sich bei den Verrichtungen um ein Kontaktieren zwischen unterschiedlichen Batteriemodulen zugeordneten Elementen (13) handelt.  in that a battery (9) with a plurality of battery modules is used as the workpiece, the operations being a contact between different battery modules associated elements (13).
9. Werkeinrichtung (1 ) zur Unterstützung einer Person bei manuellen Verrichtungen an wenigstens einem Teil von spannungsführenden Elementen (13) eines Werkstücks, welche durch jeweils wenigstens eine Abdeckung (14) vor Berührung geschützt sind, umfassend wenigstens einen ein Werkzeug zum Bewegen von Gegenständen aufweisenden Roboter (2), ein Positionierungsmittel (8) für wenigstens ein Werkstück und eine den Roboter (2) steuernde Steuerungseinrichtung (10), welche zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. 9. A device (1) for assisting a person in manual operations on at least part of live elements (13) of a workpiece, which are protected from contact by at least one cover (14), comprising at least one tool for moving objects Robot (2), a positioning means (8) for at least one workpiece and a control device (10) controlling the robot (2), which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
10. Werkeinrichtung (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, 10. works device (1) according to claim 9, characterized,
dass das Werkzeug als Greifer (12) ausgebildet ist.  that the tool is designed as a gripper (12).
1 1 . Werkeinrichtung (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, 1 1. Plant device (1) according to claim 9 or 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass sie eine Eingabeeinrichtung (5) umfasst, welche zum Erfassen eines Bedienkommandos der Person ausgebildet ist und mit der Steuerungseinrichtung (10) verbunden ist.  in that it comprises an input device (5) which is designed to detect an operating command of the person and is connected to the control device (10).
12. Werkeinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , 12. Plant device (1) according to one of claims 9 to 1 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass sie einen Sensor umfasst, welcher zum Erfassen des Werkstücks und/oder der Tätigkeiten der Person ausgebildet und mit der Steuerungseinrichtung (10) verbunden ist.  that it comprises a sensor which is designed to detect the workpiece and / or the activities of the person and connected to the control device (10).
13. Werkeinrichtung (1 ) nach Anspruch 12, 13. Plant device (1) according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass als Sensor eine Kamera (6) vorgesehen ist und die Steuerungseinrichtung (10) eine Bildverarbeitungseinheit (15) umfasst, welche zur Auswertung von der Kamera (6) erfasster Daten zum Erkennen eines Zielzustands des Werkstücks und/oder der Person ausgebildet ist.  in that a camera (6) is provided as the sensor and the control device (10) comprises an image processing unit (15) which is designed to evaluate data acquired by the camera (6) for recognizing a target state of the workpiece and / or the person.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021201294A1 (en) 2021-02-11 2022-08-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Arrangement and method for the automated detection of an electrical hazard prior to assembly work on high-voltage batteries of the accumulator type

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011009814A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Fanuc Corporation Robotic system with visual sensor
DE102013205574A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-02 GM Global Technology Operations LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) HANDLING OF LARGE-FORMAT CELLS FOR QUICK ASSEMBLY

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013104264U1 (en) * 2013-09-18 2015-01-09 Daimler Ag workstation
CN103746136B (en) * 2013-12-10 2016-01-27 周俊雄 Battery cap cover plate Semi-automatic assembler
CN103730670B (en) * 2014-01-13 2016-01-27 周俊雄 Full-automatic lithium-manganese battery production line

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011009814A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Fanuc Corporation Robotic system with visual sensor
DE102013205574A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-02 GM Global Technology Operations LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) HANDLING OF LARGE-FORMAT CELLS FOR QUICK ASSEMBLY

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