[发明专利]用于在使用阶段期间保护机器人的工作区域的方法和设备

说明书

本发明涉及用于在使用阶段期间保护机器人的工作区域的方法和执行该方法的设备。将机器人周围360°的工作区域划分为平面单元，以坐标系校准本地固定地安装的扫描设备。在扫描设备对齐之后完整地扫描工作区域。由机器人依据其运动过程将平面单元划分为至少两个不同加权的平面单元和不加权的平面单元。这在使用阶段之前和期间动态且连续地进行。加权的平面单元表示保护范围。在将关于保护范围的信息发送给扫描设备之后，其能够监视工作区域，其中可以记录保护范围中的不期望的事件。关于其的信息被发送到机器人或者可靠的控制设备。依据在哪里发生了不期望的事件在机器人处触发相应的特定的事件，其中在机器人反应之后立即重新划分平面单元。

技术领域

本发明涉及一种用于在使用阶段期间保护机器人的工作区域的方法。特别地，本发明涉及一种方法以及用于实施根据本发明的方法的设备。

背景技术

在工业中在全自动化的以及半自动化的制造中使用机器人。在这种情况下，还已知应用领域，其中人类和机器在限定的区域中一起工作。例如，已知混合装配的工作岗位。人类与机器之间的任务分工导致，在狭小的空间中，机器人和人类通过局部的区域。为了保护人类并且为了工作过程的顺利的完成，近年来在无围栏制造和人机协作的技术领域中提出了不同的解决方案和技术成就。

为了防止一般的碰撞，例如在DE 10 2006 048 163中提出了对于移动机器和/或移动机器元件的基于照相机的监视。在此，借助照相机通过将拍摄的图像数据与事先创建的数据库进行比较来监视机器的区域。此外，基于当前采集的图像数据与数据库的相互关系确定机器的当前位置并且估计将来的、在停止时间内达到的位置。然后，根据该估计可以基于估计值生成监视。根据该估计确定了安全区域的尺寸。

在该过程中会被认为不利的是，必须首先产生一个全面的数据库，其中不能保证采集机器使用周围的所有可能的情况。最终，该方法仅仅基于同样可能是不准确的估计。

文献DE 10 2006 057 605公开了一种用于监视三维空间的方法和设备，其中使用传感器单元。传感器单元包括能够拍摄机器周围空间的两个独立的图像的两个照相机。将图像相互比较以识别图像中的相对于彼此不相交的图像区域。在这种情况下，当不相交的图像区域遮盖了事先确定的虚拟保护区域时，产生警报信号。然后基于该信号可以在必要时关闭机器。有利地，由传感器单元虚拟地产生的保护区域可以是三维的。会被认为不利的是，在此没有实现非常细分的划分。

在DE 10 2007 006 708中提出了一种用于保护机械手设备的方法，其中将所述设备的当前的运动方向与参考矢量的方向相比较，并且当在定义的区域中出现偏差时触发安全相关的功能。

文献DE 10 2010 017 857示出了用于保护和操作至少一个机器的3D安全装置以及方法。在此，首先从工作岗位采集三维图像数据。此外，确定操作人员在该工作岗位的运动模式，并且在识别到操作人员出现危险时向机器发出保护命令。并没有明确规定工作岗位的各个区域的差异化对待。

在DE 20 2009 012 589中提出了一种光电传感器。该传感器可以采集平面或者立体形状的保护区域。在此，从保护区域接收接收光线，然后利用光发射器将发射光线发射到对象所在的保护区域中。

按照现有技术，保护区域的尺寸通常必须计算为“最坏情况”。除此之外还要考虑诸如机器人可能的最大速度以及对于人类的极为可能的危险位置。根据现有技术的解决方案的通常的缺点在于，仅存在静态的或固定的保护和警告范围，其通过机器人或SPS来激活或者非激活。因此保护范围总是保持得很大，或者必须切换到较小的保护范围。为此，通常需要多个扫描仪，照相机或者传感器单元，因为例如每个扫描仪的保护范围是有限的。因此，尽管机器人不在危险区域中，在区域受到侵犯的情况下可能导致时钟时间损失。不存在动态加权的保护范围中的精细的划分。

发明内容

因此，本发明现在要解决的技术问题是，实现一种能够以有效地方式考虑在保护机器人时的动态过程的方法和设备。