与机器人一起使用的安全系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种与机器人一起使用的安全系统，特别是涉及一种与根据轨迹规划(Bahnplanung)在人-机器人协作(MRK)环境中被控制的机器人一起使用的安全系统。
【背景技术】
[0002]机器人是一种可广泛使用的具有多个轴的自动运动装置，基于可自由编程的运动过程可将机器人用于不同的目的。通常，机器人用于为人减轻机械工作。机器人常常表现为在前台的协助媒介。在此，人和机器人通常分享共同的工作空间并且有可能还处理相同的工件或构件。机器人与人之间的安全的合作是人-机器人协作(MRK)的前提。
[0003]当机器人对互动的人存在危险时，必须由相应的安全技术防范与人互动的机器人。通常，安全技术包括事先在风险分析中大多特定于应用地制定的多个安全功能。对于机器人系统而言，该安全功能例如可以包括紧急停止或机器人的某些物理状态(例如，机器人的位置、速度或力)的限制。
[0004]在选择安全技术时，前提主要是要避免人的某些特定的认知能力。也就是说，预先隐含地设定人与机器之间交互的状况，该状况是从人的认知能力中抽象出来的。特别是对于拟人化构造的机器人(例如具有类似臂的运动学机构的小机器人)，该方法导致非常广泛的就是说成本高的和开发集中的具有安全功能的实现。忽略人的认知能力的另一结果是对安全功能的非常保守的参数化。由此，可通过机器的物理状态转化的机械能和机器人或人可在其中工作的工作空间的大小被大大限制。因此，由于该简单的安全技术而留下了不太小的剩余风险特别是碰撞风险，此外还留下了由该安全技术导致的拟人化系统的较少的f生會K (Performanz)。
【实用新型内容】
[0005]因此，本实用新型的目的在于提供一种机器人系统，该机器人系统将其拟做的运动有效地与参与MRK环境的人沟通。本实用新型的目的还在于提供一种安全系统，该安全系统与人的认知能力配合使能实现安全的MRK。
[0006]在此，根据本实用新型的安全系统适于与机器人一起使用，特别是与轻型结构机器人一起使用。在此，根据轨迹规划在MRK环境中控制机器人。在此，可以不同的方法和方式实现对机器人的控制，例如通过点到点控制、多点控制或轨迹控制。借助轨迹规划可知机器人的计划的未来的运动或位置。
[0007]在此，根据本实用新型的安全系统设置为，将来自轨迹规划的地点和时间信息用信号传递到MRK环境。因此，留在MRK环境中的人可对该信号作出反应并做出相应的互动，从而能够避免与机器人碰撞。来自轨迹规划的地点和时间信息(例如关于机器人采取的下一个姿势的信息)可以使人直观地获悉人应如何在所分享的工作空间中采取行动。由于优选将来自轨迹规划的信息提前用信号传递到MRK环境，因此人可做好准备由此可以避免碰撞。
[0008]优选地，来自轨迹规划的、由安全系统用信号传递到MRK环境的地点和时间信息至少标明机器人的计划的配置、计划的姿势和/或计划的运动。因此，在MRK环境中与机器人合作的人可根据该地点和时间信息获悉机器人将如何运动或机器人将在所分享的工作空间中占用哪些空间。
[0009]优选地，根据本实用新型的安全系统具有用于视觉地和/或听觉地用信号传递信息的装置。为此，安全系统例如可包括扬声器，扬声器通知MRK环境关于机器人的行为以及其如何行动。人可对该信息作出反应，以有利地防止与机器人碰撞。
[0010]还可视觉地用信号传递信息，例如借助一个或多个发光装置，例如LED。通过相应地控制例如发光装置的亮度或颜色，可对MRK环境用信号传递机器人何时执行何种运动或采取何种姿势的信息。优选该装置设置在机器人的足部和/或法兰上。设置在足部上是有利的，因为机器人的足部很少被机器人遮盖，从而使该装置几乎从MRK环境的任何方向都能被看到。当人例如直接与机器人合作并且在此在最近的环境中与机器人的末端执行器或工具一起工作时，设置在机器人的法兰上的位置是有利的。因此，可将来自轨迹规划的地点和时间信息清楚地通知人。
[0011]本领域的技术人员理解，可将不同的部件进行组合来用信号传递信息。因此，例如可以既使用扬声器又使用发光装置，以使MRK更安全。
[0012]优选地，将安全系统集成在机器人中。替代地，还可将安全系统设置为与机器人分开的，例如还可以向MRK环境用信号传递来自不同机器人的轨迹规划的地点和时间信息。因此，根据本实用新型的安全系统可灵活地使用。
[0013]优选地，可选择预告指示器作为拟做的运动或计划的配置、计划的姿势或计划的运动的信息源。还优选地，可选择由“教和学”功能所记录的轨迹作为拟做运动的信息源。
[0014]对于地点和时间信息，优选以固定的预告时间或可变的预告时间向MRK环境用信号传递来自轨迹规划的信息。因此，例如可选择十秒的预告时间，使得对MRK环境用信号传递在十秒后基于轨迹规划将执行机器人的何种姿势或运动。因此，与机器人分享工作空间的人可对该计划的运动有效地做好准备，以使人例如在对其可知的预告时间结束之后处于对其无危险的地方。优选地，选择5秒的预告时间并且特别优选地选择2秒的预告时间。
[0015]因此，本实用新型避免了在MRK环境中人与机器人之间碰撞的剩余风险。在此，由于根据本实用新型的安全系统与人的认知能力之间的有效合作而确保了简单的、容易的和有效的安全概念。由此还降低了对安全完整性的需求。
[0016]本实用新型还包括一种机器人系统，其具有机器人、机器人控制器和根据本实用新型的安全系统。在此，根据轨迹规划在MRK环境中控制机器人。在此，机器人系统执行下面的方法步骤:基于轨迹规划确定来自轨迹规划的地点和时间信息，将该信息用信号传递到MRK环境。
[0017]本领域的技术人员理解，本安全系统可与其他公知的安全功能相组合。在此，根据本实用新型的安全系统能够减少由于使用公知的安全功能而存在的剩余风险。此外，根据本实用新型的安全系统是有利的，因为其以比公知的安全功能更少保守、即面向性能的参数为前提。
【附图说明】
[0018]下面参照附图详细说明本实用新型。其中示出:
[0019]图1为具有根据本实用新型的安全系统的机器人的图。
[0020]其中，附图标记表示:
[0021]10机器人
[0022]11 法兰
[0023]12机器人足部
[0024]20发光环
[0025]21红色发光部件。
【具体实施方式】
[0026]图1示例性地示出机器人10，其以多轴的关节臂机器人10的形式构造。机器人10处于伸展形态，并且在其足部12上具有由发光环组成的信号传递装置20。在此，该信号传递装置20示出根据本实用新型的安全系统的实施方式。发光环20分成多个单独的部分，这些部分能够彼此独立地发出不同颜色的光。发光环通过将工作空间沿着不同的方向分解的方式，对机器人的整个工作空间编码或做标记。
[0027]XY平面中的工作空间位置由发光环20上的水平发光区域来标记，而Z平面中的工作空间位置由发光环20的上部或下部区域上的发光位置来标记。
[0028]根据计划的例如在下一个十秒或五秒的运动，发光环的位置发出红色光，该位置对轻型结构机器人的工作空间的部分进行编码或做标记，关节臂机器人10下一步将前往该部分。如图1所示，发光环20的部件21发出红色光。因此，显示出或用信号传递出机器人即将可能前往由部件21标记的位置。为了避免碰撞，人可避开该区域。而其他部件则发出绿色光并显示出在该区域中在下一个例如十秒或五秒内没有危险。本领域的技术人员应理解，还可选择其他的预告时间，例如2秒、20秒或30秒。
[0029]关节臂机器人10的拟做运动的危险性越大，例如拟做的运动越快，红色的发光强度就越强。本领域的技术人员应理解，可以将亮度的强度与可变的预告时间相关联。因此，通过亮度的强度可向与关节臂机器人10 —起分享工作空间的人通知预告时间。
[0030]本领域的技术人员应理解，当关节臂机器人10由于其应用而在工作空间中要经历较长的路径时，将发光环20设置在关节臂机器人10的足部12上是特别有利的。而当关节臂机器人10仅经历较短的路径、例如使联接的工具驶过较短的路径，则适合于将发光环安装在关节臂机器人10的法兰11上。因此，同样在工具附近工作的人可立刻意识到关节臂机器人10将如何行驶。
[0031]除构造为发光环的所述实施方式外，根据本实用新型的安全系统还可构造为环或球。在此，球状的实施方式能够实现对拟做运动的更好的三维信号传递或对工作空间的更好的空间标记。
【主权项】
1.一种与机器人一起使用的安全系统，其中，借助轨迹规划在人-机器人协作环境中利用机器人控制器控制该机器人， 其中，所述安全系统设置用于将来自所述轨迹规划的地点和时间信息用信号传递到所述人-机器人协作环境，并且 其中，所述安全系统具有用以视觉地和/或听觉地用信号传递信息的装置。2.根据权利要求1所述的安全系统，其特征在于，所述来自所述轨迹规划的地点和时间信息至少标明所述机器人的计划的配置、计划的姿势和/或计划的运动。3.根据权利要求1所述的安全系统，其特征在于，所述装置设置在所述机器人的足部上和/或法兰上。4.根据权利要求1所述的安全系统，其特征在于，所述机器人是轻型结构机器人。5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的安全系统，其特征在于，所述安全系统集成在所述机器人中。
【专利摘要】本实用新型涉及一种与机器人一起使用的安全系统。在此，该安全系统适于特别是与轻型结构机器人一起使用。在此，根据轨迹规划在人机合作环境中控制机器人或轻型结构机器人。在此，该安全系统设置为，将机器人或轻型结构机器人拟做的运动与环境沟通。
【IPC分类】B25J13/00, B25J19/06
【公开号】CN204658463
【申请号】CN201420814106
【发明人】马丁·库舍尔
【申请人】库卡罗伯特有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年12月19日