WO2023110490A1 - Verfahren zum zuordnen einer not-halt-funktionalität und automatisierungsanlage - Google Patents

Verfahren zum zuordnen einer not-halt-funktionalität und automatisierungsanlage Download PDF

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WO2023110490A1
WO2023110490A1 PCT/EP2022/084395 EP2022084395W WO2023110490A1 WO 2023110490 A1 WO2023110490 A1 WO 2023110490A1 EP 2022084395 W EP2022084395 W EP 2022084395W WO 2023110490 A1 WO2023110490 A1 WO 2023110490A1
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robot
emergency stop
stop device
robot system
automatically
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PCT/EP2022/084395
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Yevgen Kogan
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Kuka Deutschland Gmbh
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41815—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40217—Individual emergency stop lines for each part of system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50198—Emergency stop

Definitions

  • the invention relates to a method for assigning an emergency stop functionality between at least one emergency stop device and at least one robot system.
  • the invention also relates to an automated system for carrying out the method.
  • DE 10 2016 107 564 A1 describes a safety device for a production station for workpieces, in particular body components, and for a conveyor that can be moved in and out of the production station for transporting the workpieces in and out of the production station, with the production station and the conveyor each having a have their own controller and their own safety circuit, and the safety device connects the safety circuits of the production station and the conveyor located in the production station.
  • a detection device can be provided which has a detection means which carries out the detection of the conveyor.
  • the detection means is z. B. arranged at a lock in a protective partition of the production station. With a corresponding lock length, the axial distance in the direction of travel is so large that the conveying means does not trigger any of the detection means in the central lock position.
  • the object of the invention is to create a method for assigning an emergency stop functionality between at least one emergency stop device and at least one robot system, which enables a particularly simple and flexible assignment. Another task is to create an automation system that is particularly simple and flexible Assignment of an emergency stop functionality between at least one emergency stop device and at least one robot system of the automation system allowed.
  • the object is achieved by a method for assigning an emergency stop functionality between at least one emergency stop device and at least one robot system, having the steps:
  • the digital process model contains configuration data which describe common and/or separate areas of action of the multiple robot systems within the common automation system
  • the robot system can only have a single robot, for example.
  • the robot generally includes a robot arm and a robot controller.
  • the robot system can also include several robots or at least several robot arms. If necessary, two or more robot arms can also be controlled by a common controller.
  • a group controller, a production controller or a factory controller can be connected to at least one of the robots.
  • each robot system can have additional automatically controllable machines.
  • the robot arm can have an automatically controlled tool that is manipulated by moving the robot arm.
  • the at least one robot can also be assigned separate machines, devices or devices from the robot arm.
  • a vehicle in particular an automatically driven and/or autonomous vehicle, can also be assigned to each robot system.
  • the vehicle can also carry its own robotic arm, for example.
  • every robot system must meet the safety requirements described therein. This includes stop functions on the robot system or at robot cells, which must also have an emergency stop function as described there in order to be able to shut down all robot movements and other hazardous functions in the cell or at the interfaces to other areas in the event of a hazard.
  • the emergency stop function in robots must meet the requirements of DIN EN ISO 10218-1 and, among other things, have an emergency stop device in accordance with DIN EN (IEC) 60204-1. Electrical or electronic control circuits that are designed and set up to meet the safety requirements are also referred to below as safety circuits.
  • the assignment of the emergency stop functionality between the at least one emergency stop device and the at least one robot system can take place in that the emergency stop device, for example an emergency stop device according to DIN EN (IEC) 60204 - 1 , Is integrated into the safety circuit of at least one robot system.
  • the emergency stop device for example an emergency stop device according to DIN EN (IEC) 60204 - 1
  • IEC DIN EN
  • Such integration can take place by electrically and functionally connecting the emergency stop device to the safety circuit of the robot system using safe technology.
  • the robot system can be automatically transferred to a safe state, in particular if the integrated emergency stop device is triggered manually, so that there is no longer any imminent danger from the robot system (and from other machines that may be assigned via the common safety circuit). can go out .
  • Other machines or robot systems that are not integrated into the relevant safety circuit are not affected when an emergency stop device integrated into the relevant safety circuit is triggered, in particular they are not stopped or stopped. not entered into a stopped safe state but can continue to carry out their planned work unaffected.
  • the emergency stop device not only designates an electromechanical input means alone, which serves as an actuating means for manual triggering, but the emergency stop device also includes an associated electrical and/or electronic circuit, which is designed and set up to automatically shut down all machines , robots and other devices that are connected to the common safety circuit of the emergency stop device to effect.
  • an emergency stop can also be effected fully automatically, for example by means of an electrical signal characterizing the emergency stop request, which is automatically transmitted within the safety circuit if a fault, for example by a safety controller, is automatically detected.
  • the sensible spatial effective ranges of the plant parts and/or robot systems can be derived from the planned production steps and the local arrangement of the plant parts and/or robot systems in relation to one another.
  • the useful spatial effective ranges can be defined automatically, for example by means of a configuration algorithm that is executed automatically and for example as a function of a process description, such as a manufacturing process description or an assembly process description, which selects the resources required for this, such as machines, system components and/or robots, and links them to one another in terms of control technology.
  • the configuration algorithm can name the machines, system components and/or robots and their meaningful, if necessary. suggest optimal positions in a plant area so that the machines, plant components and/or robots can be arranged accordingly.
  • machines, system components and/or robots that are already present in the system can be determined automatically and at least one associated effective range can be defined automatically based on their already specified positions and locations within the system area.
  • At least one emergency stop device can then be selected or determined manually or automatically, for example by the configuration algorithm described above, which is located within or at least in the vicinity of the effective range and whose safety-related assignment to the o. g . Plant parts and / or robot systems is determined. This can include the emergency stop device only being determined on the basis of the given spatial position of the relevant automation components (plant parts and/or robot systems).
  • a signal can be automatically generated which outputs at least one piece of information that an emergency stop device is not present and/or that an emergency stop device is present is , but none for the initially defined effective range Emergency stop device is assigned. If it can be determined automatically that an emergency stop device is present, but this is located outside the initially defined effective range, it can be provided that the initially defined effective range is automatically expanded so that the emergency stop device that was previously outside Device now lies within the extended effective range.
  • the effective ranges are firmly defined in advance and the emergency stop devices are permanently assigned to them.
  • the plant parts and/or robot systems have to be dynamically assigned to the effective ranges.
  • the effective range there should be at least one operator station within an effective range. If this is not the case, the effective range would have to be selected to be larger than would be physically necessary in order to include a more distant station, which then has at least one operator station with an emergency stop device.
  • a person can also be informed automatically, for example based on information that is automatically displayed on a display, that an operator station with an emergency stop device is to be placed in the specified effective range and configured there. The latter can take place either immediately before execution or during the planning of the process steps. After such a Since the operator station is always operated by people anyway, this operator station should only be available if there is a person nearby, i .e . H . the effective range may only be entered with an operator station that includes an emergency stop device.
  • a mobile control station such as a manual control device of a robot, can act, the person can be automatically asked to bring a mobile control station if they want to enter the defined effective area.
  • An automatic monitoring device can also be provided, for example corresponding electrical sensors at the limits of the effective area, which monitoring device not only monitors entry into the effective area by a person, but also monitors whether the person entering is carrying a mobile operator station.
  • each mobile operator station used can have an identifier which can be detected by the monitoring device in order to be able to automatically determine the presence or absence of a specific mobile operator station.
  • the identifier can, for example, be read out automatically by an RFID tag, or the identifier can be detected by control technology, since the mobile operator station has to be connected to a machine, system component and/or a robot by control technology anyway in order to be able to be used at all.
  • the monitoring device can do this if necessary. query automatically. If the monitoring device determines, for example, that a person enters the effective range without the person carrying a mobile operator station with them, i. H . the person cannot dispose of at least one emergency stop device, the machines, System components and / or robots of this effective range are immediately automatically transferred to a safe state.
  • the process model can also be generated and/or modified at runtime. This can mean that the effective ranges are not defined in the model from the start, but are only calculated at runtime.
  • the initialization routine for carrying out the method can be started manually or automatically.
  • the initialization routine can be started manually, for example, by manually actuating an input means, for example on a handheld device or on a control panel of a control device.
  • An automatic start can take place, for example, when a correspondingly set up sensor on the relevant robot system automatically detects the approach of a new system part which has the emergency stop device to be integrated and is approaching.
  • the emergency stop device of the new system part that is added is assigned to the initialization routine so that this emergency stop device can be integrated into the safety circuit of the specific robot system.
  • the method involves retrieving data that contains information about the current local localization tion and the current configuration of at least one robot system of the multiple robot systems within the common automation system, from a digital process model of the automation system.
  • the digital process model is distinguished by the fact that it depicts several robot systems of the automation system, both with regard to their current local localization and with regard to their current configurations.
  • the momentary local localization plays a role particularly in mobile systems, such as autonomous vehicles or mobile robots, but is also important in stationary robots and robot systems.
  • a large number of stationary robots can be present in an automation system, with a first subgroup of robots and/or machines working together or performing coordinated movements, such as in automatic presses and robots for press linking, and in a second configuration Configuration another subset of robots and/or machines to perform collaborative or coordinated movements.
  • a very specific robot can then be assigned to one of the first subgroups of robots and/or machines for a first period of time, for example, and assigned to another (second) subgroup of robots and/or machines for a different, second period of time.
  • this specific robot is served, for example, by a mobile vehicle, for example a transport vehicle for workpieces or tools, then the mobile vehicle must be assigned to the safety circuit of the first subgroup of robots and/or machines in the first period of time and, on the other hand, in the second period of time another security circuit of the second Subgroup of robots and / or machines are assigned.
  • the robots and/or machines can be grouped together to form a group or subgroup in particular when they are in close proximity to one another.
  • the current configuration of the at least one robot system of the plurality of robot systems can therefore include data about the current affiliation of the robot system to a specific safety circuit.
  • the specific safety circuit can be determined by the effective range of the controller or controllers of the respective group of robots and/or machines.
  • the respective effective range can be determined according to the requirements of DIN EN ISO 10218-2 (5.3.8.2).
  • the scope of action can also result from the way in which robots and/or machines work together within a robot system, as can be defined, for example, by process descriptions or production instructions within the digital process model.
  • the assignment of an area of action can therefore result not only from the current local localization of the robot systems, but alternatively or additionally also from the way in which robots and/or machines work together. Two or more areas of effect may overlap . In the case of overlapping areas of action, the emergency stop device of the new system part that is added can be integrated into these two or more areas of action at the same time.
  • the digital process model can therefore contain configuration data which describe common and/or separate areas of action of the multiple robot systems within the common automation system.
  • the common and/or separate scopes of action can be dynamic, i . H . the j e-
  • the current allocation of a robot system to a specific area of activity or the definition of the area of activity as such over a specific number of robots and/or machines can change over time.
  • a dynamic assignment can be very dynamic, i. H . a change can occur in hours or minutes, theoretically even seconds or less.
  • a new system part that is added can be integrated immediately into the required safety circuit.
  • the emergency stop device of the new system part that is added is assigned to the selected area of action from several areas of action of the digital process model.
  • the sphere of action, i . H . the safety circuit in which the emergency stop device of the new system part is to be integrated can either be selected manually or selected automatically.
  • a robot operator can see the current configuration of all scopes, i. H .
  • All safety circuits of the several robot systems can be shown on a display, for example, and the operator can manually select a specific area of action or a specific safety circle from the displayed effective ranges or .
  • Safety circles select, for example by tapping the safety circle on the display or selection via input means, such as a keyboard, from a menu that the effective areas or. representing the security circles.
  • the effective range, i . H . the safety circuit in which the emergency stop device of the new system part to be integrated is to be automatically be selected, for example, if a correspondingly set up sensor on the robot system in question automatically detects the approach of a new system part which is to be added and which has the emergency stop device to be integrated.
  • the emergency stop device of the new system part that is added is automatically integrated into the safety circuit of the robot system in question due to the sensor detection.
  • the emergency stop device is integrated into that safety circuit of that robot system which is within the selected effective area of the digital process model.
  • Such an integration takes place automatically, for example in a similar manner as was previously known after a manual plugging of a wired hand-held operating device, which has an emergency stop device, to a robot controller.
  • the digital process model can include data of a production process in which, for at least one production step, at least one first machine, a first robot or a first robot system interacts with at least one second machine, a second robot or a second robot system at a specific Local localization is planned at a specific point in time or for a specific period of time, with a common mer sphere of action is defined, and when manually or automatically assigning the emergency stop device to a selected sphere of action, the common sphere of action defined due to the production process is used.
  • the effective areas can be calculated based on the process description, in particular based on the space requirements of the machines and/or robots selected for the process execution. This means that in this version the effective areas are not rigidly defined in advance, but can be changed dynamically during execution.
  • the digital process model is data which, among other things, includes values about the current local localization of the machines, robots and/or robot systems involved in the production process, as well as values that indicate the current configuration of the machines, robots and/or robot systems in detail and also in reflect their respective work relation to each other.
  • a work reference in the production process can, for example, define how a first robot and a second robot interact or interact. collaborate to carry out a specific production step or several production steps, such as manufacturing steps or assembly steps.
  • the digital process model can be dynamic. This means that the values relating to the current local localization of the machines, robots and/or robotic systems involved in the production process and/or the values relating to the current configuration of the machines, robots and/or robotic systems can be changeable, d. H . in a first period can be different from the values during a second time period that differs from the first time period.
  • the effective areas of the controller or multiple controllers must be clearly defined.
  • the effective areas can be defined in the digital process model.
  • the areas of action can be defined separately by the digital process model, with the data and values from the digital process model being able to be combined with the areas of action stored elsewhere and/or the assignments of the areas of action in order to manually or automatically assign the emergency stop device to a to be able to carry out selected area of activity.
  • the digital process model can include data from a production process in which the effective areas of a number of machines, robots and/or robot systems are defined differently for different points in time or different periods of time.
  • the scopes of action can be stored dynamically in relation to the data of the production process. This means that the values can be set to be variable over the current spheres of action of the machines, robots and/or robot systems involved in the production process, i. H . can be defined differently in a first time period compared to the values during a second time period that differs from the first time period.
  • the effective ranges are not defined from the beginning, but based on the machines and robots or robots required for the execution of a process. whose positions are determined automatically. in one In the first step, one can determine which machines and robots are required in a process step. In a second step, the space that the machine can occupy during process execution is determined for each machine. In a third step, the scope is defined as the combination of the relevant individual spaces for all machines and robots involved in the process step. Optionally, it can also be checked whether there is at least one operator station with an emergency stop device in the joint area of action determined in this way.
  • At least one machine, at least one robot and/or at least one robot system can be designed as a mobile system that has an emergency stop device, wherein for manual or automatic assignment of the emergency stop device of the mobile system to one of the digital Process model selected area of influence the current local localization of the mobile system is used.
  • the mobile system can be a mobile vehicle, for example a transport vehicle for workpieces or tools.
  • the mobile system can be a mobile robot.
  • the mobile robot can have an automatically moving platform on which a robot arm is positioned.
  • the vehicle may be an autonomous vehicle.
  • the mobile system can also already be formed by a so-called linear axis, which can have, for example, permanently installed rails on which a carriage can be automatically adjusted in a linear movement, with a robot arm being able to be positioned on the carriage.
  • Other mobile systems can be, for example, conveyor systems or lock systems, by means of which workpieces, tools or other means of production can be processed in the respective robotic ter cell can be supplied. Each of these mobile systems is equipped with its own emergency stop device.
  • the initialization routine can be started manually or by a human input command.
  • certain emergency stop devices can be integrated directly into a working area by one person. This can be done, for example, when a mobile vehicle, such as a mobile robot, has been driven manually by a person in manual operation to a specific robot system and there, for example in the interface area of a robot cell, is to be manually connected to its robot system by the person.
  • the initialization routine can be started automatically and the assignment of the emergency stop device to a selected effective area can be carried out automatically.
  • an autonomous vehicle can independently drive into the interface area of a robot cell and be automatically initialized there in order to integrate itself into the safety circuit of the effective area of this robot cell.
  • the autonomous vehicle can automatically log on to the robot system in question and/or a sensor can be installed on the robot system or on the robot cell, which detects the approach or automatically recognizes the arrival of the autonomous vehicle at the robot cell and automatically triggers the initialization routine.
  • the initialization routine can be started automatically and the assignment of the emergency stop device to a selected area of action can be carried out automatically if a robot system having the emergency stop device to be assigned uses its own sensor to control the other robotic tersystem, in whose safety circuit the emergency stop device of a robot system is to be integrated, is recorded.
  • the initialization routine can be started automatically and the assignment of the emergency stop device to a selected effective area can be carried out automatically as soon as a predefined first protective field or one derived from a process description of a first machine, a first robot or a first robot system with a predefined second protection field of a second machine, a second robot or a second robot system.
  • the respective protective field can, for example, be a geometric area stored in the form of digital data, which is stored in a digital map in the process model.
  • a protective field can already be completely defined by a specific fixed point on the respective robot system and a predetermined radius length if the protective field is formed by a circular area or circular line that completely encloses the robot system.
  • An intersection of a first protective field with a second protective field or a further protective field can be determined mathematically using generally known calculation methods, which are also known, for example, from collision calculation.
  • the respective protective field does not necessarily have to have a circular shape or correspond to a general geometric shape, but can also have any contours.
  • the protective field can be relative to the mobile robot system or be defined as stationary on the vehicle, d . H .
  • the protective field can be at a Movement of the mobile robot system or. move with the vehicle.
  • Protective fields on moving systems can already be present in a known manner as a collision monitoring device and, for example, be designed and set up to prevent a movement of the moving robot system or of the vehicle to stop automatically if a collision is imminent, for example if a person enters the protective field or due to the movement of the robot system or due to the driving of the vehicle, an obstacle, in particular also a stationary obstacle, appears in the protective field.
  • the predefined first protective field of the first machine, the first robot or the first robot system and/or the predefined second protective field of the second machine, the second robot or the second robot system can be assigned to and/or correspond to an effective area defined in the digital process model.
  • an automation system having at least one first robot system with a first safety circuit and at least one second robot system with a second safety circuit and a system controller, which includes a digital process model in which the at least one first robot system and the at least one second robot system are shown, the system control being designed and set up for carrying out a method according to one of the described embodiments.
  • Fig. 1 is a flow chart of the steps in the basic method of the present invention.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the integration of an emergency stop device of a third robot either in a first safety circuit of a first robot system or in a second safety circuit of a second robot system based on a process model
  • Fig. 3 shows a schematic representation of an automation system with a first robot system, which has a number of individual robots and a number of workpiece positioners, and a second robot system, which has a number of individual robots and a number of workpiece positioners, and an autonomous vehicle,
  • Fig. 4 schematic representations of various possible robot systems, which can optionally be integrated individually or together in a safety circuit
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a vehicle as a mobile robot system that surrounds a protective field, and stationary robot systems that have their own protective fields.
  • FIG. 1 shows a method for assigning an emergency stop functionality between at least one emergency stop device 1 (FIG. 4) and at least one robot system 2 (FIG. 2).
  • an initialization routine is started, which is designed and set up 4 to include.
  • a second step S2 of the method data is then retrieved, which contains information about the current location and the current configuration of at least one robot system 2.3 of the plurality of robot systems 2.1, 2.2, 2.3 within the common automation system 4, from a digital process model 5 of the Automation system 4 (Fig. 3).
  • the digital process model 5 contains configuration data 6 which describe common and/or separate areas of action 7.1, 7.2 of the multiple robot systems 2.1, 2.2, 2.3 within the common automation system 4.
  • the emergency stop device 1 which is to be integrated into the safety circuit 8 (Fig. 4) of a specific robot system 2.3 by means of the started initialization routine S1, is manually or automatically assigned to one of several effective areas 7.1, 7.2 of the digital process model 5 selected scope 7.1.
  • a fourth step S4 of the method the emergency stop device 1 is integrated into that safety circuit 8 of that robot system 2.1 which lies within the selected effective range 7.1 of the digital process model 5.
  • the digital process model 5 can include data of a production process in which for at least one production step 9 (Fig. 2) an interaction of at least one first machine 10.1, a first robot 11.1 or a first robot system 2.1 with at least one second machine 10.2, a second robot 11.2 or a second robot system 2.2 at a specific location at a specific point in time or for a specific period of time, with a common area of action 7.1, 7.2 being defined for this production step 9 at least for the planned point in time or the planned period of time, or based on the space requirements for the execution required machines is determined automatically, and in the manual or automatic assignment of the emergency stop device 1 to a selected area of action 7.1, the fixed due to the production process common area of action 7.1 is used.
  • the machine or the robot can also be formed by a first vehicle 12.1 or a second vehicle 12.2.
  • the digital process model 5 can include data from a production process in which the effective areas 7.1, 7.2 of a plurality of machines 10.1, 10.2, robots 11.1, 11.2 and/or robot systems 2.1, 2.2, 2.3 are defined differently for different points in time or different time periods.
  • the new system part entering the safety circuit 8 of that robot system 2.1 which lies within the selected area of action 7.1 of the digital process model 5 can, as is shown schematically in FIG. 4, among other things, be designed as a mobile system 12 which Halt device 1 has, for manual or automatic assignment of the emergency stop device 1 of the mobile system 12 to a selected from the digital process model 5 sphere of action 7.1 (Fig. 2), the current local localization of the mobile system 12 can be used.
  • the mobile system 12 can, for example, be equipped with a robot 11.1, 11.2, ie it can carry and move it, as indicated by the arrow P in FIG.
  • the robot 11.1, 11.2 can also be assigned to another machine 10.1, 10.2 in terms of process technology, such as the machining center 10 shown in FIG but also on the other hand, if the machining center 10 is viewed as a freely programmable multi-axis automation machine that is controlled by a Control device is programmable and movable, for example, in at least three degrees of freedom (axes).
  • a robot controller 13 which is designed and set up to control a robot 11.1, 11.2, can also be integrated into the selected safety circuit 8.
  • a separate manual control device 14, which has an emergency stop device 1, can be integrated into the selected safety circuit 8.
  • FIG. 3 shows a representative example configuration of an automation system 4 with two robot systems 2.1, 2.2, each of which includes, for example, four individual robot arms 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, and four individual positioners 16.1, 16.2, 16.3, 16.4.
  • Each robot system 2.1, 2.2 is located within a cell 17.1 or 17.2.
  • the vehicle 12a can switch between the first cell 17.1 and the second cell 17.2, for example in order to bring tools or workpieces to the robot arms 15.1, 15.2, 15.3, 15.4. If the vehicle 12a now changes from the first cell 17.1 to the second cell 17.2, for example, the emergency stop device 1 of the vehicle 12a can be removed from the first area of action 7.1 of the first cell 17.1 and into the second area of action 7.2 of the second cell 17.2 be integrated.
  • the first effective area 7.1 extends over the entire first cell 17.1. It can also be specified in the process model 5 that the second effective area 7.2 extends, for example, over the entire second cell 17.2.
  • a triggered Emergency stop within the first effective area 7.1 bring about the stopping of all robot arms 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 and all positioners 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 in the first cell 17.1. If the vehicle 12a is involved in the first effective area 7.1 at this moment, the vehicle 12a would also be stopped. However, if the vehicle 12a is in the second effective area 7.2 at this moment and is tied in there, the vehicle 12a would not also be stopped within the first effective area 7.1 if an emergency stop were triggered.
  • a first effective area 7.1a only extends over part of the first cell 17.1, as illustrated in Fig. 3, for example only over the second robot arm 15.2 and the fourth robot arm 15.4, as well as the second positioner 16.2 and the fourth positioner 16.4.
  • the first robot arm 15.1 and the third robot arm 15.3, as well as the first positioner 16.1 and the third positioner 16.4 form a second effective area 7.1b separate from the first effective area 7.1a. This can be specified accordingly in the process model 5 .
  • a triggered emergency stop within the first effective range 7.1a would bring about the stopping of only the robot arms 15.2 and 15.4 and the positioners 16.2 and 16.4. If the vehicle 12a is involved in this first area of action 7.1a at this moment, the vehicle 12a would also be stopped if a disturbance occurs in the first area of action 7.1a. If, however, a fault occurs in the second area of action 7.1b, this would only stop the Robot arms 15.1 and 15.3 as well as the positioners 16.1 and 16.3 cause the vehicle 12a to stop, however, since the vehicle 12a is not in the second effective area 7.1b at this moment. The vehicle 12a would accordingly not also be brought to a standstill in a triggered emergency stop within the second effective area 7.1b.
  • the automation system 4 can therefore have at least one first robot system 2.1 with a first safety circuit 8.1 and at least one second robot system 2.2 with a second safety circuit 8.2.
  • the automation system 4 comprises a system controller 18, which has the digital process model 5 (Fig. 2), in which the at least one first robot system 2.1 and the at least one second robot system 2.2 are mapped, with the system controller 18 being designed and set up to carry out the method as described.
  • the initialization routine can be started automatically and the assignment of the emergency stop device 1 to a selected effective area 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b can be carried out automatically.
  • the initialization routine can be started automatically and the assignment of the emergency stop device 1 to a selected effective area 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b can be carried out automatically if the emergency stop device 1 to be assigned 3, the other robot system 2.1, 2.2, into whose safety circuit 8.1, 8.2 the emergency stop device 1 of one robot system or vehicle 12a enters and is to be integrated there.
  • the initialization routine can be started automatically and the assignment of the emergency stop device 1 to a selected scope 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b be carried out automatically as soon as a predefined or first protective field 20.1 derived from a process description, for example of the vehicle 12a, overlaps with a predefined second protective field 20.2 of a second robot system 2.2 and/or with a predefined third protective field 20.3 of a third robot system 2.3.
  • the predefined first protective field 20.1, for example of the vehicle 12a and/or the predefined second protective fields 20.2 and third protective fields 20.3 of the second robot system 2.2 or the third robot system 2.3 can be assigned to an effective area 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a , 7.2b be assigned and / or correspond to this.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Einrichtung (1) zu wenigstens einem Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3), welches mindestens einen Roboter (11.1, 11.2) und/oder Maschine (10.1, 10.2) umfasst, wobei bei Betätigung der Not-Halt-Einrichtung (1) das zugeordnete Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) gestoppt wird. Die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung (1) kann aus einem ersten zugeordneten Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) herausgenommen und einem zweiten Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) zugeordnet werden, z.B. falls die Not-Halt-Einrichtung (1) zwischen den Robotersystemen bewegt wird (Handbediengerät 14, Fahrzeug 12). Bei dem Verfahren erfolgt ein Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereichen (7.1, 7.2) eines Robotersystems und ein Einbinden der Not-Halt-Einrichtung (1) in denjenigen Sicherheitskreis (8) desjenigen Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3), welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs (7.1, 7.2) liegt. Die Erfindung betrifft außerdem eine Automatisierungsanlage (4) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität und Automatisierungsanlage
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Zuordnen einer Not- Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt- Einrichtung und wenigstens einem Robotersystem . Die Erfindung betri f ft außerdem eine Automatisierungsanlage zur Durchführung des Verfahrens .
Die DE 10 2016 107 564 Al beschreibt eine Sicherheitseinrichtung für eine Fertigungsstation von Werkstücken, insbesondere Karosseriebauteilen, und für ein in die Fertigungsstation ein- und aus fahrbares Fördermittel zum Transport der Werkstücke in und aus der Fertigungsstation, wobei die Fertigungsstation und die Fördermittel j eweils eine eigene Steuerung und einen eigenen Sicherheitskreis aufweisen, und wobei die Sicherheitseinrichtung die Sicherheitskreise der Fertigungsstation und des in der Fertigungsstation befindlichen Fördermittels verbindet . Dazu kann eine Erkennungseinrichtung vorgesehen sein, die ein Detektionsmittel aufweist , welches die Erkennung des Fördermittels durchführt . Das Detektionsmittel ist z . B . an einer Schleuse in einer Schutzabtrennung der Fertigungsstation angeordnet . Der axiale Abstand in Fahrtrichtung ist bei entsprechender Schleusenlänge so groß , dass das Fördermittel in zentraler Schleusenposition keines der Detektionsmittel auslöst .
Aufgabe der Erfindung ist es , ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not- Halt-Einrichtung und wenigstens einem Robotersystem zu schaffen, das eine besonders einfache und flexible Zuordnung ermöglicht . Eine weitere Aufgabe ist es , eine Automatisierungsanlage zu schaf fen, die eine besonders einfache und flexible Zuordnung einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung und wenigstens einem Robotersystem der Automatisierungsanlage erlaubt .
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not- Halt-Einrichtung und wenigstens einem Robotersystem, aufweisend die Schritte :
- Starten einer Initialisierungsroutine , die ausgebildet und eingerichtet ist eine der Initialisierungsroutine zugeordnete Not-Halt-Einrichtung in einen Si- cherheitskreis eines bestimmten Robotersystems aus einer Anzahl von mehreren Robotersystemen einer gemeinsamen Automatisierungsanlage einzubinden,
- Abrufen von Daten, die Informationen enthalten über die momentane örtliche Lokalisierung und die momentane Konfiguration wenigstens eines Robotersystems der mehreren Robotersysteme innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage , aus einem digitalen Prozessmodell der Automatisierungsanlage , wobei
- das digitale Prozessmodell Konfigurationsdaten enthält , welche gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche der mehreren Robotersysteme innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage beschreiben,
- manuelles oder automatisches Zuordnen der Not-Halt- Einrichtung, die mittels der gestarteten Initialisierungsroutine in den Sicherheitskreis eines bestimmten Robotersystems einzubinden ist , zu einem aus mehreren Wirkungsbereichen des digitalen Prozessmodells ausgewählten Wirkungsbereich,
- Einbinden der Not-Halt-Einrichtung in denj enigen Si- cherheitskreis desj enigen Robotersystems , welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs des digitalen Prozessmodells liegt .
Generell kann das Robotersystem beispielsweise lediglich einen einzigen Roboter aufweisen . Der Roboter umfasst im Allgemeinen einen Roboterarm und eine Robotersteuerung . Das Robotersystem kann aber auch mehrere Roboter oder zumindest mehrere Roboterarme umfassen . Zwei oder mehrere Roboterarme können gegebenenfalls auch von einer gemeinsamen Steuerung angesteuert sein . So kann beispielsweise eine Gruppensteuerung, eine Fertigungssteuerung oder eine Fabriksteuerung mit wenigstens einem der Roboter verbunden sein . Jedes Robotersystem kann neben dem wenigstens einen Roboter zusätzliche automatisch ansteuerbare Maschinen aufweisen . So kann der Roboterarm beispielsweise ein automatisch angesteuertes Werkzeug aufweisen, das durch Bewegen des Roboterarms gehandhabt wird . Dem wenigstens einen Roboter können auch vom Roboterarm separate Maschinen, Geräte oder Vorrichtungen zugeordnet sein .
Dies können beispielsweise automatisch antreibbare Fördermittel , Schleusen, Positionierer und/oder Werkzeugmaschinen sein . Jedem Robotersystem kann auch ein Fahrzeug, insbesondere automatisch angetriebenes und/oder autonomes Fahrzeug zugeordnet sein . Das Fahrzeug kann beispielsweise auch einen eigenen Roboterarm tragen .
Jedes Robotersystem muss gemäß DIN EN ISO 10218 -2 die darin beschriebenen Sicherheitsanforderungen erfüllen . Dazu gehören Stoppfunktionen an dem Robotersystem bzw . an Roboterzellen, die auch eine dort beschriebene Not-Halt-Funktion aufweisen müssen, um in einem Gefahrenfall alle Roboterbewegungen und andere gefährdende Funktionen in der Zelle oder an den Schnittstellen zu anderen Bereichen stillsetzen zu können .
Die Not-Halt-Funktion bei Robotern muss die Anforderungen der DIN EN ISO 10218 - 1 erfüllen und unter Anderem eine Not-Halt- Einrichtung gemäß DIN EN ( IEC ) 60204 - 1 aufweisen . Elektrische oder elektronische Steuerkreise , welche ausgebildet und eingerichtet sind die sicherheitstechnischen Anforderungen zu erfüllen, werden im Folgenden auch als Sicherheitskreise bezeichnet .
Das Zuordnen der Not-Halt-Funktionalität zwischen der wenigstens einen Not-Halt-Einrichtung und dem wenigstens einen Robotersystem kann dadurch erfolgen, dass die Not-Halt- Einrichtung, beispielsweise ein Not-Aus-Gerät gemäß DIN EN ( IEC ) 60204 - 1 , in den Sicherheitskreis des wenigstens einen Robotersystems eingebunden wird . Ein solches Einbinden kann erfolgen, indem die Not-Halt-Einrichtung in sicherer Technik elektrisch und funktional an den Sicherheitskreis des Robotersystems angeschlossen wird . Durch ein solches elektrisches und funktionales Anschließen kann bei insbesondere manuellem Auslösen der eingebundenen Not-Halt-Einrichtung das Robotersystem automatisch in einen sicheren Zustand überführt werden, so dass von dem Robotersystem (und von über den gemeinsamen Sicherheitskreis eventuell zugeordneten anderen Maschinen) keine drohende Gefahr mehr ausgehen kann . Andere Maschinen oder Robotersysteme, die nicht in den betref fenden Si- cherheitskreis eingebunden sind, werden bei Auslösen einer in den betref fenden Sicherheitskreis eingebundenen Not-Halt- Einrichtung nicht beeinflusst , insbesondere nicht stillgesetzt bzw . nicht in einen angehaltenen sicheren Zustand ge- bracht , sondern können ihre geplanten Arbeiten unbeeinflusst weit er führ en .
Die Not-Halt-Einrichtung bezeichnet nicht nur ein elektromechanisches Eingabemittel allein, das als Betätigungsmittel zum manuellen Auslösen dient , sondern die Not-Halt- Einrichtung umfasst einen zugehörigen elektrischen und/oder elektronischen Schaltungskreis , welcher ausgebildet und eingerichtet ist , ein automatisches Stillsetzen aller Maschinen, Roboter und sonstige Einrichtungen, die an den gemeinsamen Sicherheitskreis der Not-Halt-Einrichtung angeschlossen sind, zu bewirken . So kann ein Not-Halt beispielsweise auch vollautomatisch bewirkt werden, beispielsweise mittels eines die Not-Halt-Anforderung kennzeichnenden elektrischen Signals , das innerhalb des Sicherheitskreises automatisch abgesetzt wird, wenn eine Störung, beispielsweise durch eine Sicher- heitssteuerung, automatisch erkannt wird .
Vor dem Starten der Initialisierungsroutine zur Durchführung des Verfahrens können die folgenden vorbereitenden Schritte vorgenommen werden :
Vor der Aus führung eines Produktionsschrittes ist festzustellen, welche Anlagenteile und/oder Robotersysteme für die geplanten automatisierten Produktionsschritte benötigt werden . Die Anlagenteile und/oder Robotersysteme sollten sich insoweit sinnvollerweise in einer näheren Entfernung zueinander befinden . Aus den geplanten Produktionsschritten und der örtlichen Anordnung der Anlagenteile und/oder Robotersysteme zueinander können die sinnvollen räumlichen Wirkbereiche der Anlagenteile und/oder Robotersysteme abgeleitet werden . Die sinnvollen räumlichen Wirkbereiche können insbesondere automatisch festgelegt werden, beispielsweise mittels eines Konfigurationsalgorithmus , der automatisch ausgeführt wird und beispielsweise in Abhängigkeit einer Prozessbeschreibung, wie einer Fertigungsprozessbeschreibung oder einer Montageprozessbeschreibung, die j eweils dazu erforderlichen Ressourcen, wie Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter auswählt und steuerungstechnisch miteinander verknüpft . Dabei kann der Konfigurationsalgorithmus die Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter benennen und deren sinnvolle , ggf . optimalen Positionen in einem Anlagenbereich vorschlagen, so dass die Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter entsprechend angeordnet werden können . Alternativ können bereits in der Anlage vorhandene Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter automatisch bestimmt werden und aufgrund ihrer bereits vorgegebenen Positionen und Lagen innerhalb des Anlagenbereichs wenigstens ein zugeordneter Wirkbereich automatisch definiert werden .
Anschließend kann mindestens eine Not-Halt-Vorrichtung manuell oder automatisch, beispielsweise von dem oben beschriebenen Konfigurationsalgorithmus , ausgewählt oder bestimmt werden, die sich innerhalb oder zumindest in der Nähe zum Wirkbereich befindet und deren sicherheitstechnische Zuordnung zu den o . g . Anlagenteilen und/oder Robotersystemen bestimmt wird . Dies kann beinhalten, dass die Not-Halt-Einrichtung erst aufgrund der gegebenen räumlichen Lage der relevanten Automatisierungskomponenten (Anlagenteile und/oder Robotersysteme ) bestimmt wird .
Ist innerhalb eines zunächst definierten Wirkbereiches keine Not-Halt-Einrichtung vorhanden, so kann automatisiert ein Signal erzeugt werden, welches wenigstens eine Information darüber ausgibt , dass eine Not-Halt-Einrichtung nicht vorhanden ist und/oder eine Not-Halt-Einrichtung zwar vorhanden ist , aber dem zunächst definierten Wirkbereich noch keine Not-Halt-Einrichtung zugeordnet ist . Kann automatisch festgestellt werden, dass eine Not-Halt-Einrichtung zwar vorhanden ist , dies sich aber außerhalb des zunächst definierten Wirkbereiches befindet , so kann vorgesehen sein, dass der zunächst definierte Wirkbereich automatisch erweitert wird, so dass die bisher außerhalb liegende Not-Halt-Einrichtung nun innerhalb des so erweiterten Wirkbereiches liegt .
Demgemäß kann es zwei Varianten des Verfahrens geben . Entweder sind die Wirkbereiche vorab fest definiert und die Not- Halt-Einrichtungen sind denen fest zugeordnet . Hier müssen nur die Anlagenteile und/oder Robotersysteme dynamisch den Wirkbereichen zugeordnet werden . Oder es sind zunächst keine Wirkbereiche definiert . Diese werden dann vorab automatisch oder zur Lauf zeit der j eweiligen Prozessschritte , ebenfalls automatisch, bestimmt , j e nachdem welche Ressourcen für einen Schritt benötigt werden und abschließend werden zu den Wirkbereichen passende Not-Halt-Einrichtungen zugeordnet .
Bei Wirkbereichen, die aus einer Prozessbeschreibung abgeleitet sind, sollte sich mindestens eine Bedienstation innerhalb eines Wirkbereichs befinden . Falls dies nicht der Fall sein sollte , müsste der Wirkbereichen somit gegebenenfalls größer gewählt werden, als dies physikalisch notwendig wäre , um eine weiter entfernte Station mitauf zunehmen, die dann zumindest eine Bedienstation mit einer Not-Halt-Einrichtung aufweist . Alternativ kann eine Person auch automatisiert darauf hingewiesen werden, beispielsweise aufgrund einer automatisch angezeigten Information auf einem Display, dass eine Bedienstation mit einer Not-Halt-Einrichtung im festgelegten Wirkbereich zu platzieren und dort zu konfigurieren ist . Letzteres kann entweder unmittelbar vor Aus führung oder bereits bei der Planung der Prozessschritte erfolgen . Nachdem eine solche Be- dienstation ohnehin immer von Menschen bedient wird, müsste diese Bedienstation eigentlich nur dann vorhanden sein, wenn auch ein Mensch in der Nähe ist , d . h . der Wirkbereich darf gegebenenfalls nur mit einer Bedienstation, die eine Not- Halt-Einrichtung umfasst , betreten werden .
Da es sich bei einer Bedienstation, welche die benötigte Not- Halt-Einrichtung umfasst , um eine tragbare , d . h . eine mobile Bedienstation, wie beispielsweise ein Handbediengeräts eines Roboters , handeln kann, kann die Person automatisch aufgefordert werden eine mobile Bedienstation mitzubringen, wenn sie den definierten Wirkbereich betreten möchte . So kann auch eine automatische Überwachungseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise entsprechende elektrische Sensoren an den Grenzen des Wirkbereiches , welche Überwachungseinrichtung nicht nur das Betreten des Wirkbereiches durch eine Person überwacht , sondern auch überwacht , ob die betretende Person eine mobile Bedienstation mit sich führt . Dazu kann beispielsweise j ede verwendete mobile Bedienstation eine Kennung aufweisen, welche durch die Überwachungseinrichtung erfasst werden kann, um das Vorhandensein oder das Nicht-Vorhandensein einer bestimmten mobilen Bedienstation automatisch feststellen zu können . Die Kennung kann beispielsweise durch einen RFID-Tag automatisch ausgelesen werden, oder die Kennung kann steuerungstechnisch erfasst werden, da die mobile Bedienstation sowieso sich mit einer Maschine , Anlagenkomponente und/oder einem Roboter steuerungstechnisch verbinden muss , um überhaupt verwendet werden zu können . Dies kann die Überwachungseinrichtung ggf . automatisch abfragen . Stellt die Überwachungseinrichtung beispielsweise fest , dass eine Person den Wirkbereich betritt , ohne dass die Person ein mobile Bedienstation mit sich führt , d . h . die Person nicht über wenigstens eine Not-Halt-Einrichtung verfügen kann, so können die Maschinen, Anlagenkomponenten und/oder Roboter dieses Wirkbereiches umgehend automatisch in einen sicheren Zustand überführt werden .
Das Prozessmodell kann auch zur Lauf zeit erzeugt und/oder modi fi ziert werden . Dies kann bedeuten, dass die Wirkbereiche nicht von Anfang an im Modell definiert sind, sondern erst zur Lauf zeit berechnen werden .
Das Starten der Initialisierungsroutine zur Durchführung des Verfahrens kann manuell oder automatisch erfolgen . Ein manuelles Starten der Initialisierungsroutine kann beispielsweise durch manuelles Betätigen eines Eingabemittels erfolgen, beispielsweise an einem Bedienhandgerät oder einem Bedienpanel einer Steuervorrichtung . Ein automatisches Starten kann beispielsweise erfolgen, wenn ein entsprechend eingerichteter Sensor an dem betref fenden Robotersystem eine Annäherung eines hinzutretenden neuen Systemteils , welches die einzubindende Not-Halt-Einrichtung aufweist , automatisch erfasst . Die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils wird insoweit der Initialisierungsroutine zugeordnet , so dass diese Not-Halt-Einrichtung in den Sicherheitskreis des bestimmten Robotersystems eingebunden werden kann .
In Automatisierungsanlagen, die mehrere Robotersysteme umfassen, ist ein Einbinden einer Not-Halt-Einrichtung eines hinzutretenden neuen Systemteils aufgrund der Komplexität der mehreren Robotersysteme nicht einfach bzw . bisher nur sehr aufwändig möglich . Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein bestimmtes Robotersystem aus einer Anzahl von mehreren Robotersystemen sehr einfach und schnell eingebunden werden .
Dazu erfolgt bei dem Verfahren ein Abrufen von Daten, die Informationen enthalten über die momentane örtliche Lokalisie- rung und die momentane Konfiguration wenigstens eines Robotersystems der mehreren Robotersysteme innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage , aus einem digitalen Prozessmodell der Automatisierungsanlage .
Das digitale Prozessmodell zeichnet sich dadurch aus , dass darin mehrere Robotersysteme der Automatisierungsanlage abgebildet sind, sowohl hinsichtlich deren momentaner örtlicher Lokalisierung als auch hinsichtlich ihrer momentanen Konfigurationen . Die momentane örtliche Lokalisierung spielt besonders bei mobilen Systemen, wie beispielsweise autonomen Fahrzeugen oder mobilen Robotern eine Rolle , aber ist auch bei stationären Robotern und Robotersystemen von Bedeutung . So können in einer Automatisierungsanlage beispielsweise eine Viel zahl von Robotern stationär vorhanden sein, wobei in einer ersten Konfiguration eine erste Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen Zusammenarbeiten oder aufeinander abgestimmte Bewegungen durchführen, wie beispielsweise bei automatischen Pressen und Robotern zur Pressenverkettung, und in einer zweiten Konfiguration eine andere Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen Zusammenarbeiten oder aufeinander abgestimmte Bewegungen durchführen . In solchen Fällen kann ein ganz konkreter Roboter dann beispielsweise für einen ersten Zeitraum einer der ersten Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zugeordnet sein und für einen anderen zweiten Zeitraum einer anderen ( zweiten) Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zugeordnet sein . Wenn nun dieser konkrete Roboter beispielsweise von einem mobilen Fahrzeug, beispielsweise ein Transport fahrzeug für Werkstücke oder Werkzeuge , angedient wird, so muss das mobile Fahrzeug in dem ersten Zeitraum dem Sicherheitskreis der ersten Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zugeordnet werden und im zweiten Zeitraum hingegen einem anderen Sicherheitskreis der zweiten Untergruppe von Robotern und/oder Maschinen zugeordnet werden . Die Roboter und/oder Maschinen können demgemäß insbesondere dann zu einer Gruppe oder Untergruppe zusammengruppiert werden, wenn sie sich in räumlicher Nähe zueinander befinden .
Die momentane Konfiguration des wenigstens einen Robotersystems der mehreren Robotersysteme kann also Daten über die momentane Zugehörigkeit des Robotersystems zu einem bestimmten Sicherheitskreis umfassen . Der bestimmte Sicherheitskreis kann insoweit durch den Wirkungsbereich der Steuerung oder Steuerungen der j eweiligen Gruppe von Robotern und/oder Maschinen bestimmt sein . Der j eweilige Wirkungsbereich kann gemäß den Anforderungen der DIN EN ISO 10218 -2 ( 5 . 3 . 8 . 2 ) bestimmt sein . Der Wirkungsbereich kann sich auch aus der Art und Weise der Zusammenarbeit von Robotern und/oder Maschinen innerhalb eines Robotersystems ergeben, wie er beispielsweise durch Prozessbeschreibungen oder Fertigungsanweisungen innerhalb des digitalen Prozessmodell s definiert sein kann . Die Zuordnung eines Wirkungsbereiches kann sich also nicht nur durch die momentane örtliche Lokalisierung der Robotersysteme ergeben, sondern alternativ oder ergänzend auch durch die Art und Weise der Zusammenarbeit von Robotern und/oder Maschinen . Zwei oder mehr Wirkungsbereiche können sich überlappen . Im Falle von überlappenden Wirkungsbereichen kann die Not-Halt- Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils in diese zwei oder mehr Wirkungsbereiche gleichzeitig eingebunden werden .
Das digitale Prozessmodell kann also Konfigurationsdaten enthalten, welche gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche der mehreren Robotersysteme innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage beschreiben . Die gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche können dynamisch sein, d . h . die j e- wellige momentane Zuordnung eines Robotersystems zu einem bestimmten Wirkungsbereich oder die Definition des Wirkungsbereiches als solches über eine bestimmte Anzahl von Robotern und/oder Maschinen kann sich im zeitlichen Verlauf ändern . In modernen Automatisierungsanlagen kann eine solche dynamische Zuordnung sehr dynamisch sein, d . h . eine Änderung kann innerhalb von Stunden oder Minuten, theoretisch sogar in Sekunden oder weniger erfolgen . Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein hinzutretendes neues Systemteil sofort in den benötigten Sicherheitskreis eingebunden werden .
Eine Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils erfolgt zum ausgewählten Wirkungsbereich aus mehreren Wirkungsbereichen des digitalen Prozessmodells . Der Wirkungsbereich, d . h . der Sicherheitskreis , in den die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils eingebunden werden soll , kann entweder manuell ausgewählt werden oder automatisch ausgewählt werden .
In einem einfachen Fall kann einem Roboterbediener die momentane Konfiguration aller Wirkungsbereiche , d . h . aller Sicherheitskreise der mehreren Robotersysteme beispielsweise auf einem Display angezeigt werden und der Bediener kann manuell einen bestimmten Wirkungsbereich bzw . einen bestimmten Si- cherheitskreis aus den angezeigten Wirkungsbereichen bzw . Si- cherheitskreisen auswählen, beispielsweise durch Antippen des Sicherheitskreises auf dem Display oder Selektieren über Eingabemittel , wie beispielsweise einer Tastatur, aus einem Menü, welches die Wirkungsbereiche bzw . die Sicherheitskreise repräsentiert .
Alternativ kann der Wirkungsbereich, d . h . der Sicherheitskreis , in den die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils eingebunden werden sol l , automatisch ausge- wählt werden, beispielsweise , wenn ein entsprechend eingerichteter Sensor an dem betref fenden Robotersystem eine Annäherung eines hinzutretenden neuen Systemteils , welches die einzubindende Not-Halt-Einrichtung aufweist , automatisch erfasst . Die Not-Halt-Einrichtung des hinzutretenden neuen Systemteils wird dabei aufgrund der Sensor-Erfassung automatisch in den Sicherheitskreis des betref fenden Robotersystems eingebunden .
Sowohl bei der Aus führungsvariante mit einer manuellen Auswahl des Wirkungsbereiches bzw . des Sicherheitskreises , in den die Not-Halt-Einrichtung eingebunden werden soll , als auch in der automatischen Aus führungsvariante erfolgt nach der Auswahl gemäß dem Verfahren das Einbinden der Not-Halt- Einrichtung in denj enigen Sicherheitskreis desj enigen Robotersystems , welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs des digitalen Prozessmodells liegt .
Ein solches Einbinden erfolgt automatisch, beispielsweise in analoger Weise , wie dies nach einem manuellen Anstecken eines kabelgebundenen Bedienhandgerätes , das eine Not-Halt- Einrichtung aufweist , an eine Robotersteuerung schon bisher bekannt war .
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann das digitale Prozessmodell Daten eines Produktionsprozesses umfassen, in dem für wenigstens einen Produktionsschritt ein Zusammenwirken wenigstens einer ersten Maschine , eines ersten Roboters oder eines ersten Robotersystems mit wenigstens einer zweiten Maschine , einem zweiten Roboter oder einem zweitem Robotersystem an einer bestimmten örtlichen Lokalisierung zu einem bestimmten Zeitpunkt oder für eine bestimmte Zeitdauer geplant ist , wobei für diesen Produktionsschritt zumindest für den geplanten Zeitpunkt oder die geplante Zeitdauer ein gemeinsa- mer Wirkungsbereich festgelegt ist , und bei dem manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich, der aufgrund des Produktionsprozesses festgelegte gemeinsame Wirkungsbereich herangezogen wird .
Die Wirkungsbereiche können basierend auf der Prozessbeschreibung, insbesondere basierend auf dem Raumbedarf der für die Prozessaus führung ausgewählten Maschinen und/oder Roboter berechnet werden . Dies bedeutet , dass in dieser Aus führung die Wirkungsbereiche nicht im Voraus starr definiert sind, sondern dynamisch während der Aus führung geändert werden können .
Das digitale Prozessmodell sind insofern Daten, welche unter Anderem Werte über die momentane örtliche Lokalisierung der an dem Produktionsprozess beteiligten Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme umfasst , sowie Werte , welche die momentane Konfiguration der Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme im Einzelnen und auch in ihrem j eweiligen Arbeitsbezug zueinander wiedergeben . Ein Arbeitsbezug im Produktionsprozess kann beispielsweise definieren, wie ein erster Roboter und ein zweiter Roboter Zusammenwirken bzw . kollaborieren, um einen bestimmen Produktionsschritt oder mehrere Produktionsschritte , wie beispielsweise Fertigungsschritte oder Montageschritte durchzuführen .
Das digitale Prozessmodell kann dynamisch sein . Dies bedeutet , dass die Werte über die momentane örtliche Lokalisierung der an dem Produktionsprozess beteiligten Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme und/oder die Werte über die momentane Konfiguration der Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme veränderlich sein können, d . h . in einem ersten Zeitabschnitt verschieden sein können zu den Werten während eines vom ersten Zeitabschnitt verschiedenen zweiten Zeitabschnitts .
Zur Erfüllung der Anforderung nach DIN EN ISO 10218 -2 müssen die Wirkungsbereiche der Steuerung, oder der mehreren Steuerungen, eindeutig festgelegt sein . Die Wirkungsbereiche können in dem digitalen Prozessmodell festgelegt sein . Ebenso können die Wirkungsbereiche vom digitalen Prozessmodell separat definiert sein, wobei die Daten und Werte aus dem digitalen Prozessmodell mit den anderweitig gespeicherten Wirkungsbereichen und/oder der Zuordnungen der Wirkungsbereiche zusammengeführt werden können, um das manuelle oder automatische Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich durchführen zu können .
Das digitale Prozessmodell kann Daten eines Produktionsprozesses umfassen, in dem die Wirkungsbereiche mehrerer Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme für verschiedene Zeitpunkte oder verschiedene Zeiträume unterschiedlich definiert sind .
Die Wirkungsbereiche können in Bezug auf die Daten des Produktionsprozesses dynamisch gespeichert sein . Dies bedeutet , dass die Werte über die momentanen Wirkungsbereiche der an dem Produktionsprozess beteiligten Maschinen, Roboter und/oder Robotersysteme veränderlich festgelegt sein können, d . h . in einem ersten Zeitabschnitt verschieden festgelegt sein können zu den Werten während eines vom ersten Zeitabschnitt verschiedenen zweiten Zeitabschnitts .
Es besteht die Möglichkeit , dass die Wirkbereiche nicht von Anfang an festgelegt werden, sondern aufgrund der für die Aus führung eines Prozesses benötigten Maschinen und Roboter bzw . deren Positionen automatisch bestimmt werden . In einem ersten Schritt kann man dazu bestimmen, welche Maschinen und Roboter in einem Prozessschritt benötigt werden . In einem zweiten Schritt bestimmt man für j ede Maschine den Raum, den die Maschine während der Prozessaus führung einnehmen kann . In einem dritten Schritt definiert sich die Wirkungsbereich als Vereinigung der betref fenden Einzelräume für alle am Prozessschritt beteiligten Maschinen und Roboter . Optional kann noch geprüft werden, ob in dem so bestimmten gemeinsamen Wirkungsbereich mindestens eine Bedienstation mit einer Not-Halt- Einrichtung vorhanden ist .
Wenigstens eine Maschine , wenigstens ein Roboter und/oder wenigstens ein Robotersystem kann als ein mobiles System ausgebildet sein, das eine Not-Halt-Einrichtung aufweist , wobei zum manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt- Einrichtung des mobilen Systems zu einem aus dem digitalen Prozessmodell ausgewählten Wirkungsbereich die momentane örtliche Lokalisierung des mobilen Systems herangezogen wird .
Das mobile System kann ein mobiles Fahrzeug, beispielsweise ein Transport fahrzeug für Werkstücke oder Werkzeuge sein . Alternativ kann das mobile System ein mobiler Roboter sein . Der mobile Roboter kann eine automatisch fahrende Plattform aufweisen, auf der ein Roboterarm positioniert ist . Das Fahrzeug kann ein autonomes Fahrzeug sein . Das mobile System kann aber auch bereits durch eine sogenannte Linearachse gebildet werden, welche beispielsweise orts fest installierte Schienen aufweisen kann, auf denen ein Fahrwagen in einer linearen Bewegung automatisch verstellbar ist , wobei auf dem Fahrwagen ein Roboterarm positioniert sein kann . Andere mobile Systeme können beispielsweise Fördereinrichtungen oder Schleusensysteme sein, mittels denen Werkstücke , Werkzeuge oder andere Produktionsmittel einer Bearbeitung in der j eweiligen Robo- terzelle zugeführt werden können . Jedes dieser mobilen Systeme ist mit einer eigenen Not-Halt-Einrichtung ausgestattet .
Die Initialisierungsroutine kann manuell oder durch einen Eingabebefehl einer Person gestartet werden . So können bestimmte Not-Halt-Einrichtungen von einer Person direkt in einen Wirkungsbereich eingebunden werden . Dies kann beispielsweise dann erfolgen, wenn ein mobiles Fahrzeug, wie beispielsweise ein mobiler Roboter, durch eine Person in einem Handfahrbetrieb manuell zu einem bestimmten Robotersystem gefahren wurde und dort , beispielsweise im Schnittstellenbereich einer Roboterzelle an dessen Robotersystem durch die Person manuell angebunden werden soll .
Die Initialisierungsroutine kann automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich automatisch durchgeführt werden . In einem solchen Fall kann beispielsweise ein autonomes Fahrzeug selbständig in den Schnittstellenbereich einer Roboterzelle heranfahren und dort automatisch initialisiert werden, um sich in den Sicherheitskreis des Wirkungsbereiches dieser Roboterzelle einzubinden . Dazu kann das autonome Fahrzeug sich an dem betref fenden Robotersystem automatisch anmelden und/oder es kann an dem Robotersystem oder an der Roboterzelle ein Sensor installiert sein, welcher das Heranfahren bzw . das Ankommen des autonomen Fahrzeugs an die Roboterzelle automatisch erkennt und die Initialisierungsroutine automatisch anstößt .
Die Initialisierungsroutine kann demgemäß automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich automatisch durchgeführt werden, wenn ein die zuzuordnende Not-Halt-Einrichtung aufweisendes Robotersystem mittels eines eigenen Sensors das andere Robo- tersystem, in dessen Sicherheitskreis die Not-Halt- Einrichtung des einen Robotersystems eingebunden werden soll , erfasst .
Die Initialisierungsroutine kann automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung zu einem ausgewählten Wirkungsbereich automatisch durchgeführt werden, sobald sich ein vordefiniertes oder aus einer Prozessbeschreibung abgeleitetes erstes Schutz feld einer ersten Maschine , eines ersten Roboters oder eines ersten Robotersystems mit einem vordefinierten zweiten Schutz feld einer zweiten Maschine , einem zweiten Roboter oder einem zweitem Robotersystem überschneidet .
Das j eweilige Schutz feld kann beispielsweise eine in Form von digitalen Daten gespeicherte geometrische Fläche sein, welche in einer digitalen Landkarte in dem Prozessmodell abgelegt ist . So kann ein Schutz feld bereits durch einen bestimmten festen Punkt an dem j eweiligen Robotersystem und einer vorbestimmten Radiuslänge vollständig festgelegt sein, wenn das Schutz feld von einer das Robotersystem vollständig einschließenden Kreis fläche oder Kreislinie gebildet wird . Eine Überschneidung eines ersten Schutz feldes mit einem zweiten Schutz feld oder einem weiteren Schutz feld kann durch allgemein bekannte Rechenmethoden, die beispielsweise auch aus der Kollisionsberechnung bekannt sind, mathematisch bestimmt werden . Das j eweilige Schutz feld muss j edoch nicht notwendiger Weise eine Kreis form aufweisen oder einer allgemeinen geometrischen Gestalt entsprechen, sondern kann auch beliebige Konturen aufweisen . Im Falle eines beweglichen Robotersystems , wie beispielsweise einem Fahrzeug, kann das Schutz feld relativ zu dem beweglichen Robotersystem bzw . dem Fahrzeug ortsfest definiert sein, d . h . das Schutz feld kann sich bei einer Bewegung des beweglichen Robotersystems bzw . des Fahrzeugs mitbewegen . Schutz felder an beweglichen Systemen können in bekannter Weise als eine Kollisionsüberwachungseinrichtung bereits vorhanden sein und beispielsweise ausgebildet und eingerichtet sein, eine Bewegung des beweglichen Robotersystems bzw . des Fahrzeugs selbsttätig zu stoppen, wenn eine Kollision droht , bei spielsweise , wenn eine Person in das Schutz feld eintritt oder aufgrund der Bewegung des Robotersystems bzw . aufgrund des Fahrens des Fahrzeugs ein Hindernis , insbesondere auch feststehendes Hindernis , in dem Schutz feld auftaucht .
Das vordefinierte erste Schutz feld der ersten Maschine , des ersten Roboters oder des ersten Robotersystems und/oder das vordefinierte zweite Schutz feld der zweiten Maschine , des zweiten Roboters oder des zweiten Robotersystems kann einem im digitalen Prozessmodell definierten Wirkungsbereich zugeordnet sein und/oder diesem entsprechen .
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Automatisierungsanlage , aufweisend wenigstens ein erstes Robotersystem mit einem ersten Sicherheitskreis und wenigstens ein zweites Robotersystem mit einem zweiten Sicherheitskreis und eine Anlagesteuerung, welche ein digitales Prozessmodell umfasst , in dem das wenigstens eine erste Robotersystem und das wenigstens eine zweite Robotersystem abgebildet sind, wobei die Anlagesteuerung ausgebildet und eingerichtet i st zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der beschriebenen Aus führungen .
Konkrete Aus führungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert . Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Aus führungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet , al lgemeine Merkmale der Erfindung darstellen .
Es zeigen :
Fig . 1 ein Flussdiagramm der Schritte in dem grundlegenden erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig . 2 eine schematische Darstellung des Einbindens einer Not-Halt-Einrichtung eines dritten Roboters wahlweise in einen ersten Sicherheitskreis eines ersten Robotersystems oder einen zweiten Si- cherheitskreis eines zweiten Robotersystems auf Grundlage eines Prozessmodells ,
Fig . 3 eine schematische Darstellung einer Automatisierungsanlage mit einem ersten Robotersystem, das mehrere Einzelroboter und mehrere Werkstück-Positionierer aufweist , und einem zweiten Robotersystem, das mehrere Einzelroboter und mehrere Werkstück-Positionierer aufweist , sowie einem autonomen Fahrzeug,
Fig . 4 schematische Darstellungen verschiedener möglicher Robotersysteme , die wahlweise einzeln oder gemeinsam in einen Sicherheitskreis eingebunden werden können, und Fig . 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs als ein bewegliches Robotersystem, das ein Schutzfeld umgibt, und stationäre Robotersysteme, die eigene Schutzfelder aufweisen.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not- Halt-Einrichtung 1 (Fig. 4) und wenigstens einem Robotersystem 2 (Fig. 2) aufgezeigt.
In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens erfolgt ein Starten einer Initialisierungsroutine, die ausgebildet und eingerichtet ist eine der Initialisierungsroutine zugeordnete Not- Halt-Einrichtung 1 in einen Sicherheitskreis 3 eines bestimmten Robotersystems 2.3 aus einer Anzahl von mehreren Robotersystemen 2.1, 2.2, 2.3 einer gemeinsamen Automatisierungsanlage 4 einzubinden.
In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens erfolgt anschließend ein Abrufen von Daten, die Informationen enthalten über die momentane örtliche Lokalisierung und die momentane Konfiguration wenigstens eines Robotersystems 2.3 der mehreren Robotersysteme 2.1, 2.2, 2.3 innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage 4, aus einem digitalen Prozessmodell 5 der Automatisierungsanlage 4 (Fig. 3) .
Das digitale Prozessmodell 5 enthält Konfigurationsdaten 6, welche gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche 7.1, 7.2 der mehreren Robotersysteme 2.1, 2.2, 2.3 innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage 4 beschreiben. In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens erfolgt ein manuelles oder automatisches Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung 1, die mittels der gestarteten Initialisierungsroutine S1 in den Sicherheitskreis 8 (Fig. 4) eines bestimmten Robotersystems 2.3 einzubinden ist, zu einem aus mehreren Wirkungsbereichen 7.1, 7.2 des digitalen Prozessmodells 5 ausgewählten Wirkungsbereich 7.1.
In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens erfolgt ein Einbinden der Not-Halt-Einrichtung 1 in denjenigen Sicherheitskreis 8 desjenigen Robotersystems 2.1, welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs 7.1 des digitalen Prozessmodells 5 liegt.
Das digitale Prozessmodell 5 kann Daten eines Produktionsprozesses umfassen, in dem für wenigstens einen Produktionsschritt 9 (Fig. 2) ein Zusammenwirken wenigstens einer ersten Maschine 10.1, eines ersten Roboters 11.1 oder eines ersten Robotersystems 2.1 mit wenigstens einer zweiten Maschine 10.2, einem zweiten Roboter 11.2 oder einem zweitem Robotersystem 2.2 an einer bestimmten örtlichen Lokalisierung zu einem bestimmten Zeitpunkt oder für eine bestimmte Zeitdauer geplant ist, wobei für diesen Produktionsschritt 9 zumindest für den geplanten Zeitpunkt oder die geplante Zeitdauer ein gemeinsamer Wirkungsbereich 7.1, 7.2 festgelegt ist oder ausgehend vom Raumbedarf der für die Ausführung benötigten Maschinen automatisch bestimmt wird, und bei dem manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung 1 zu einem ausgewählten Wirkungsbereich 7.1, der aufgrund des Produktionsprozesses festgelegte gemeinsame Wirkungsbereich 7.1 herangezogen wird. Die Maschine oder der Roboter kann auch von einem ersten Fahrzeug 12.1 bzw. einem zweiten Fahrzeug 12.2 gebildet werden .
Das digitale Prozessmodell 5 kann Daten eines Produktionsprozesses umfassen, in dem die Wirkungsbereiche 7.1, 7.2 mehrerer Maschinen 10.1, 10.2, Roboter 11.1, 11.2 und/oder Robotersysteme 2.1, 2.2., 2.3 für verschiedene Zeitpunkte oder verschiedene Zeiträume unterschiedlich definiert sind.
Das in den Sicherheitskreis 8 desjenigen Robotersystems 2.1, welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs 7.1 des digitalen Prozessmodells 5 liegt, hinzutretende neuen Systemteils kann, wie es unter anderem in Fig. 4 schematisch aufgezeigt ist, als ein mobiles System 12 ausgebildet sein, das eine Not-Halt-Einrichtung 1 aufweist, wobei zum manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung 1 des mobilen Systems 12 zu einem aus dem digitalen Prozessmodell 5 ausgewählten Wirkungsbereich 7.1 (Fig. 2) die momentane örtliche Lokalisierung des mobilen Systems 12 herangezogen werden kann .
Das mobile System 12 kann beispielsweise mit einem Roboter 11.1, 11.2 ausgestattet sein, d.h. diesen tragen und fortbewegen, wie dies durch den Pfeil P in Fig. 4 angedeutet ist. Alternativ kann der Roboter 11.1, 11.2 prozesstechnisch auch einer anderen Maschine 10.1, 10.2 zugeordnet sein, wie beispielsweise dem in Fig. 4 gezeigten Bearbeitungszentrum 10. Das Bearbeitungszentrum 10 stellt selbst ein Robotersystem dar, einerseits, wenn es mit dem Roboter 11.1, 11.2 prozesstechnisch zusammenarbeitet aber auch andererseits, wenn das Bearbeitungszentrum 10 als eine frei programmierbare mehrachsige Automatisierungsmaschine betrachtet wird, die von einer Steuervorrichtung beispielsweise in wenigstens drei Freiheitsgraden (Achsen) programmierbar und bewegbar ist.
An den ausgewählten Sicherheitskreis 8 kann aber auch eine Robotersteuerung 13, die ausgebildet und eingerichtet ist einen Roboter 11.1, 11.2 anzusteuern, eingebunden werden. Alternativ kann auch ein separates Handbediengerät 14, welches über eine Not-Halt-Einrichtung 1 verfügt, an den ausgewählten Sicherheitskreis 8 eingebunden werden.
Die Fig. 3 zeigt anhand einer repräsentativen Beispielskonfiguration einer Automatisierungsanlage 4 mit zwei Robotersystemen 2.1, 2.2, die jeweils beispielsweise vier einzelne Roboterarme 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 umfassen, sowie vier einzelne Positionierer 16.1, 16.2, 16.3, 16.4. Jedes Robotersystem 2.1, 2.2 befindet sich innerhalb einer Zelle 17.1 bzw. 17.2.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Fig. 3 kann das Fahrzeug 12a zwischen der ersten Zelle 17.1 und der zweiten Zelle 17.2 wechseln, beispielsweise um Werkzeuge oder Werkstücke an die Roboterarme 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 heranzubringen. Wenn nun das Fahrzeug 12a beispielsweise aus der ersten Zelle 17.1 in die zweite Zelle 17.2 wechselt, kann die Not-Halt-Einrichtung 1 des Fahrzeugs 12a aus dem ersten Wirkungsbereich 7.1 der ersten Zelle 17.1 herausgenommen werden und in den zweiten Wirkungsbereich 7.2 der zweiten Zelle 17.2 eingebunden werden.
In dem Prozessmodell 5 kann beispielsweise festgelegt sein, dass sich der erste Wirkungsbereich 7.1 über die gesamte erste Zelle 17.1 erstreckt. In dem Prozessmodell 5 kann auch festgelegt sein, dass sich der zweite Wirkungsbereich 7.2 beispielsweise über die gesamte zweite Zelle 17.2 erstreckt. In einer solchen Konfiguration würde also ein ausgelöster Not-Halt innerhalb des ersten Wirkungsbereichs 7.1 das Stillsetzen aller Roboterarme 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 und aller Po- sitionierer 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 in der ersten Zelle 17.1 bewirken. Falls das Fahrzeug 12a in diesem Moment in dem ersten Wirkungsbereich 7.1 eingebunden ist, würde auch das Fahrzeug 12a stillgesetzt werden. Falls das Fahrzeug 12a in diesem Moment sich jedoch in dem zweiten Wirkungsbereich 7.2 befindet und dort eingebunden ist, würde das Fahrzeug 12a bei einem ausgelösten Not-Halt innerhalb des ersten Wirkungsbereichs 7.1 nicht mit stillgesetzt werden.
In einer anderen Konfiguration kann in dem Prozessmodell 5 beispielsweise festgelegt sein, dass sich ein erster Wirkungsbereich 7.1a lediglich über einen Teil der ersten Zelle 17.1 erstreckt, wie in Fig. 3 veranschaulicht beispielsweise lediglich über den zweiten Roboterarm 15.2 und den vierten Roboterarm 15.4, sowie den zweiten Positionierer 16.2 und den vierten Positionierer 16.4. Der erste Roboterarm 15.1 und der dritte Roboterarm 15.3, sowie der erste Positionierer 16.1 und der dritte Positionierer 16.4 bilden einen vom erster Wirkungsbereich 7.1a separaten eigenen zweiten Wirkungsbereich 7.1b. Dies kann in dem Prozessmodell 5 entsprechend festgelegt sein.
In einer solchen Konfiguration würde also ein ausgelöster Not-Halt innerhalb des ersten Wirkungsbereichs 7.1a das Stillsetzen lediglich der Roboterarme 15.2 und 15.4 sowie der Positionierer 16.2 und 16.4 bewirken. Falls das Fahrzeug 12a in diesem Moment in diesen ersten Wirkungsbereich 7.1a eingebunden ist, würde auch das Fahrzeug 12a stillgesetzt werden, wenn eine Störung in dem ersten Wirkungsbereich 7.1a auftritt. Falls eine Störung hingegen in dem zweiten Wirkungsbereich 7.1b auftritt, würde dies das Stillsetzen lediglich der Roboterarme 15.1 und 15.3 sowie der Positionierer 16.1 und 16.3 bewirken, ohne dass jedoch das Fahrzeug 12a stillgesetzt würde, da sich das Fahrzeug 12a in diesem Moment nicht in dem zweiten Wirkungsbereich 7.1b befindet. Das Fahrzeug 12a würde in einem ausgelösten Not-Halt innerhalb des zweiten Wirkungsbereichs 7.1b demgemäß nicht mit stillgesetzt werden.
Die Automatisierungsanlage 4 kann also wenigstens ein erstes Robotersystem 2.1 mit einem ersten Sicherheitskreis 8.1 und wenigstens ein zweites Robotersystem 2.2 mit einem zweiten Sicherheitskreis 8.2 aufweisen. Die Automatisierungsanlage 4 umfasst eine Anlagesteuerung 18, welche das digitale Prozessmodell 5 (Fig. 2) aufweist, in dem das wenigstens eine erste Robotersystem 2.1 und das wenigstens eine zweite Robotersystem 2.2 abgebildet sind, wobei die Anlagesteuerung 18 ausgebildet und eingerichtet ist zur Durchführung des Verfahrens wie beschrieben.
Die Initialisierungsroutine kann automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung 1 zu einem ausgewählten Wirkungsbereich 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b kann automatisch durchgeführt werden. Die Initialisierungsroutine kann insbesondere dann automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung 1 zu einem ausgewählten Wirkungsbereich 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b automatisch durchgeführt werden, wenn ein die zuzuordnende Not-Halt- Einrichtung 1 aufweisendes Robotersystem 2, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 das Fahrzeug 12a, mittels eines eigenen Sensors 19 das andere Robotersystem 2.1, 2.2 , in dessen Sicherheitskreis 8.1, 8.2 die Not-Halt- Einrichtung 1 des einen Robotersystems bzw. des Fahrzeugs 12a eintritt und dort eingebunden werden soll, erfasst. Wie in Fig. 5 veranschaulicht, kann die Initialisierungsroutine automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt- Einrichtung 1 zu einem ausgewählten Wirkungsbereich 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b automatisch durchgeführt werden, sobald sich ein vordefiniertes oder aus einer Prozessbeschreibung abgeleitetes erstes Schutzfeld 20.1 beispielsweise des Fahrzeugs 12a mit einem vordefinierten zweiten Schutzfeld 20.2 eines zweiten Robotersystems 2.2 und/oder mit einem vordefinierten dritten Schutzfeld 20.3 eines dritten Robotersys- tems 2.3 überschneidet.
Das vordefinierte erste Schutzfeld 20.1 beispielsweise des Fahrzeugs 12a und/oder die vordefinierten zweiten Schutzfelder 20.2 und dritten Schutzfelder 20.3 des zweiten Robotersystems 2.2 oder des dritten Robotersystems 2.3 können einem im digitalen Prozessmodell 5 definierten Wirkungsbereich 7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b zugeordnet sein und/oder diesem entsprechen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Zuordnen einer Not-Halt-Funktionalität zwischen wenigstens einer Not-Halt-Einrichtung (1) und wenigstens einem Robotersystem (2.1,
2.2, 2.3) , aufweisend die Schritte:
- Starten einer Initialisierungsroutine, die ausgebildet und eingerichtet ist eine der Initialisierungsroutine zugeordnete Not-Halt-Einrichtung (1) in einen Sicherheitskreis (8) eines bestimmten Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) aus einer Anzahl von mehreren Robotersystemen (2.1, 2.2, 2.3) einer gemeinsamen Automatisierungsanlage (4) einzubinden,
- Abrufen von Daten, die Informationen enthalten über die momentane örtliche Lokalisierung und die momentane Konfiguration wenigstens eines Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) der mehreren Robotersysteme (2.1, 2.2, 2.3) innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage (4) , aus einem digitalen Prozessmodell (5) der Automatisierungsanlage (4) , wobei
- das digitale Prozessmodell (5) Konfigurationsdaten enthält, welche gemeinsame und/oder getrennte Wirkungsbereiche (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) der mehreren Robotersysteme (2.1, 2.2, 2.3) innerhalb der gemeinsamen Automatisierungsanlage (4) beschreiben,
- manuelles oder automatisches Zuordnen der Not-Halt- Einrichtung (1) , die mittels der gestarteten Initia- lisierungsroutine in den Sicherheitskreis (8) eines bestimmten Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) einzubinden ist, zu einem aus mehreren Wirkungsbereichen (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) des digitalen Prozessmodells ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) ,
- Einbinden der Not-Halt-Einrichtung (1) in denjenigen Sicherheitskreis (8) desjenigen Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) , welches innerhalb des ausgewählten Wirkungsbereichs (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) des digitalen Prozessmodells (5) liegt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Prozessmodell (5) Daten eines Produktionsprozesses umfasst, in dem für wenigstens einen Produktionsschritt ein Zusammenwirken wenigstens einer ersten Maschine (10.1) , eines ersten Roboters (11.1) oder eines ersten Robotersystems (2.1) mit wenigstens einer zweiten Maschine (10.2) , einem zweiten Roboter (11.2) oder einem zweitem Robotersystem (2.2) an einer bestimmten örtlichen Lokalisierung zu einem bestimmten Zeitpunkt oder für eine bestimmte Zeitdauer geplant ist, wobei für diesen Produktionsschritt zumindest für den geplanten Zeitpunkt oder die geplante Zeitdauer ein gemeinsamer Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) festgelegt ist, und bei dem manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) , der aufgrund des Produktionsprozesses festgelegte gemeinsame Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) herangezogen wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Prozessmodell (5) Daten eines Produktionsprozesses umfasst, in dem die Wirkungsbereiche (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) mehrerer Maschinen (10.1, 10.2) , Roboter (11.1, 11.2) und/oder Robotersysteme (2.1, 2.2, 2.3) für verschiedene Zeitpunkte oder verschiedene Zeiträume unterschiedlich definiert sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Maschine (10.1, 10.2) , wenigstens ein Roboter (11.1, 11.2) und/oder wenigstens ein Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) als ein mobiles System (12) ausgebildet ist, das eine Not-Halt- Einrichtung (1) aufweist, wobei zum manuellen oder automatischen Zuordnen der Not-Halt-Einrichtung (1) des mobilen Systems (12) zu einem aus dem digitalen Prozessmodell ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) die momentane örtliche Lokalisierung des mobilen Systems herangezogen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsroutine manuell durch einen Eingabebefehl einer Person gestartet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsroutine automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt- Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) automatisch durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsroutine automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) automatisch durchgeführt wird, wenn ein die zuzuordnende Not-Halt-Einrichtung (1) aufweisendes Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) mittels eines eigenen Sensors (19) das andere Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) , in dessen Sicherheitskreis (8) die Not-Halt-Einrichtung (1) des einen Robotersystems (2.1, 2.2, 2.3) eingebunden werden soll, erfasst. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungsroutine automatisch gestartet und die Zuordnung der Not-Halt-Einrichtung (1) zu einem ausgewählten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) automatisch durchgeführt wird, sobald sich ein vordefiniertes oder aus einer Prozessbeschreibung abgeleitetes erstes Schutzfeld (20.1) einer ersten Maschine (10.1) , eines ersten Roboters (11.1) oder eines ersten Robotersystems (2.1) mit einem vordefinierten zweiten Schutzfeld (20.2) einer zweiten Maschine (10.2) , einem zweiten Roboter (11.2) oder einem zweitem Robotersystem (2.2) überschneidet. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vordefinierte erste Schutzfeld (20.1) der ersten Maschine (10.1) , des ersten Roboters (11.1) oder des ersten Robotersystems (2.1) und/oder das vordefinierte zweite Schutzfeld (20.2) der zweiten Maschine (10.2) , des zweiten Roboters (11.2) oder des zweiten Robotersystems (2.2) einem im digitalen Prozessmodell (5) defi- nierten Wirkungsbereich (7.1, 7.1a, 7.1b, 7.2, 7.2a, 7.2b) zugeordnet ist und/oder diesem entspricht. Automatisierungsanlage, aufweisend wenigstens ein erstes Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) mit einem ersten Sicher- heitskreis (8.1) und wenigstens ein zweites Robotersystem (2.1, 2.2, 2.3) mit einem zweiten Sicherheitskreis (8.2) und eine Anlagesteuerung (18) , welche ein digitales Prozessmodell (5) umfasst, in dem das wenigstens eine erste Robotersystem (2.1) und das wenigstens eine zweite Robotersystem (2.2) abgebildet sind, wobei die
Anlagesteuerung (18) ausgebildet und eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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