WO2024115657A1 - Sicherheitsvorrichtung zum absichern eines gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden maschine, insbesondere eines roboters - Google Patents

Abstract

Eine Sicherheitsvorrichtung zum Absichern des Gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine, insbesondere eines Roboters (18), besitzt eine Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6), die im Maschinenbetrieb mit der Maschine mechanisch gekop pelt sind, so dass sich die Sensoren (12-1 bis 12-6) zusammen mit der Maschine bzw. einem Maschinenkörperteil (24, 26) in einer aktuellen Drehrichtung (22) mitdrehen. Eine Auswerte- und Steuereinheit (14, 28) steuert die Drehbewegung des Maschinenkörper teils (24, 26) in Abhängigkeit von den Sensorsignalen. Die Sicherheitsvorrichtung beinhal tet einen ersten Sensor (12-1), der einen ersten definierten Raumsektor (32-1) überwacht, einen zweiten Sensor (12-2), der einen zweiten definierten Raumsektor (32-2) überwacht, und einen dritten Sensor (12-3), der einen dritten definierten Raumsektor (32-3) über wacht. Der erste, zweite und dritte Raumsektor sind verschiedenen voneinander. Der erste und der zweite Raumsektor (32-1, 32-2) grenzen aneinander an. Des Weiteren grenzen der zweite und der dritte Raumsektor (32-2, 32-3) aneinander an. Dabei sind der erste Raumsektor (32-1), der zweite Raumsektor (32-2) und der dritte Raumsektor (32-3) im Maschinenbetrieb so um die Drehachse (20) herum verteilt, dass der erste Raumsektor (32-1), der zweite Raumsektor (32-2) und der dritte Raumsektor (32-3) einander in der aktuellen Drehrichtung (22) des Maschinenkörperteils (24, 26) folgen.

Description

Sicherheitsvorrichtung zum Absichern eines Gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine, insbesondere eines Roboters

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zum Absichern eines Gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine, insbesondere zum Absichern des Gefahrenbereichs eines Roboters, wobei die Maschine ein Maschinenkörperteil aufweist, das im Maschinenbetrieb eine Drehbewegung um eine Drehachse ausführt und eine aktuelle Drehrichtung definiert, mit einer Vielzahl von Sensoren, die mit dem Maschinenkörperteil mechanisch koppelbar sind, so dass sich die Vielzahl von Sensoren im Maschinenbetrieb zusammen mit dem Maschinenkörperteil in der aktuellen Drehrichtung drehen, und mit einer Auswerte- und Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung des Maschinenkörperteils in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Vielzahl von Sensoren zu steuern, wobei die Vielzahl von Sensoren einen ersten Sensor beinhalten, der einen ersten definierten Raumsektor überwacht und ein erstes Sensorsignal erzeugt, wenn ein Objekt in dem ersten Raumsektor detektiert wird, wobei die Vielzahl von Sensoren einen zweiten Sensor beinhalten, der einen zweiten definierten Raumsektor überwacht und ein zweites Sensorsignal erzeugt, wenn ein Objekt in dem zweiten Raumsektor detektiert wird, und wobei die Vielzahl von Sensoren einen dritten Sensor beinhalten, der einen dritten definierten Raumsektor überwacht und ein drittes Sensorsignal erzeugt, wenn ein Objekt in dem dritten Raumsektor detektiert wird, wobei der erste Raumsektor, der zweite Raumsektor und der dritte Raumsektor verschiedenen voneinander sind, wobei der erste und der zweite Raumsektor im Maschinenbetrieb aneinander angrenzen, und wobei der zweite und der dritte Raumsektor im Maschinenbetrieb aneinander angrenzen.

[0002] Eine solche Sicherheitsvorrichtung ist aus EP 3 909 727 A1 bekannt.

[0003] Es gibt seit vielen Jahren den Wunsch und Bestrebungen, den Gefahrenbereich, der aus den schnellen Bewegungen eines Roboters resultiert, möglichst einfach und flexibel abzusichern, um Unfälle und Verletzungen zu vermeiden. Wünschenswert ist insbesondere eine Absicherung, die den Aufenthalt und eventuelle Tätigkeiten einer Person im Umfeld des Roboters zulassen, um etwa eine Zusammenarbeit der Person und des Roboters zu ermöglichen. Bekannt sind solche Bestrebungen unter dem Begriff Mensch-Roboter-Kollaboration. Die zweiteilige Norm EN ISO 10218 definiert Anforderungen für einen kollaborierenden Betrieb eines Roboters. Beispielsweise dürfen bei einem Kontakt zwischen dem Roboter und der Person definierte Kontaktkräfte auf die Person nicht überschritten werden. Infolgedessen ist es bekannt, die Position, die Kraft und/oder Drehmomente und/oder die Geschwindigkeit, mit der sich der Roboter bzw. Körperteile des Roboters bewegen, zu überwachen und ggf. zu begrenzen. Die Überwachung und Begrenzung muss auch in einem Fehlerfall gewährleistet sein, d.h. fehlersicher sein, etwa wenn ein Bauteil ausfällt oder im Fall eines Softwarefehlers.

[0004] Im Folgenden wird der Begriff „fehlersicher“ verwendet, um auszudrücken, dass eine Komponente oder Anordnung die Anforderungen der Kategorie 3 bzw. die Anforderungen für den sogenannten Performance Level PL d gemäß der Norm EN ISO 13849-1 und/oder die Sicherheitsanforderungsstufe SIL 3 gemäß der Norm IEC 61508 sowie der maschinenspezifischen Sektornorm EN 62061 erfüllt.

[0005] EP 3 909 727 A1 offenbart eine Sicherheitsvorrichtung mit insgesamt sechs Anwesenheitssensoren, die alle an einem U-förmigen Halter angeordnet sind. Jeweils drei Anwesenheitssensoren sind vertikal übereinander auf einem der zwei Schenkel des U- förmigen Halters angeordnet. Die jeweils einander gegenüber liegenden Sensoren „schauen“ in entgegengesetzte Richtungen und überwachen jeweils Raumbereiche seitlich von dem Roboter. Der Halter mit den sechs Anwesenheitssensoren ist an einer Hebelmechanik angeordnet, die ihrerseits an dem Roboterarm befestigt ist. Die Hebelmechanik bewegt sich gegenläufig zu den Bewegungen des Roboterarms, so dass der Halter mit den Anwesenheitssensoren stets in einer horizontalen Position gehalten ist und die vertikale Ausrichtung der Sensoren erhalten bleibt. Die übereinander angeordneten Anwesenheitssensoren jeder Seite überwachen jeweils ein kugelsektorförmiges Raumsegment. Die Raumsegmente sind auf jeder Seite vertikal gestaffelt und überwachen den Raumbereich seitlich von dem Roboter somit in unterschiedlichen Höhen und seitlichen Abständen zu dem Roboter. Die beiden jeweils untersten Sensoren auf jeder Seite überwachen einen Nahbereich an dem Roboter. Wenn eine Person bzw. ein Objekt in diesem Nahbereich detektiert wird, wird die Bewegung des Roboters angehalten. Die beiden jeweils mittleren Sensoren auf jeder Seite überwachen einen entfernteren Bereich, Wenn in diesem entfernteren Bereich eine Person bzw. ein Objekt detektiert wird, wird der Roboter mit einer reduzierten Geschwindigkeit bewegt.

[0006] WO 2018/145990 A1 offenbart eine weitere Sicherheitsvorrichtung zum Absichern eines Roboters. Diese bekannte Vorrichtung verwendet einerseits einen fest im Bodenbereich des Roboters installierten Sensor, der beispielsweise eine Trittschaltmatte, ein Lasersensor, eine Kamera oder ein Ultraschallsensor sein kann. Mit dem fest installierten Sensor wird der Bodenbereich um den Roboter herum überwacht. Außerdem beinhaltet die Sicherheitsvorrichtung der WO 2018/145990 A1 einen weiteren Sensor an dem freien Ende des Roboterarms im Bereich des sogenannten Endeffektors. Der weitere Sensor ist vertikal oberhalb des Endeffektors angeordnet und überwacht ein schirmförmiges, nach unten gerichtetes Sensorfeld. Der weitere Sensor kann ein Lasersensor, eine Kamera oder ein Ultraschallsensor sein. Das bodennahe Sensorfeld des fest installierten Sensors kann in mehrere konzentrische Teilkreise unterteilt sein, wobei jedem Teilkreis eine andere Sicherheitsstufe zugeordnet ist. Verschiedenen Sicherheitsstufen können hier verschiedene Bewegungsgeschwindigkeiten des Roboters zugeordnet sein. [0007] WO 2006/024431 A1 offenbart eine weitere Sicherheitsvorrichtung zum Absichern eines Roboters. Diese Vorrichtung beinhaltet acht im Bodenbereich des Roboters fest installierte Ultraschall-Näherungssensoren, die jeweils einen definierten Sektor überwachen. Die überwachten Sektoren verteilen sich fächerartig über ca. 180° um den Roboter herum. Außerdem beinhaltet die Sicherheitsvorrichtung Zäune oder Lichtschranken, die einen seitlichen Zutritt zu dem Roboter an den überwachten Sektoren vorbei verhindern, sowie einen rückseitig angeordneten Laserscanner, der den umzäunten Bereich auf der Rückseite des Roboters bodennah überwacht. Eine Sicherheitssteuerung sorgt dafür, dass der Roboter in einen verlangsamten Modus übergeht oder sogar angehalten wird, wenn eine Person sich in einen Sektor hineinbewegt, der im Bereich der momentanen Position des Roboterarms liegt.

[0008] Die bekannten Sicherheitsvorrichtungen sind prinzipiell geeignet, um einen sicheren Betrieb eines Roboters zu erreichen. Sie beeinträchtigen jedoch zum Teil die Produktivität des Roboters, weil dessen Bewegungsgeschwindigkeit aus Sicherheitsgründen häufig auf eine sehr langsame Geschwindigkeit begrenzt wird, auch wenn das bei genauerer Betrachtung nicht notwendig wäre. Darüber hinaus benötigen die bekannten Sicherheitsvorrichtungen zum Teil sehr viele Sensoren, die statische Raumbereiche um den Roboter herum überwachen.

[0009] Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die die Absicherung eines Roboters oder einer vergleichbaren Maschine auf effiziente Weise ermöglicht. Es ist insbesondere eine Aufgabe, eine solche Sicherheitsvorrichtung anzugeben, die eine hohe Produktivität des Roboters ermöglicht, ohne dass Personen im Umfeld des Roboters gefährdet werden.

[0010] Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgaben eine Sicherheitsvorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, wobei der erste Raumsektor, der zweite Raumsektor und der dritte Raumsektor im Maschinenbetrieb um die Drehachse herum verteilt sind, so dass der erste Raumsektor, der zweite Raumsektor und der dritte Raumsektor bei einer Drehung des Maschinenkörperteils um die Drehachse einander in der aktuellen Drehrichtung folgen. Vorzugsweise kommt die neue Sicherheitsvorrichtung zum Absichern eines mehrachsigen Roboters mit einer seriellen Kinematik zum Einsatz, insbesondere zur Absicherung eines Knickarmroboters oder eines SCARA-Roboters. Das Maschinenkörperteil ist in besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen ein Roboterarmteil, das sich um eine vertikale Drehachse dreht.

[0011] Die genannten Sensoren der neuen Sicherheitsvorrichtung sind drehtest mit dem drehenden Maschinenkörperteil verbunden und ändern somit ihre jeweils aktuelle „Blickrichtung“ in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Maschinenkörperteils. Die Raumsektoren drehen sich zusammen mit dem Maschinenkörperteil um die Drehachse und sind in Bezug auf das bewegte Maschinenkörperteil damit quasi-stationär. In Bezug auf einen raumfesten Punkt im Umfeld der Maschine bewegen sich die überwachten Raumsektoren jedoch. Damit unterscheidet sich die neue Sicherheitsvorrichtung von Konzepten, die mit feststehenden Sensoren statische Raumbereiche überwachen. Die neue Sicherheitsvorrichtung macht es möglich, mit einer vergleichsweise geringen Anzahl an Sensoren auszukommen, was zu einer effizienten und kostengünstigen Realisierung beiträgt.

[0012] Des Weiteren liegen die überwachten Raumsektoren in der Drehebene nebeneinander und sie folgen somit einander bei der Drehung des Maschinenkörperteils. Die Drehebene liegt im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse, insbesondere orthogonal zu der Drehachse. Damit überstreichen die überwachten Raumsektoren nacheinander jeweils gleiche Raumbereiche entlang der aktuellen Drehrichtung. Damit unterscheidet sich die neue Sicherheitsvorrichtung konzeptionell von der Sicherheitsvorrichtung der eingangs genannten EP 3 909 727 A1. Die zumindest drei einander nach- bzw. vorlaufenden Raumsektoren machen es möglich, die Produktivität der Maschine zu steigern, indem eine Schleichfahrt mit langsamer Geschwindigkeit oder ein Sicherheits- stop nur dann ausgelöst werden, wenn ein zu schützendes Objekt, wie insbesondere eine Person oder ein Körperteil einer Person, unmittelbar im Bewegungsbereich des bewegten Maschinenkörperteils ist. Der Bewegungspfad des Maschinenkörperteils kann aufgrund der Anordnung der mitbewegten Raumsektoren auf sehr einfache und kostengünstige Weise in sehr kritische und weniger kritische Raumbereiche unterteilt werden. Die Sicherheitsabstände, bei denen eine Sicherheitsfunktion ausgelöst wird, können im Vergleich zu bekannten Sicherheitsvorrichtungen reduziert sein. Unnötige Schleichfahrten mit langsa- mer Geschwindigkeit lassen sich auf ein Minimum reduzieren. Zugleich kann jedoch aufgrund der mitdrehenden Raumsektoren jederzeit ein Sicherheitsstop oder eine Schleichfahrt ausgelöst werden, wenn sich eine Person in der aktuellen Drehrichtung direkt vor dem Maschinenkörperteil befindet.

[0013] Daher ist die oben genannte Aufgabe vollständig gelöst.

[0014] Vorzugsweise sind die genannten Sensoren jeweils Radarsensoren, weil Radarstrahlung mit elektromagnetischen Wellen aus dem Mikrowellenbereich sehr robust gegenüber Nebel, Staub, Schmutz, Funkenflug oder Regen ist. In bevorzugten Ausführungsbeispielen arbeiten die Radarsensoren mit einer Betriebsfrequenz im Bereich von 10 GHz bis 80 GHz, vorzugsweise mit einer Betriebsfrequenz im Bereich zwischen 20 GHz und 30 GHz oder mit einer Betriebsfrequenz im Bereich zwischen 60 GHz und 70 GHz. Diese Frequenzbereiche ermöglichen eine schnelle und positionsgenaue Detektion von Kollisionsobjekten auch dann, wenn die oben genannten Umweltfaktoren eine „freie Sicht“ beeinträchtigen. Damit eignen sich diese Sensoren hervorragend für raue Industrieumgebungen. Alternativ hierzu könnten die genannten Sensoren prinzipiell aber Lidar-Sensoren sein, die mit Licht aus dem optischen und/oder infraroten Wellenlängenbereich arbeiten, Kameras oder Ultraschallsensoren. Auch eine Kombination von verschiedenen Sensorprinzipien ist für die Vielzahl von Sensoren denkbar.

[0015] In einer bevorzugten Ausgestaltung überwachen die Sensoren jeweils einen tortenstückartigen Raumsektor, der sich ausgehend von dem jeweiligen Sensor über einen azimutalen Öffnungswinkel erstreckt, der größer ist als der Öffnungswinkel in der Elevation. Dabei liegt der azimutale Öffnungswinkel vorzugsweise in der Drehebene des jeweiligen Sensors. Der Öffnungswinkel in der Elevation ist vorzugsweise parallel zu der Drehachse definiert. In einigen vorteilhaften Ausführungsbeispielen liegt der azimutale Öffnungswinkel in einem Bereich zwischen 20° und 120° und der Öffnungswinkel in der Elevation liegt in einem Bereich zwischen 10° und 30°. Die benachbarten Raumsektoren können sich an ihren jeweiligen Grenzen überlappen. Vorzugsweise ist der Winkelbereich, in dem sich die benachbarten Raumsektoren überlappen, klein gegenüber dem jeweiligen Öffnungswinkel. In bevorzugten Ausführungsbeispielen liegt der azimutale Überlappungswinkel zweier benachbarter Raumsektoren bei maximal 20% des jeweiligen azi- mutalen Öffnungswinkels, vorzugsweise bei maximal 10%. Dementsprechend überwacht jeder der drei genannten Sensoren mehr als die Hälfte des ihm zugeordneten Raumsektors exklusiv. Vorzugsweise überwacht jeder der drei genannten Sensoren mehr als 75% des ihm zugeordneten Raumsektors exklusiv.

[0016] Die Ausgestaltung trägt vorteilhaft dazu bei, die Produktivität der Maschine zu maximieren, indem unnötige Fehlabschaltungen und Schleichfahrten der Maschine reduziert oder gar vermieden werden und lediglich in notwendigen Fällen eine Sicherheitsfunktion in Form einer Abschaltung oder Schleichfahrt durch die neue Sicherheitsvorrichtung ausgelöst wird.

[0017] In einer weiteren Ausgestaltung ist die Auswerte- und Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Drehgeschwindigkeit des Maschinenkörperteils um die Drehachse in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal, dem zweiten Sensorsignal und dem dritten Sensorsignal auf einen definierten Wert größer Null fehlersicher zu begrenzen.

[0018] In dieser Ausgestaltung wird das Maschinenkörperteil mit einer im Vergleich zum störungsfreien Betrieb reduzierten Drehgeschwindigkeit bewegt. Die sogenannte Schleichfahrt des Maschinenkörperteils bei Detektion eines Objekts im jeweils in Drehrichtung vorlaufenden Raumsektor trägt vorteilhaft dazu bei, die Produktivität der Maschine zu erhalten, wenn auch mit einer langsameren Bewegung auf Grund der Kollisionsgefahr in dem in Drehrichtung vorlaufenden Raumsektor.

[0019] In einer weiteren Ausgestaltung weist das Maschinenkörperteil eine in der aktuellen Drehrichtung vorlaufende Kontur auf, wobei der erste Raumsektor in der aktuellen Drehrichtung vor der vorlaufenden Kontur angeordnet ist, wobei der zweite Raumsektor in der aktuellen Drehrichtung vor dem ersten Raumsektor angeordnet ist, wobei der dritte Raumsektor in der aktuellen Drehrichtung vor dem zweiten Raumsektor angeordnet ist, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das Maschinenkörperteil wahlweise mit einer ersten oder mit einer zweiten Geschwindigkeit um die Drehachse zu drehen, wobei die erste Geschwindigkeit höher ist als die zweite Geschwindigkeit, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit das Maschinenkörperteil mit der ersten Geschwindigkeit um die Drehachse dreht, wenn das erste Sensorsignal kein Objekt in dem ersten Raumsektor anzeigt.

[0020] In dieser Ausgestaltung lässt die neue Sicherheitsvorrichtung eine Bewegung des Maschinenkörperteils mit einer im Vergleich zur Schleichfahrt hohen Geschwindigkeit zu, wenn der in der aktuellen Drehrichtung unmittelbar vorlaufende Raumsektor frei ist bzw. der zugeordnete Sensor kein potentielles Kollisionsobjekt in dem unmittelbar vorlaufenden ersten Raumsektor detektiert. Die Freigabe für die Bewegung des Maschinenkörperteils mit der hohen Geschwindigkeit hängt in dieser Ausgestaltung also entscheidend von dem Zustand in dem ersten vorlaufenden Raumsektor bzw. von dem Sensorsignal des ersten vorlaufenden Sensors ab. Die Ausgestaltung macht es möglich, dass das Maschinenkörperteil mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird, selbst wenn in einem weiter vorlaufenden Raumsektor oder in einem nachlaufenden Raumsektor ein Objekt detektiert wird. Die Ausgestaltung ermöglicht eine besonders hohe Produktivität, weil die Anzahl und/oder Dauer von weniger produktiven Schleichfahrten reduziert wird.

[0021] In einer weiteren Ausgestaltung begrenzt die Auswerte- und Steuereinheit eine aktuelle Drehgeschwindigkeit des Maschinenkörperteils um die Drehachse auf die zweite Geschwindigkeit, wenn das erste Sensorsignal ein Objekt in dem ersten Raumsektor anzeigt.

[0022] In dieser Ausgestaltung wird das Maschinenkörperteil von der neuen Sicherheitsvorrichtung auf eine Schleichfahrt begrenzt, wenn ein potentielles Kollisionsobjekt in dem ersten vorlaufenden Raumsektor detektiert wird. Diese Ausgestaltung gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit und trägt vorteilhaft zu einem sicheren Betrieb der überwachten Maschine bei zugleich hoher Produktivität bei.

[0023] In einer weiteren Ausgestaltung ist die Auswerte- und Steuereinheit dazu eingerichtet, die Drehrichtung des Maschinenkörperteils umzukehren und das Maschinenkörperteil wahlweise mit der ersten Geschwindigkeit um die Drehachse zu drehen, wenn das dritte Sensorsignal kein Objekt in dem dritten Raumsektor anzeigt. [0024] In dieser Ausgestaltung wechselt die maßgebliche Rolle des unmittelbar vorlaufenden Raumsektors von dem ersten Sensor zu dem dritten Sensor, wenn sich die Drehrichtung des Maschinenkörperteils umkehrt. Die Ausgestaltung trägt in vorteilhafter Weise zu einer dynamisch angepassten Absicherung der Maschine bei.

[0025] In einer weiteren Ausgestaltung weist die Auswerte- und Steuereinheit eine fehlersichere erste Auswerte- und Steuereinheit und eine nicht-fehlersichere zweite Steuereinheit auf, wobei die zweite Steuereinheit die Bewegung des Maschinenkörperteils in Abhängigkeit von einem Betriebsprogramm und in Abhängigkeit von einem binären Freigabesignal der ersten Auswerte- und Steuereinheit steuert, und wobei die erste Auswerte- und Steuereinheit das binäre Freigabesignal in Abhängigkeit von dem ersten, zweiten und dritten Sensorsignal erzeugt.

[0026] Wie oben erwähnt, bezeichnet „fehlersicher“ hier, dass die erste Auswerte- und Steuereinheit die Anforderungen der Kategorie 3 bzw. die Anforderungen für den sogenannten Performance Level PL d gemäß der Norm EN ISO 13849-1 und/oder die Sicherheitsanforderungsstufe SIL 3 gemäß der Norm IEC 61508 bzw. der maschinenspezifischen Sektornorm EN 62061 erfüllt. Im Gegensatz dazu erfüllt die zweite Steuereinheit diese Anforderungen nicht. Es handelt sich hier also um eine sogenannte Standard- Steuereinheit, die im Wesentlichen den gewünschten Betriebsablauf der Maschine entsprechend einem Betriebsprogramm steuert. Die Ausgestaltung ermöglicht auf kostengünstige Weise einen sicheren und produktiven den Betrieb der Maschine. Insbesondere kann mit dieser Ausgestaltung eine bisher auf andere Weise abgesicherte Maschine mit der neuen Sicherheitsvorrichtung nachgerüstet werden und daher ohne umfangreiche Änderungen an dem gewünschten Betriebsablauf eine erhöhte Produktivität erreichen.

[0027] Vorzugsweise erzeugt die erste Auswerte- und Steuereinheit zwei zueinander redundante binäre Freigabesignale, die jeweils einen betragsmäßig hohen Signalpegel (Ein-Zustand) oder einen betragsmäßig niedrigen Signalpegel (Aus-Zustand) annehmen können. Der hohe Signalpegel zeigt an, dass insbesondere der erste in Drehrichtung vorlaufende Raumsektor frei ist. Die zweite Steuereinheit kann das Maschinenkörperteil daraufhin mit einer hohen Drehgeschwindigkeit drehen, wenn dies im gewünschten Betriebsablauf vorgesehen ist. Der hohe Signalpegel ist daher ein fehlersicheres Frei- gabesignal für die hohe Drehgeschwindigkeit. Der niedrige Signalpegel zeigt demgegenüber den Wegfall des Freigabesignals an, was zur Folge hat, dass die zweite Steuereinheit das Maschinenkörperteil allenfalls mit einer begrenzten langsamen Drehgeschwindigkeit bewegt. Vorzugsweise erzeugt die erste Auswerte- und Steuereinheit die zwei redundanten binären Freigabesignale jeweils mit einem Testtakt, d.h. definierten Pulsen von dem hohen Signalpegel zu dem niedrigen Signalpegel. Die Testpulse machen es möglich, einen Stuck-at-High Fehler im Ausgangskreis der ersten Auswerte- und Steuereinheit zu erkennen. Vorzugsweise sind die Testtakte der zwei zueinander redundanten binären Freigabesignale phasenverschoben zueinander, was eine vorteilhafte Querschlusserkennung ermöglicht. Die Ausgestaltung ermöglicht einen einfachen, hartverdrahteten Handshake zwischen der ersten Auswerte- und Steuereinheit und der nichtfehlersicheren zweiten Steuereinheit.

[0028] In einer weiteren Ausgestaltung sind der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor in einer Reihenschaltung an die Auswerte- und Steuereinheit angeschlossen.

[0029] In bevorzugten Ausführungsbeispielen beinhaltet die Reihenschaltung einen seriellen Bus, wie insbesondere einen CAN-Bus, über den die Sensoren mit der (ersten) Auswerte- und Steuereinheit kommunizieren. Diese Ausgestaltung vereinfacht die Installation der Sensoren an der Maschine und trägt zu einer sehr kostengünstigen Realisierung bei.

[0030] In einer weiteren Ausgestaltung besitzt zumindest ein Sensor aus der Vielzahl von Sensoren einen ersten und einen separaten zweiten Erfassungsbereich innerhalb des zugeordneten Raumsektors, wobei der erste Erfassungsbereich näher an dem genannten Sensor liegt als der zweite Erfassungsbereich, wobei der genannte Sensor für jeden der zwei Erfassungsbereichs ein separates Sensorsignal erzeugt, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Drehung des Maschinenkörperteils in Abhängigkeit von den separaten Sensorsignalen zu steuern. [0031] In dieser Ausgestaltung ist der Raumsektor des zumindest einen Sensors in zwei verschiedene Entfernungsbereich unterteilt. Vorteilhaft besitzen alle genannten Sensoren aus der Vielzahl der Sensoren einen solchen ersten und separaten zweiten Erfassungsbereich innerhalb des jeweils überwachten Raumsektors. Die Ausgestaltung macht es auf einfache Weise möglich, dass die Auswerte- und Steuereinheit in Abhängigkeit von der Entfernung eines Objekts im überwachten Raumsektor unterschiedliche Reaktionen auslöst. Vorteilhaft kann die Auswerte- und Steuereinheit bei einer größeren Entfernung ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugen, um eine Person abzuhalten, weiter in den Arbeitsbereich der Maschine einzutreten. Hingegen kann die Auswerte- und Steuereinheit die Bewegungsgeschwindigkeit des Maschinenkörperteils bei einer Objektdetektion in einer geringeren Entfernung sofort reduzieren und/oder die Bewegung des Maschinenkörperteils anhalten. Alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit die Drehgeschwindigkeit des Maschinenkörperteils auch schon mit dem Erzeugen des Warnsignals reduzieren. Die Ausgestaltung trägt dazu bei, eine hohe Produktivität zusammen mit einem sicheren Betrieb der Maschine zu erreichen.

[0032] In einer weiteren Ausgestaltung bilden die Vielzahl von Sensoren eine erste Sensorgruppe und eine zweite Sensorgruppe, wobei die Sensoren der ersten Sensorgruppe im Maschinenbetrieb eine erste Ebene definieren, wobei die Sensoren der zweiten Sensorgruppe im Maschinenbetrieb eine zweite Ebene definieren, und wobei die erste Ebene in vertikaler Richtung unterhalb der zweiten Ebene liegt.

[0033] Diese Ausgestaltung ermöglicht eine vorteilhafte Rundum-Absicherung des bewegten Maschinenkörperteils mit einer geringen Anzahl an Sensoren. In bevorzugten Ausführungsbeispielen liegt die erste Ebene bodennah, d.h. die überwachten Raumsektoren der Sensoren aus der ersten Sensorgruppe reichen bis zum Boden. Sie liegen gewissermaßen auf dem Boden auf. Die Sensoren der ersten Sensorgruppe besitzen vorteilhaft eine Hauptblickrichtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse verläuft. Im Gegensatz dazu verläuft die Hauptblickrichtung der Sensoren der zweiten Sensorgruppe in bevorzugten Ausführungsbeispielen schräg zu der Hauptblickrichtung der Sensoren der ersten Sensorgruppe, insbesondere schräg zum Boden. Mit den Sensoren der ersten Sensorgruppe lässt sich der Raumbereich um das bewegten Maschinenkörperteil herum, jedoch unter Aussparung des bewegten Maschinenkörperteils auf effiziente Weise überwachen. Mit den Sensoren der zweiten Sensorgruppe kann hingegen ein Raumbereich radial vor dem bewegten Maschinenkörperteil, gewissermaßen von schräg oben aus überwachten werden, ohne dass das Maschinenkörperteil die Blickrichtung der Sensoren der zweiten Sensorgruppe verdeckt.

[0034] In einer weiteren Ausgestaltung überwachen die Sensoren der ersten Sensorgruppe dementsprechend gemeinsam einen azimutalen Raumbereich, der das Maschinenkörperteil ausspart. In einer weiteren Ausgestaltung überwachen die Sensoren der zweiten Sensorgruppe gemeinsam einen azimutalen Raumbereich, der aus Sicht der Sensoren der zweiten Sensorgruppe hinter das Maschinenkörperteil reicht.

[0035] Mit diesen Ausgestaltungen lässt sich eine vorteilhafte Rundum- Absicherung des bewegten Maschinenkörperteils auf effiziente Weise erreichen. Wenn eine Rundum-Absicherung nicht benötigt wird, etwa weil der Zugang zu dem bewegten Maschinenteil von einigen radialen Richtungen aus durch Zäune oder andere trennende Schutzeinrichtungen verhindert ist, kann die jeweils nicht benötigte Sensorgruppe auf kostengünstige Weise entfallen.

[0036] In einer weiteren Ausgestaltung führt das Maschinenkörperteil im Maschinenbetrieb eine Drehbewegung über einen definierten Drehwinkelbereich aus, wobei der erste Raumsektor, der zweite Raumsektor und der dritte Raumsektor jeweils einen Teilbereich des definierten Drehwinkelbereichs abdecken.

[0037] In einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Teilbereiche, die der erste Raumsektor, der zweite Raumsektor und der dritte Raumsektor jeweils abdecken, in etwa gleich groß. Beispielsweise decken der erste Raumsektor, der zweite Raumsektor und der dritte Raumsektor jeweils ein Drittel des definierten Drehwinkelbereichs ab. In anderen Ausführungsbeispielen, decken der erste und der dritte Raumsektor jeweils einen größeren Drehwinkelteilbereich ab als der zweite Raumsektor. In einigen Ausführungsbeispielen decken der erste Raumsektor, der zweite Raumsektor und der dritte Raumsektor jeweils einen Drehwinkelbereich ab, der zwischen 45° und 90° liegt. [0038] Die Ausgestaltung ermöglicht eine sehr effiziente Absicherung einer Roboterarbeitszelle mit einer geringen Anzahl an Sensoren.

[0039] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0040] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der neuen Sicherheitsvorrichtung an einem Knickarmroboter,

Fig. 2 die Sicherheitsvorrichtung aus Fig. 1 , wobei drei überwachte Raumsektoren schematisch dargestellt sind, und

Fig. 3 die Sicherheitsvorrichtung aus Fig. 1, wobei drei weitere überwachte Raumsektoren schematisch dargestellt sind.

[0041] In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Sicherheitsvorrichtung in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die Sicherheitsvorrichtung 10 beinhaltet in diesem Ausführungsbeispiel 6 Radarsensoren 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5 und 12-6, die nachfolgend gemeinsam mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet werden, und eine fehlersicher ausgebildete Auswerte- und Steuereinheit 14, die in diesem Fall mit den Radarsensoren 12 über eine serielle Bus-Verbindung 16 (hier nur schematisch angedeutet) verbunden ist. In bevorzugten Ausführungsbeispielen basiert die serielle Bus- Verbindung 16 auf einem CAN-Busprotokoll, was eine sehr effiziente Datenübertragung zwischen den in Reihe verbundenen Sensoren und der Auswerte- und Steuereinheit 14 ermöglicht. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 beinhaltet in einigen Ausführungsbeispielen eine fehlersichere Kleinsteuerung PNOZmulti 2, die von der Anmelderin Pilz GmbH & Co. KG mit Sitz in 73760 Ostfildern, Deutschland kommerziell angeboten wird. [0042] Die Sensoren 12 sind hier an einem Knickarmroboter 18 angeordnet und können sich dementsprechend zusammen mit dem Roboter 18 um eine Drehachse 20 des Roboters 18 drehen. Die Drehachse 20 ist in diesem Fall die erste von mehreren Drehachsen des Roboters 18 und sie verläuft hier senkrecht zum Boden, auf dem der Roboter 18 mit seinem Standfuß platziert ist. In einigen Ausführungsbeispielen kann der Roboter 18 Pick-und-Place-Aufgaben ausführen, wobei er sich in wechselnden Richtungen um die Drehachse 20 dreht. Eine jeweils aktuelle Drehrichtung ist bei der Bezugsziffer 22 angedeutet. Wie den Fachleuten auf diesen Gebiet bekannt ist, besitzt der Roboter 18 hier mehrere Armteile, die über weitere Drehgelenke drehbar miteinander verbunden sind. Einige dieser Armteile sind hier mit den Bezugsziffern 24, 26 bezeichnet. Die Drehungen der Armteile 24, 26 relativ zueinander sowie die Drehung des Roboters 18 um die Drehachse 20 werden hier von einer nicht-fehlersicheren Steuereinheit 28 gesteuert. Die Steuereinheit 28 kann eine konventionelle Robotersteuerung sein, wie sie typischerweise von dem Hersteller des Roboters 18 angeboten und zusammen mit dem Roboter geliefert wird. Die Steuereinheit 28 steuert den gewünschten Betriebsablauf des Roboters 18 in an sich bekannter Weise nach einem Betriebsprogramm, das typischerweise in die Steuereinheit 28 geladen ist. In einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen können die Auswerte- und Steuereinheit 14 und die Betriebssteuerung 28 des Roboters über eine bidirektionale Verbindung 29 miteinander kommunizieren. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Verbindung 29 eine fehlersichere Busverbindung beinhalten, beispielsweise auf Basis eines fehlersicheren Ethernet-Protokolls. In bevorzugten Ausführungsbeispielen beinhaltet die Verbindung 29 zwei oder mehr redundante, binäre Freigabesignale 29a, 29b, sogenannte OSSD-Signale, wie sie beispielsweise von der fehlersicheren Kleinsteuerung PNOZmulti 2 der Anmelderin bereitgestellt werden.

[0043] Die beweglichen Armteile 24, 26 bilden - je nach Betriebssituation - eine in der jeweils aktuellen Drehrichtung 22 vorlaufende Kontur 30, die bei einer Kollision mit einer Person oder einem anderen Objekt im Drehbereich des Roboters 18 eine hohe Kontaktkraft auf die Person bzw. das Objekt (hier nicht dargestellt) ausüben kann. Um das zu verhindern überwachen die Sensoren 12 jeweils einen definierten, zugeordneten Raumsektor 32. In Fig. 1 sind ein erster Raumsektor 32-1 , ein zweiter Raumsektor 32-2 und ein dritter Raumsektor 32-3 jeweils mit gestrichelten Linien angedeutet. Beispielsweise überwacht hier also der erste Sensor 12-1 den ersten Raumsektor 32-1 , der zweite Sensor 12-2 überwacht den zweiten Raumsektor 32-2 und der dritte Sensor 12-3 überwacht den dritten Raumsektor 32-3. Die drei Raumsektoren 32-1 , 32-2 und 32-3 liegen benachbart zueinander und die Sensoren 12-1 , 12-2 und 12-3 definieren eine Ebene 34, die in diesem Fall bodennah und weitgehend parallel zum Boden liegt. Fig. 2 zeigt die drei Raumsektoren 32-1 , 32-2 und 32-3 in einer perspektivischen Darstellung.

[0044] Wie man in der Darstellung der Fig. 2 erkennen kann, überlappen die überwachten Raumsektoren 32-1, 32-2 und 32-3 ab einer gewissen Entfernung in den aneinander grenzenden Bereichen, so dass die drei Sensoren 12-1, 12-2 und 12-3 hier gemeinsam einen zusammenhängenden Drehwinkelbereich 36 abdecken, der den Roboter 18 hier an drei Seiten umgibt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel decken die Raumsektoren 32-1 , 32-2 und 32-3 gemeinsam einen Drehwinkelbereich 36 ab, der in etwa 270° beträgt. Jeder der drei Sensoren 12-1 , 12-2 und 12-3 überwacht hier einen ihm zugeordneten Raumsektor 32-1 , 32-2 und 32-3, der etwa ein Drittel des Drehwinkelbereichs 36 abdeckt. Der gemeinsam überwachte Drehwinkelbereich 36 erstreckt sich in azimutaler Richtung und spart den Roboter 18 mit den Maschinenkörperteilen 24, 26 aus. Dementsprechend erzeugen die Maschinenkörperteilen 24, 26, allgemeiner der Roboter 18, in diesem Ausführungsbeispiel keine Radarreflektionen, die von den Sensoren 12-1 , 12-2 und 12-3 erfasst werden könnten.

[0045] Die Aufteilung des azimutalen Raumbereichs 36 in drei weitgehend gleichgroße überwachte Raumsektoren 32-1, 32-2, 32-3 hat sich in einigen Ausführungsbeispielen als sehr vorteilhaft erwiesen, um den Drehwinkelbereich des Roboters 18 mit einer geringen Anzahl an Sensoren so zu überwachen, dass der Roboter 18 mit einer hohen Produktivität betrieben werden kann. Vorteilhaft erzeugt die fehlersichere Auswerte- und Steuereinheit 14 die oben genannten Freigabesignale, wenn der jeweils in der aktuellen Drehrichtung unmittelbar vorlaufende Raumsektor „frei“ ist, d.h. der zugeordnete Sensor kein potentielles Kollisionsobjekt in dem von ihm überwachten Raumbereich detektiert. Wenn sich der Roboter 18 also beispielsweise in einer definierten Betriebssituation im Uhrzeigersinn drehen soll, erzeugt die Auswerte- und Steuereinheit 14 die oben genannten Freigabesignale, wenn der Raumsektor 32-1 frei ist, d.h. wenn der erste Sensor 12-1 kein Kollisionsobjekt in dem Raumsektor 32-1 detektiert. Umgekehrt erzeugt die Auswerte- und Steuereinheit 14 die oben genannten Freigabesignale, wenn sich der Roboter 18 in einer anderen Betriebssituation gegen den Uhrzeigersinn drehen soll und der Raumsektor 32-3 frei ist, d.h. wenn der dritte Sensor 12-3 kein Kollisionsobjekt in dem Raumsektor 32-3 detektiert. Unabhängig von diesem Ausführungsbeispiel ist es in weiteren Ausführungsbeispielen, in denen das Maschinenkörperteil 24, 26 im bestimmungsgemäßen Betrieb einen Drehwinkelbereich kleiner oder gleich 300° durchläuft, von Vorteil, wenn die Sicherheitsvorrichtung 10 den genannten Drehwinkelbereich mit drei, vier oder maximal fünf Raumsektoren überwacht, die den gesamten Drehwinkelbereich zusammen abdecken.

[0046] Wie man in Fig. 2 weiterhin erkennen kann, besitzen die überwachten Raumsektoren 32-1 , 32-2, 32-3 hier jeweils eine Form, die einem Tortenstück ähnelt, d.h. in einer Draufsicht einem Kreissektor entspricht, in der Elevation (Höhe) jedoch begrenzt ist. Mit anderen Worten ist der azimutale Öffnungswinkel 38, der in Fig. 1 für den Raumsektor 32-3 bei der Bezugsziffer 38 angedeutet ist, größer ist als der Öffnungswinkel 40 in der Elevation.

[0047] In bevorzugten Ausführungsbeispielen besitzen einige oder sogar alle Sensoren aus der Vielzahl von Sensoren 12-1 bis 12-6 einen ersten Erfassungsbereich 42 und einen separaten zweiten Erfassungsbereich 44 innerhalb des jeweils überwachten Raumsektors (angedeutet in Fig. 1 am Beispiel des ersten Sensors 12-1). Der erste Erfassungsbereich 42 liegt näher an dem jeweiligen Sensor liegt als der zweite Erfassungsbereich 44. Der jeweilige Sensor erzeugt für jeden der zwei Erfassungsbereich 42, 44 ein separates Sensorsignal, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit 14, 28 dazu eingerichtet ist, die Drehung des Maschinenkörperteils 24, 26 in Abhängigkeit von den separaten Sensorsignalen zu steuern. Die separaten Erfassungsbereiche 42, 44 machen es möglich, eine aktuelle Entfernung des potentiellen Kollisionsobjekts zu dem Roboter 18 bei der Steuerung der Drehbewegung zu berücksichtigen. Beispielsweise kann bei einer Objektdetektion in dem zweiten, weiter entfernten Erfassungsbereich 44 lediglich ein optisches und/oder akustisches Warnsignal von der Auswerte- und Steuereinheit 14, 28 ausgelöst werden und erst eine Objektdetektion in dem ersten Erfassungsbereich 42 löst eine Reduzierung der aktuellen Drehgeschwindigkeit oder gar einen Nothalt aus. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Auswerte- und Steuereinheit 14, 28 dazu eingerichtet sein, die aktuelle Drehgeschwindigkeit des Maschinenkörperteils bei einer Objektdetektion in dem weiter entfernten Erfassungsbereich 44 zu begrenzen bzw. auf eine Schleichfahrt zu reduzieren, während eine Objektdetektion in dem näher gelegenen Erfassungsbereich 42 stets einen Nothalt auslöst. Prinzipiell können die überwachten Raumsektoren auch mehr als zwei separate und in der Entfernung gestaffelte Erfassungsbereiche aufweisen, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 14, 28 dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung des Maschinenkörperteils in Abhängigkeit von der azimutalen Position des Objekts (erkannt anhand des jeweiligen Raumsektors bzw. Sensorsignals) und anhand der jeweiligen Entfernung (erkannt anhand des jeweiligen Erfassungsbereichs) zu steuern.

[0048] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besitzt die Sicherheitsvorrichtung 10 zwei Sensorgruppen mit insgesamt 6 Sensoren. Die Sensoren 12-1 , 12-2 und 12-3 bilden eine erste Sensorgruppe und definieren die bodennahe Ebene 34. Die Sensoren 12-4, 12-5 und 12-6 sind auf einer Plattform oberhalb von den Sensoren 12-1 , 12-2 und 12-3 angeordnet und bilden eine zweite Sensorgruppe. Die Sensoren 12-4, 12-5 und 12-6 der zweiten Sensorgruppe definieren hier eine Ebene 46, die vertikale oberhalb der Ebene 34 liegt. Wie man anhand der Figuren 1 und 3 erkennen kann, überwachen die Sensoren 12-4, 12-5, 12-6 der zweiten Sensorgruppe gemeinsam einen weiteren azimutalen Raumbereich 48, der aus Sicht der Sensoren 12-4, 12-5, 12-6 der zweiten Sensorgruppe hinter den Roboter 18 bzw. dessen Maschinenkörperteile 24, 26 reicht. Die Blickrichtung der Sensoren 12-4, 12-5, 12-6 der zweiten Sensorgruppe ist hier von einer Position etwas oberhalb des Roboters 18 schräg nach unten gerichtet. Die von den Sensoren 12-4, 12-5, 12-6 jeweils überwachten Raumsektoren sichern daher insbesondere die Lücke ab, die der azimutale Raumbereich 36 gemäß Fig. 2 ausspart.

Claims

Patentansprüche Sicherheitsvorrichtung zum Absichern eines Gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine, insbesondere zum Absichern des Gefahrenbereichs eines Roboters (18), wobei die Maschine ein Maschinenkörperteil (24, 26) aufweist, das im Maschinenbetrieb eine Drehbewegung um eine Drehachse (20) ausführt und somit eine aktuelle Drehrichtung (22) definiert, mit einer Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6), die mit dem Maschinenkörperteil (24, 26) mechanisch koppelbar sind, so dass sich die Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6) im Maschinenbetrieb zusammen mit dem Maschinenkörperteil (24, 26) in der aktuellen Drehrichtung (22) drehen, und mit einer Auswerte- und Steuereinheit (14, 28), die dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung des Maschinenkörperteils (24, 26) in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6) zu steuern, wobei die Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6) einen ersten Sensor (12-1) beinhalten, der einen ersten definierten Raumsektor (32-1) überwacht und ein erstes Sensorsignal erzeugt, wenn ein Objekt in dem ersten Raumsektor (32-1) detektiert wird, wobei die Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6) einen zweiten Sensor (12-2) beinhalten, der einen zweiten definierten Raumsektor (32-2) überwacht und ein zweites Sensorsignal erzeugt, wenn ein Objekt in dem zweiten Raumsektor (32-2) detektiert wird, und wobei die Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6) einen dritten Sensor (12-3) beinhalten, der einen dritten definierten Raumsektor (32-3) überwacht und ein drittes Sensorsignal erzeugt, wenn ein Objekt in dem dritten Raumsektor (32-3) detektiert wird, wobei der erste Raumsektor (32-1), der zweite Raumsektor (32-2) und der dritte Raumsektor (32-3) verschiedenen voneinander sind, wobei der erste und der zweite Raumsektor (32-1, 32-2) im Maschinenbetrieb aneinander angrenzen, und wobei der zweite und der dritte Raumsektor (32-2, 32- 3) im Maschinenbetrieb aneinander angrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Raumsektor (32-1), der zweite Raumsektor (32-2) und der dritte Raumsektor (32-3) im Maschinenbetrieb um die Drehachse (20) herum verteilt sind, so dass der erste Raumsektor (32-1), der zweite Raumsektor (32-2) und der dritte Raumsektor (32-3) bei einer Drehung des Maschinenkörperteils (24, 26) um die Drehachse (20) einander in der aktuellen Drehrichtung (22) folgen. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6) jeweils einen tortenstückartigen Raumsektor überwachen (32-1 , 32-2. 32-3), der sich ausgehend von dem jeweiligen Sensor über einen azimutalen Öffnungswinkel (38) erstreckt, der größer ist als ein Öff- nungswinkel (40) in der Elevation. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenkörperteil (24, 26) eine in der aktuellen Drehrichtung (22) vorlaufende Kontur (30) aufweist, wobei der erste Raumsektor (32-1) in der aktuellen Drehrichtung (22) vor der vorlaufenden Kontur (30) angeordnet ist, wobei der zweite Raumsektor (32-2) in der aktuellen Drehrichtung (22) vor dem ersten Raumsektor (32-1) angeordnet ist, wobei der dritte Raumsektor (32-3) in der aktuellen Drehrichtung (22) vor dem zweiten Raumsektor (32-2) angeordnet ist, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit (14, 28) dazu eingerichtet ist, das Maschinenkörperteil (24, 26) wahlweise mit einer ersten oder mit einer zweiten Geschwindigkeit um die Drehachse (20) zu drehen, wobei die erste Geschwindigkeit höher ist als die zweite Geschwindigkeit, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit (14, 28) das Maschinenkörperteil (24, 26) mit der ersten Geschwindigkeit um die Drehachse (20) dreht, wenn das erste Sensorsignal kein Objekt in dem ersten Raumsektor (32-1) anzeigt. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14, 28) eine aktuelle Drehgeschwindigkeit des Maschinenkörperteils (24, 26) um die Drehachse 820) auf die zweite Geschwindigkeit begrenzt, wenn das erste Sensorsignal ein Objekt in dem ersten Raumsektor (32- 1) anzeigt. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14, 28) dazu eingerichtet ist, die aktuelle Drehrichtung des Maschinenkörperteils (24, 26) umzukehren und das Maschinenkörperteil (24, 26) wahlweise mit der ersten Geschwindigkeit um die Drehachse (20) zu drehen, wenn das dritte Sensorsignal kein Objekt in dem dritten Raumsektor (32-3) anzeigt. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit eine fehlersichere erste Auswerte- und Steuereinheit (14) und eine nicht-fehlersichere zweite Steuereinheit (28) aufweist, wobei die zweite Steuereinheit (28) die Bewegung des Maschinenkörperteils (24, 26) in Abhängigkeit von einem Betriebsprogramm und in Abhängigkeit von einem binären Freigabesignal (29a, 29b) der ersten Auswerte- und Steuereinheit (14) steuert, und wobei die erste Auswerte- und Steuereinheit (14) das binäre Freigabesignal (29a, 29b) in Abhängigkeit von dem ersten, zweiten und dritten Sensorsignal erzeugt. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (12-1), der zweite Sensor (12-2) und der dritte Sensor (12-3) in einer Reihenschaltung an die Auswerte- und Steuereinheit (14, 28) angeschlossen sind. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor aus der Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6) einen ersten Erfassungsbereich (42) und einen separaten zweiten Erfassungsbereich (44) innerhalb des zugeordneten Raumsektors besitzt, wobei der erste Erfassungsbereich (42) näher an dem genannten Sensor liegt als der zweite Erfassungsbereich (44), wobei der genannte Sensor für jeden der zwei Erfassungsbereiche (42, 44) ein separates Sensorsignal erzeugt, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit (14, 28) dazu eingerichtet ist, die Drehung des Maschinenkörperteils (24, 26) in Abhängigkeit von den separaten Sensorsignalen zu steuern. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Sensoren (12-1 bis 12-6) eine erste Sensorgruppe und eine zweite Sensorgruppe bilden, wobei die Sensoren (12-1 , 12-2, 12-3) der ersten Sensorgruppe im Maschinenbetrieb eine erste Ebene (34) definieren, wobei die Sensoren (12-4, 12-5, 12-6) der zweiten Sensorgruppe im Maschinenbetrieb eine zweite Ebene (46) definieren sind, und wobei die erste Ebene (34) in vertikaler Richtung unterhalb der zweiten Ebene (46) liegt. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (12-1, 12-2, 12-3) der ersten Sensorgruppe gemeinsam einen azimutalen Raumbereich (36) überwachen, der das Maschinenkörperteil (24, 26) ausspart. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (12-4, 12-5, 12-6) der zweiten Sensorgruppe gemeinsam einen weiteren azimutalen Raumbereich (48) überwachen, der aus Sicht der Sensoren (12- 4, 12-5, 12-6) der zweiten Sensorgruppe hinter das Maschinenkörperteil (24, 26) reicht. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenkörperteil (24, 26) im Maschinenbetrieb eine Drehbewegung über einen definierten Drehwinkelbereich (36) ausführt, wobei der erste Raumsektor (32-1), der zweite Raumsektor (32-2) und der dritte Raumsektor (32- 3) jeweils einen Teilbereich des definierten Drehwinkelbereichs (36) abdecken. Automatisiert arbeitende Maschine mit einem Maschinenkörperteil (24, 26), das im Maschinenbetrieb eine Drehbewegung um eine Drehachse (20) ausführt und somit eine aktuelle Drehrichtung (22) definiert, und mit einer Sicherheitsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12. Automatisiert arbeitende Maschine nach Anspruch 13, wobei das Maschinenkörperteil (24, 26) ein Roboterarmteil ist, das sich insbesondere um eine vertikale Drehachse (20) dreht.