Prüfen einer Sicherheitskonfiguration eines Roboters

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Prüfen einer Sicherheitskonfiguration eines Roboters sowie ein Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.

Sicherheitskonfigurationsrelevante Roboterbahnen können insbesondere mithilfe einer simulierten Umgebung und/oder durch Einlernen („Teachen“), insbesondere von Bahnpunkten, vorgegeben werden. Ferner können sogenannte Schutzbereiche und/oder Arbeitsbereiche definiert werden.

Insbesondere zur Inbetriebnahme soll vorzugsweise vorab geprüft werden, ob ein realer Roboter beim Abfahren einer (vorgegebenen) Bahn mit seiner realen Umgebung kollidieren könnte oder würde, die sich von der simulierten Umgebung oder der realen Umgebung, wie sie beim Einlernen war, unterscheiden kann bzw. ob die (definierten bzw. vorgegebenen) Schutzbereiche und/oder Arbeitsbereiche den Anforderungen an Sicherheit genügen und/oder insbesondere der reale Roboter nicht in die Schutzbereiche eindringt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb von Robotern, insbesondere (durch) das Prüfen einer Sicherheitskonfiguration, zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 11 , 12 stellen ein System bzw. Computerprogramm bzw.

Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens, unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Prüfen einer Sicherheitskonfiguration eines Roboters einen Schritt des: Ermittelns oder Bereitstellens eines computerimplementierten dreidimensionalen Umgebungsmodells. Ferner kann das Verfahren in einer Ausführung einen Schritt des Bereitstellens von wenigstens einem Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich des Roboters umfassen. Weiterhin kann das Verfahren in einer Ausführung einen Schritt des Visualisierens einer virtuellen Repräsentation des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs mithilfe einer Visualisierungsvorrichtung in einer augmentierten Realität zum Prüfen des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs umfassen. Ferner kann das Verfahren in einer Ausführung einen Schritt des Abfahrens und/oder Anfahrens von wenigstens einer Pose und/oder wenigstens eines Abschnitts einer bereitgestellten Bahn umfassen.

Nach einer Ausführung kann das Verfahren insbesondere das Verifizieren und/oder Dokumentieren einer Sicherheitskonfiguration eines Roboters umfassen. In einer Ausführung kann durch den über die augmentierte Realität visualisierten wenigstens einen Schutzbereich schnell(er) geprüft werden, ob der Roboter bzw. die Robotersoftware eine Bewegung des Roboters stoppt, wenn der wenigstens eine Schutzbereich verletzt wird, insbesondere ein Arbeitsbereich verlassen wird.

Dadurch kann in einer Ausführung eine Prüfperson die vorgegebene bzw. bereitgestellte Bahn zuverlässig(er) und/oder rasch(er) auf die Gefahr möglicher Kollisionen mit der realen Umgebung und/oder auf ein Verlassen eines Arbeitsbereichs bzw. auf ein Verletzen bzw. Eindringen in einen Schutzbereich hin (über)prüfen und/oder insbesondere eine vorbestimmte und/oder bereitgestellte Sicherheitskonfiguration, insbesondere deren Schutzbereiche, Arbeitsbereiche und/oder Werkzeugüberwachungsbereiche, (über)prüfen. In einer Ausführung wird die Sicherheitskonfiguration, vorzugsweise durch die bzw. eine Prüfperson, mithilfe bzw. auf Basis der visualisierten virtuellen Repräsentation des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs geprüft, insbesondere durch Ab- bzw. Anfahren wenigstens eines Abschnitts einer bereitgestellten Bahn, insbesondere der wenigstens einen vorgegebenen Bahn des Roboters, und/oder der wenigstens einen Pose des Roboters.

In einer Ausführung kann ein Ab- bzw. Anfahren (wenigstens) einer bereitgestellten Bahn (zunächst) in einer gemischten Realität (englisch: „mixed reality“), insbesondere mit einem Robotermodell, durchgeführt werden. Anschließend oder alternativ kann das Abfahren bzw. Anfahren der (wenigstens) einen bereitgestellten Bahn in einer augmentierten Realität mit dem realen Roboter durchgeführt werden. Hierdurch kann in einer Ausführung schnell(er) eine Sicherheitskonfiguration verifiziert, insbesondere (auf Plausibilität) geprüft werden, weiter insbesondere dokumentiert werden.

In einer Ausführung kann das Verfahren vorteilhafterweise derart durchgeführt werden, dass ein Prüfen einer Sicherheitskonfiguration schnell(er) durchgeführt werden kann, insbesondere derart, dass ein Roboter schneller als ohne ein Visualisieren einer virtuellen Repräsentation des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs bewegt werden kann, um eine, insbesondere vorgegebene bzw. bereitgestellte, Bahn und/oder Pose an- bzw. abzufahren, um insbesondere ein Einhalten des wenigstens eines Schutzbereiches zu erproben bzw. zu dokumentieren. Die Geschwindigkeit eines Abfahrens und/oder Anfahrens kann dabei wenigstens doppelt so hoch sein, wie eine Geschwindigkeit bei einem Prüfen einer Sicherheitskonfiguration ohne Visualisieren in einer augmentierten Realität, insbesondere wenigstens doppelt so hoch wie ein Abfahren und/oder Anfahren einer Bahn und/oder einer Pose, wie sie für die Bahn und/oder Pose (in einer Anwendung) vorgesehen bzw. bereitgestellt ist.

Der Roboter weist in einer Ausführung einen Roboterarm mit drei oder mehr, vorzugsweise wenigstens sechs, in einer Ausführung wenigstens sieben, Gelenken, in einer Weiterbildung Drehgelenken, die bewegliche Glieder des Roboters miteinander verbinden und durch Antriebe, insbesondere Motoren, des Roboters beweglich sind, und/oder eine mobile, insbesondere mithilfe wenigstens eines Antriebs, insbesondere Motors, des Roboters, verfahrbare Basis auf. Für solche Roboter ist die Erfindung, insbesondere aufgrund der damit möglichen komplexen Bahnen, Posen und insbesondere Anforderungen an eine Sicherheitskonfiguration, besonders vorteilhaft. In einer Ausführung bildet ein robotergeführtes Werkzeug oder Werkstück ein (distales) bewegliches Glied des Roboters im Sinne der vorliegenden Erfindung bzw. weist das Modell des Roboters (auch) ein Modell eines robotergeführten Werkzeugs oder Werkstücks auf.

Eine Sicherheitskonfiguration im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise als vorgegebene und/oder vordefinierte Konfiguration von Schutzbereichen, Arbeitsbereichen und/oder Werkzeugüberwachungsbereichen zu verstehen, insbesondere um eine Umgebung und/oder Personen im Umfeld des Roboters zu schützen. Die Schutzbereiche, Arbeitsbereiche und/oder Werkzeugüberwachungsbereiche können in einer Ausführung über eine Software, insbesondere über eine 3D-Simulationssoftware und/oder Robotersoftware, erstellt und/oder an den Roboter, insbesondere ein Robotersystem und/oder einen Kontroller des Roboters, übertragen werden. Es ist bekannt, dass üblicherweise die Schutzbereiche, Arbeitsbereiche und/oder Werkzeugüberwachungsbereiche händisch in die Software eingegeben oder in der Software erstellt werden.

Die Sicherheitskonfiguration, insbesondere der wenigstens eine Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich, ist in einer Ausführung programmtechnisch bzw. durch ein (Arbeits)Programm vorgegeben und ist, insbesondere wird, in einer Weiterbildung mithilfe einer simulierten Umgebung, insbesondere über einen Computer, und/oder durch Einlernen bzw. Teachen vorgegeben.

Das dreidimensionale Umgebungsmodell umfasst in einer Ausführung, insbesondere dauerhaft oder temporär abgespeicherte Daten, die eine bzw. mehrere dreidimensionale Kontur(en) bzw. Geometrie(n) einer realen Umgebung des Roboters, insbesondere einer Roboterzelle, Fertigungs- oder Lagerhalle oder dergleichen, angeben bzw. beschreiben.

Das Modell des Roboters umfasst in einer Ausführung, insbesondere dauerhaft oder temporär abgespeicherte Daten, die die dreidimensionale(n) Kontur(en) bzw. Geometrie(n) des (realen) Roboters, insbesondere eines oder mehrerer seiner beweglichen Glieder angeben bzw. beschreiben. We vorstehend erwähnt, bildet in einer Ausführung ein robotergeführtes Werkzeug oder Werkstück ein (distales) bewegliches Glied des Roboters im Sinne der vorliegenden Erfindung bzw. weist das Modell des Roboters (auch) ein Modell eines robotergeführten Werkzeugs oder Werkstücks auf.

In einer Ausführung umfasst das Verfahren den Schritt:

- Erfassen von Daten einer realen Umgebung des Roboters mithilfe einer, in einer Ausführung mobilen, in einer Weiterbildung, insbesondere von einer Person, tragbaren, Erfassungsvorrichtung; wobei das Umgebungsmodell auf Basis dieser erfassten Daten ermittelt wird. Dadurch kann in einer Ausführung eine reale Umgebung des Roboters vorteilhaft bei der Prüfung berücksichtigt und so die Gefahr einer Kollision mit dieser besonders zuverlässig geprüft werden. In einer Weiterbildung kann geprüft werden, ob eine Sicherheitskonfiguration, weiter insbesondere der wenigstens eine Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich den Anforderungen an eine Sicherheit in Bezug auf das ermittelte Umgebungsmodell genügt. In anderen Worten kann in einer Ausführung überprüft bzw. geprüft werden, ob eine Sicherheitskonfiguration beim Abfahren und/oder Abfahren einer bereitgestellten Bahn und/oder einer bereitgestellten Pose ein Schutzbereich verletzt bzw. ein Arbeitsbereich verlassen wird.

In einer Ausführung ist die Erfassungsvorrichtung an der Visualisierungsvorrichtung, in einer Weiterbildung integriert oder lösbar, angeordnet. Dadurch kann in einer Ausführung vorteilhaft das Umgebungsmodell in situ bzw. zeitnah vor dem Visualisieren ermittelt werden und damit besonders aktuell und dadurch die Prüfung besonders zuverlässig bzw. aussagefähig sein.

In einer Ausführung wird die Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Daten relativ zu der realen Umgebung translatorisch und/oder rotatorisch bewegt. Dadurch kann in einer Ausführung ein größerer Bereich der Umgebung und/oder die Umgebung präzise(r) erfasst werden und so die Prüfung besonders zuverlässig bzw. aussagefähig sein.

In einer Ausführung weist die Erfassungsvorrichtung einen oder mehrere berührungslos messende Abstandsmesser auf, in einer Weiterbildung einen oder mehrere Radar-Abstandsmesser, einen oder mehrere Ultraschall-Abstandsmesser und/oder einen oder mehrere Lidar-Abstandsmesser. Hierdurch kann in einer Ausführung das Umgebungsmodell präzise(r) erfasst werden und so die Prüfung besonders zuverlässig bzw. aussagefähig sein. Dabei sind Lidar-Abstandsmesser besonders vorteilhaft, da diese kompakt bauen und präzise messen.

Zusätzlich oder alternativ weist die Erfassungsvorrichtung in einer Ausführung einen oder mehrere Kameras, in einer Weiterbildung ein 3D-Kamerasystem, welches in einer Ausführung wenigstens zwei bzw. Stereokameras, ein Triangulationssystem, bei dem wenigstens eine Lichtquelle ein definiertes Muster auf die Umgebung abbildet und wenigstens eine Kamera dieses Muster, vorzugsweise aus einem anderen Blickwinkel, aufnimmt, wenigstens eine TOF-Kamera, wenigstens eine Interferometrie-Kamera, wenigstens eine Lichtfeldkamera oder dergleichen aufweist, und/oder eine Bildauswertung auf. Hierdurch kann in einer Ausführung das Umgebungsmodell rasch(er) erfasst werden und so die Prüfung besonders rasch durchgeführt und/oder eine größere Umgebung berücksichtigt werden.

Alternativ oder besonders bevorzugt zusätzlich zur Ermittlung auf Basis erfassten Daten der realen Umgebung wird das Umgebungsmodell in einer Ausführung auf Basis vorgegebener Soll-Daten, in einer Weiterbildung CAD-Daten, der Umgebung ermittelt. Durch die Berücksichtigung solcher Daten kann in einer Ausführung das Umgebungsmodell rasch(er) und/oder präzise(r) ermittelt werden.

In einer Ausführung wird das Modell des Roboters auf Basis vorgegebener Soll- Daten, in einer Weiterbildung auf Basis der vorgegebenen Bahn des Roboters und/oder auf Basis von CAD-Daten des Roboters, und/oder einer Vermessung des Roboters ermittelt. Durch die Berücksichtigung solcher Daten kann in einer Ausführung das Modell des Roboters rasch(er) und/oder präzise(r) ermittelt werden. In einer Ausführung weist das Modell des Roboters für die verschiedenen Abschnitte einer Bahn jeweils eine durch die Bahn vorgegebene Pose der Roboterglieder zueinander und/oder einem umgebungsfesten Bezugssystem, auf bzw. gibt eine solche an. Eine Pose bzw. Lage im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst in einer Ausführung eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Position und/oder eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Orientierung.

Wie vorstehend erläutert, bildet in einer Ausführung ein robotergeführtes Werkzeug oder Werkstück ein bewegliches Glied des Roboters im Sinne der vorliegenden Erfindung. Entsprechend weist in einer Ausführung das Modell des Roboters ein computerimplementiertes Modell eines robotergeführten Werkzeugs oder Werkstücks als bewegliches Glied des Roboters auf. Dadurch kann in einer Ausführung vorteilhaft die Gefahr einer Kollision eines robotergeführten Werkzeugs oder Werkstücks mit dem Schutzbereich geprüft werden, insbesondere ein Verlassen des Arbeitsbereichs bzw. ein Eindringen in einen Schutzbereich. Entsprechend wird in einer Ausführung das Modell des Roboters auf Basis vorgegebener Soll-Daten, in einer Weiterbildung CAD-Daten, des Werkzeugs oder Werkstücks, und/oder einer Vermessung des Werkzeugs oder Werkstücks ermittelt.

In einer Ausführung weist das Umgebungsmodell ein oder mehrere Geometrieprimitive in einer vorgegebenen Relation, insbesondere räumlichen Lage, zu einem realem Umgebungshindernis, insbesondere also zu mehreren realen Umgebungshindernissen jeweils wenigstens Geometrieprimitiv in einer vorgegebenen Relation, insbesondere räumlichen Lage, zu diesem realem Umgebungshindernis, auf. Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung das Modell des Roboters ein oder mehrere Geometrieprimitive in einer vorgegebenen Relation, insbesondere räumlichen Lage, zu einem Glied des Roboters, insbesondere also zu mehreren Gliedern des Roboters, vorzugsweise wenigstens einem Endeffektor, jeweils wenigstens Geometrieprimitiv in einer vorgegebenen Relation, insbesondere räumlichen Lage, zu diesem Roboterglied, auf. Dadurch können in einer Ausführung der bzw. die Abstände rasch(er) ermittelt werden. Ein Geometrieprimitiv im Sinne der vorliegenden Erfindung ist in einer Ausführung ein Polyeder, insbesondere Prisma, insbesondere Quader, oder ein Zylinder, Kegel, Ellipsoid, insbesondere eine Kugel, oder dergleichen. Dadurch können in einer Ausführung die Sicherheitskonfiguration, insbesondere der bzw. die Abstände zu insbesondere einem Schutzbereich besonders rasch ermittelt werden.

In einer Ausführung wird das Umgebungsmodell mithilfe wenigstens einer Approximation von mithilfe der Erfassungsvorrichtung erfassten Merkmalen, insbesondere Punkten, besonders bevorzugt einer mithilfe der Erfassungsvorrichtung erfassten Punktewolke, ermittelt, in einer Weiterbildung mithilfe eines oder mehrerer Gitter und/oder einer oder mehrerer Approximationsflächen, insbesondere ebener Approximationsflächen und/oder ein- oder mehrfach gekrümmter Approximationsflächen, wobei solche Gitter bzw. Approximationsflächen in einer Ausführung durch Ausgleichs-, insbesondere Inter- bzw. Extrapolations-, Glättungs- und/oder andere Fittingfunktionen von mithilfe der Erfassungsvorrichtung erfassten Punkten ermittelt werden, insbesondere kann das Umgebungsmodell diese Approximation aufweisen. Durch eine solche Approximation kann die Umgebung in einer Ausführung jeweils besonders vorteilhaft, insbesondere rasch und/oder präzise, modelliert werden. In einer Ausführung wird das Umgebungsmodell auf Basis des Roboters, insbesondere mithilfe von einer, insbesondere der, Erfassungsvorrichtung erfassten Daten des Roboters, und/oder auf Basis des Modells des Roboters ermittelt. In einer Weiterbildung wird dabei der gegebenenfalls bei der Erfassung von Daten der realen Umgebung des Roboters mithilfe der Erfassungsvorrichtung miterfasste Roboter wenigstens teilweise eliminiert bzw. ausgeblendet. Dadurch kann in einer Ausführung das Umgebungsmodell verbessert werden.

In einer Ausführung wird das Umgebungsmodell auf Basis einer Auswahl eines Umgebungsbereichs durch eine Prüfperson ermittelt. In einer Weiterbildung wird dabei ein durch die Prüfperson ausgewählter Umgebungsbereich durch das Umgebungsmodell nicht berücksichtigt, in einer Weiterbildung bereits nicht mithilfe der Erfassungsvorrichtung erfasst, und/oder nur ein durch die Prüfperson ausgewählter Umgebungsbereich durch das Umgebungsmodell berücksichtigt, in einer Weiterbildung nur dieser Umgebungsbereich mithilfe der Erfassungsvorrichtung erfasst. In einer Ausführung kann ein Erfassen der Umgebung auf einen Arbeitsbereich, und insbesondere auf Teile eines Schutzbereiches begrenzt sein. Dadurch kann in einer Ausführung das Umgebungsmodell verbessert und/oder rasch(er) ermittelt werden.

In einer Ausführung wird ein Abstand zwischen dem Modell des Roboters und dem Schutzbereich für einen oder mehrere der verschiedenen Abschnitte der Bahn und/oder einer Pose des Roboters jeweils auf Basis eines minimalen Abstands zwischen

- einer imaginären Hülle eines ausgewählten beweglichen Glieds des Roboters, in einer Ausführung eines robotergeführten Werkzeugs oder Werkstücks, oder

- einer imaginären Hülle mehrerer, in einer Ausführung aller, beweglichen Glieder des Roboters, in einer Ausführung entsprechend inklusive eines robotergeführten Werkzeugs oder Werkstücks, und

- einem Schutzbereich, der wenigstens einen Teil des Umgebungsmodells von einem Arbeitsbereich, insbesondere einem Arbeitsbereich des Roboters, abgrenzt;

- einer imaginären Hülle der gesamten durch das Umgebungsmodell beschriebenen Umgebung des Roboters oder - einer imaginären Hülle eines ausgewählten Teilbereichs dieser Umgebung bzw.

Hülle ermittelt, kann insbesondere der entsprechende Abstand sein.

In einer Ausführung kann insbesondere ein Abstand zwischen dem Robotermodell und/oder einer imaginären Hülle, wie oben beschrieben, für eine erste Abschätzung einer Gefahr eines Verletzens bzw. einer Kollision mit den in der Sicherheitskonfiguration umfassten Regeln für den Roboter, insbesondere dem Schutzbereich, erlangt werden, insbesondere von der Prüfperson ermittelt werden.

In einer Ausführung wird eine Schnittmenge, insbesondere ein Schnittvolumen, zwischen dem Modell des Roboters und dem Schutzbereich für einen oder mehrere der verschiedenen Abschnitte der Bahn und/oder einer Pose des Roboters jeweils auf Basis eines minimalen Abstands zwischen

- einer imaginären Hülle eines ausgewählten beweglichen Glieds des Roboters, in einer Ausführung eines robotergeführten Werkzeugs oder Werkstücks, oder

- einer imaginären Hülle mehrerer, in einer Ausführung aller, beweglichen Glieder des Roboters, in einer Ausführung entsprechend inklusive eines robotergeführten Werkzeugs oder Werkstücks, und

- einem Schutzbereich, der wenigstens einen Teil des Umgebungsmodells von einem Arbeitsbereich, insbesondere einem Arbeitsbereich des Roboters, abgrenzt;

- einer imaginären Hülle der gesamten durch das Umgebungsmodell beschriebenen Umgebung des Roboters, insbesondere einer von dieser beabstandeten imaginären Hülle, oder

- einer imaginären Hülle eines ausgewählten Teilbereichs dieser Umgebung bzw. Hülle, insbesondere einer von dieser beabstandeten imaginären Hülle, ermittelt, kann insbesondere die entsprechende Schnittmenge sein.

In einer Ausführung wird eine Schnittmenge zwischen dem wenigstens einen Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich und - einer imaginären Hülle der gesamten durch das Umgebungsmodell beschriebenen Umgebung des Roboters, insbesondere einer von dieser beabstandeten imaginären Hülle, oder

- einer imaginären Hülle eines ausgewählten Teilbereichs dieser Umgebung bzw. Hülle, insbesondere einer von dieser beabstandeten imaginären Hülle, oder dem Umgebungsmodell ermittelt, kann insbesondere die entsprechende Schnittmenge sein.

Eine solche imaginäre Hülle ist in einer Ausführung wenigstens teilweise durch das Modell des Roboters bzw. Umgebungsmodell, in einer Ausführung ein oder mehrere der Geometrieprimitive des Robotermodells und/oder ein oder mehrere der Geometrieprimitive des Umgebungsmodells und/oder die Approximation von mithilfe der Erfassungsvorrichtung erfassten Punkten, mithilfe der das Umgebungsmodell ermittelt wird bzw. die das Umgebungsmodell aufweist, bestimmt, kann insbesondere wenigstens teilweise durch Oberflächen, Ecken, Kanten, Knoten, Koordinatenlinien oder dergleichen der Geometrieprimitive bzw. der Approximation, insbesondere des bzw. der Gitter(s) bzw. der Approximationsfläche(n) gebildet sein, und/oder einen vorgegebenen, insbesondere mittleren, minimalen und/oder maximalen, Abstand zu dem Roboter(glied) bzw. einer Oberfläche der Umgebung bzw. des Umgebungsbereichs und/oder einen vorgegebenen, insbesondere mittleren, minimalen und/oder maximalen, Abstand zu dem bzw. den Geometrieprimitiv(en), Gitter(n) bzw. Approximationsfläche(n) aufweisen bzw. entsprechend definiert bzw. vorgegeben sein bzw. werden. Eine imaginäre Hülle kann insbesondere kontinuierlich oder auch diskret sein. Somit kann beispielsweise der minimale Abstand und/oder wenigstens eine Schnittmenge, insbesondere wenigstens ein Schnittvolumen, zwischen Ecken, Kanten und/oder Flächen eines Geometrieprimitives des Robotermodells und einem Gitter oder einer Approximationsfläche des Umgebungsmodells und/oder des Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs zum Ermitteln eines Abstands und/oder einer Schnittmenge, insbesondere eines Schnittvolumens, zwischen dem Modell des Roboters und dem Umgebungsmodell und/oder zwischen dem Modell des Roboters und dem Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich verwendet werden. Indem der Abstand und/oder eine Schnittmenge, insbesondere ein Schnittvolumen, auf Basis eines minimalen Abstands und/oder einer Schnittmenge, insbesondere eines Schnittvolumens, einer imaginären Hülle mehrerer, in einer Ausführung aller, beweglichen Glieder des Roboters bzw. des wenigstens einen bereitgestellten Schutzbereichs und/oder der gesamten durch das Umgebungsmodell beschriebenen Umgebung des Roboters ermittelt wird, kann in einer Ausführung die Prüfung zuverlässig(er) durchgeführt werden, insbesondere können auch mehrere verschieden Kollisionsmöglichkeiten berücksichtigt werden, insbesondere eine Kollision mit dem wenigstens einen Schutzbereich. Dies kann in einer Ausführung vor einem Abfahren und/oder Anfahren von wenigstens einer Pose und/oder wenigstens eines Abschnitts einer bereitgestellten Bahn mit dem realen Roboter durchgeführt werden und insbesondere auf einer fehlerhafte Sicherheitskonfiguration hinweisen. Dadurch kann in einer Ausführung vorteilhafterweise abgesichert werden, dass ein Prüfen der Sicherheitskonfiguration, insbesondere mit dem realen Roboter, schnell, insbesondere schneller als ohne Visualisieren einer virtuellen Repräsentation des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs, durchgeführt werden kann.

In einer Ausführung ist die Visualisierungsvorrichtung eine mobile, insbesondere (durch eine Person, vorzugsweise mit einer Hand) tragbare, Visualisierungsvorrichtung, in einer Ausführung weist sie ein Handgerät, vorzugsweise ein Handheld, Tablet, Smartphone, Laptop oder dergleichen, und/oder eine Brille, insbesondere A(ugmented)R(eality)- oder V(irtual)R(eality)Brille, auf. Dadurch kann in einer Ausführung die Prüfung in situ bzw. vor Ort durchgeführt und damit verbessert werden. In einer Ausführung ist die Visualisierungsvorrichtung (hard- und/oder softwaretechnisch) zum Steuern des Roboters eingerichtet bzw. wird (auch) hierzu verwendet. Dadurch kann in einer Ausführung eine Inbetriebnahme rasch(er) und/oder sicher(er) durchgeführt werden.

In einer Ausführung weist die (visualisierte) virtuelle Repräsentation eine Darstellung von einem oder mehreren, insbesondere allen, beweglichen Gliedern des Roboters auf, in einer Ausführung mittels bzw. durch Geometrieprimitive des Modells des Roboters. Die Darstellung des bzw. der Glieder des Roboters ändert sich in einer Ausführung während der Visualisierung entsprechend der vorgegebenen Bahn, entsprechend kann die virtuelle Repräsentation insbesondere eine virtuelle Simulation des Roboters bzw. Darstellung der Bewegung eines oder mehrerer seiner Glieder beim Abfahren der Bahn aufweisen.

In einer Ausführung kann unter AR auch vermischte oder gemischte Realität (englisch: „mixed reality“) verstanden werden, insbesondere für ein Anfahren und/oder Abfahren von wenigstens einer Pose und/oder wenigstens eines Abschnitts einer bereitgestellten Bahn mit dem Modell des Roboters.

In einer Ausführung kann beim Abfahren und/oder Anfahren für die wenigstens eine Pose und/oder den wenigstens einen Abschnitt der Bahn eine Warnung ausgegeben werden, wenn ein für diese Pose beim Anfahren und/oder ein für diesen Abschnitt ermittelter Abstand von einem Schutzbereich und/oder von einem Umgebungsmodell in einem vorgegebenen Warnbereich liegt, insbesondere wenn wenigstens eine Schnittmenge, insbesondere ein Schnittvolumen, ermittelt wurde. In einer Ausführung kann sich das Ausgeben einer Warnung nur auf das Anfahren und/oder Abfahren wenigstens einer Pose und/oder des wenigstens einen Abschnitts der Bahn mit dem Modell des Roboters beziehen. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhafterweise geprüft werden, ob die Sicherheitskonfiguration alle, insbesondere neue, Hindernisse der Umgebung abdeckt und der wenigstens eine Schutzbereich entsprechend der vollständigen Umgebung (vor Ort) definiert ist, insbesondere bereitgestellt ist, bzw. der Arbeitsbereich entsprechend der vollständigen Umgebung (vor Ort) definiert ist, insbesondere bereitgestellt ist.

Ein Abschnitt der Bahn, für den eine Warnung ausgegeben wird, kann aus einem (Bahn)Punkt bestehen bzw. ein (Bahn)Punkt sein, für den der Abstand ermittelt wird.

In einer Ausführung erstreckt sich ein Abschnitt der Bahn, für den eine Warnung ausgegeben wird, ein- oder beidseitig über einen (Bahn)Punkt hinaus bzw. weist mehrere (Bahn)Punkte auf, er kann dabei kontinuierlich oder diskret sein, insbesondere eine kontinuierliche oder diskrete Punktefolge.

In einer Ausführung wird zum Ermitteln des Abstands für einen mehrere Punkte aufweisenden Abschnitt der Abstand eines ausgewählten dieser Punkte, beispielsweise eines Anfangs-, End- oder mittleren Punktes dieses Abschnitts (als Abstand dieses Abschnitts) ermittelt und in einer Weiterbildung der mehrere Punkte aufweisende Abschnitt entsprechend bzw. in Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand dieses Punktes eingefärbt. Dadurch kann in einer Ausführung die Prüfung rasch(er) durchgeführt werden.

In einer Ausführung werden zum Ermitteln des Abstands für einen mehrere Punkte aufweisenden Abschnitt die Abstände von zwei oder mehr diskreter, insbesondere ausgewählter, Punkte dieses Abschnitts, beispielsweise eines Anfangs- und eines Endpunktes dieses Abschnitts, eines Anfangspunktes, eines Endpunktes und eines mittleren Punktes dieses Abschnitts oder dergleichen, ermittelt und der kleinste dieser Abstände als Abstand dieses Abschnitts ermittelt. Liegt dieser kleinste Abstand innerhalb eines vorgegebenen Warnbereichs, kann in einer Ausführung eine Warnung ausgegeben werden. Dadurch kann in einer Ausführung die Prüfung gleichermaßen rasch und präzise durchgeführt werden.

In einer Ausführung wird zum Ermitteln des Abstands für einen mehrere Punkte aufweisenden Abschnitt, insbesondere einen kontinuierlichen Abschnitt, der minimale Abstand bzw. der Abstand zu dem schutzbereichnächsten Punkt als Abstand dieses Abschnitts ermittelt. Dadurch kann in einer Ausführung die Prüfung präzise(r) durchgeführt werden.

In einer Weiterbildung wird ein Abschnitt, insbesondere ein aus einem oder mehreren Punkten bestehender, Abschnitt entsprechend bzw. in Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand eingefärbt. Hierdurch kann in einer Ausführung die Präzision der Prüfung verbessert werden. Beispielsweise wird ein Abschnitt rot eingefärbt, um eine Warnung auszugeben. Gleichermaßen kann die Färbung auch mehrstufig und/oder anders diskretisiert sein, beispielsweise in {rot, gelb, grün} oder dergleichen, insbesondere mit anderen Farben und/oder feiner diskretisiert, oder sich kontinuierlich mit dem maßgeblichen, insbesondere kleinsten, Abstand ändern, beispielsweise von rot für (zu) kleine Abstände hin zu grün für (ausreichend) große Abstände oder dergleichen.

Durch die Visualisierung des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs kann in einer Ausführung das Ab- und/oder Anfahrens rasch(er) und/oder zuverlässig(er) durchgeführt werden, insbesondere eine Prüfperson den wenigstens einen Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich einfach(er), intuitiv(er) und/oder rasch(er) prüfen bzw. beurteilen.

In einer Ausführung umfasst das Ausgeben einer Warnung das Hervorheben, vorzugsweise Einfärben und/oder Beleuchten, des entsprechenden Bahn- bzw. Wegabschnitts entsprechend des hierfür ermittelten Abstands und/oder der hierfür ermittelten Schnittmenge, insbesondere des hierfür ermittelten Schnittvolumens, wobei dem Abstand und/oder der wenigstens einen Schnittmenge, insbesondere dem wenigstens einen Schnittvolumen unterschiedliche Hervorhebungen, vorzugsweise Farben bzw. Beleuchtungen, zugordnet sein können, beispielsweise allen Abständen im Warnbereich die Farbe Rot, Schnittmengen die Farbe Rot, insbesondere Schnittvolumina die Farbe Rot, oder auch allen Abständen im Warnbereich die Farbe Rot oder auch eine Farbe, die sich mit dem ermittelten Abstand, insbesondere im Warnbereich, kontinuierlich oder in mehreren diskreten Stufen ändert, bzw. sich die Beleuchtung mit den Abständen ändert.

Zusätzlich oder alternativ kann das Ausgeben einer Warnung das Hervorheben, vorzugsweise Einfärben und/oder Beleuchten, der Darstellung von einem oder mehreren, insbesondere allen, beweglichen Glieder des Roboters entsprechend des für den jeweiligen Abschnitt ermittelten Abstands und/oder der für den jeweiligen Abschnitt ermittelten Schnittmenge, insbesondere des für den jeweiligen Abschnitt ermittelte Schnittvolumen, umfassen, wobei verschiedenen Abständen unterschiedliche Hervorhebungen, vorzugsweise Farben und/oder Beleuchtungen, zugordnet sein können wie vorstehend beschrieben. Beispielsweise wird die Darstellung für bzw. längs Abschnitte(n) mit (zu) geringen Abständen rot und für bzw. längs Abschnitte(n) mit (ausreichend) großen Abständen, insbesondere im Warnbereich, grün eingefärbt, gleichermaßen kann sich die Farbe der Darstellung mit dem ermittelten Abstand kontinuierlich oder in mehreren diskreten Stufen ändern, und/oder die Darstellung für Abstände im Warnbereich leuchtend und außerhalb des Warnbereichs nicht-leuchtend dargestellt werden bzw. sich deren Beleuchtung mit den Abständen ändert.

Durch die Hervorhebung, insbesondere Färbung und/oder Beleuchtung, (kritischer) Abstände und/oder von Schnittmengen, insbesondere von Schnittvolumina, kann in einer Ausführung eine Prüfperson die Bahn und/oder die Pose rasch(er) prüfen bzw. beurteilen, durch die Hervorhebung, insbesondere Färbung und/oder Beleuchtung, der Darstellung des bzw. der Roboterglieder, insbesondere des Robotermodells, intuitiv(er), durch die Variation der Visualisierung vereinfacht und/oder ihre Erkennbarkeit verbessert werden.

In einer Weiterbildung wird für das Visualisieren des wenigsten einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs eine erste virtuelle Repräsentation verwendet, wenn der für diese Bereiche ermittelte Abstand in einem Teil des Warnbereichs liegt oder wenigstens eine Schnittmenge ermittelt wurde bzw. vorhanden ist, und für das Visualisieren des wenigsten einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs eine andere erste virtuelle Repräsentation verwendet, wenn der für diese Bereiche ermittelte Abstand in einem anderen Teil des Warnbereichs liegt und/oder keine Schnittmenge ermittelt wurde. Zusätzlich oder alternativ wird in einer Weiterbildung für das Visualisieren eines Abschnitts der Bahn eine zweite virtuelle Repräsentation verwendet, wenn der für diese Bereiche ermittelte Abstand außerhalb des Warnbereichs liegt

Die oben genannten Farben, Beleuchtungen bzw. Stilarten und Einteilungen sind natürlich nur exemplarisch, wobei eine Vielzahl anderer Diskretisierungen und/oder Warnungen möglich sind.

In einer Ausführung werden beim Visualisieren der virtuellen Repräsentation des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs insbesondere eine Geschwindigkeit und/oder wenigstens ein Parameter, beispielsweise eine Geschwindigkeit, für wenigstens einen, insbesondere von einer Prüfperson, ausgewählten Abschnitt, insbesondere Punkt, der Bahn und/oder wenigstens ein Parameter, beispielsweise eine Geschwindigkeit, für einen beim Visualisieren gerade bzw. aktuell simuliert, insbesondere im realen simuliert, ab- bzw. angefahrenen Abschnitt, insbesondere Punkt, der Bahn, und/oder Pose, ausgegeben.

In einer Ausführung werden beim Visualisieren der virtuellen Repräsentation des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs eine Checksumme der Sicherheitskonfiguration aus der Robotersteuerung, ein Datum, eine Uhrzeit, eine Seriennummern der Robotersteuerung und/oder eine Seriennummer des Roboters selbst als „Wasserzeichen” eingeblendet.

In einer Ausführung wird ein Video von wenigstens dem Abfahren und/oder Anfahren von wenigstens einer Pose und/oder wenigstens eines Abschnitts einer bereitgestellten Bahn, insbesondere von wenigstens einem vom Verfahren umfassten Schritt des Verfahrens, weiter insbesondere von allen Schritten des Verfahrens, aufgenommen und/oder erzeugt, insbesondere umfassend die von der Visualisierungsvorrichtung visualisierte Sicherheitskonfiguration, insbesondere mit dem wenigstens einen Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich.

Hierdurch kann in einer Ausführung auf eine Papierdokumentation des Prüfens der Sicherheitskonfiguration verzichtet werden, insbesondere die Papierdokumentation durch die Videodokumentation ersetzt werden, insbesondere das Prüfen der Sicherheitskonfiguration, insbesondere allein, mittels Videodokumentation durchgeführt werden.

Zusätzlich oder alternativ wird beim Visualisieren in einer Ausführung ein Wert des ermittelten Abstands für wenigstens einen Abschnitt der Bahn und/oder Pose von dem wenigstens einen Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich, insbesondere eines global minimalen Abstands und/oder eines Abstands für einen, insbesondere von einer Prüfperson, ausgewählten Abschnitt, insbesondere Punkt, der Bahn und/oder Pose und/oder für einen beim Visualisieren gerade bzw. aktuell simuliert abgefahrenen Abschnitt, insbesondere simuliert angefahrenen Punkt, der Bahn, und/oder Pose, ausgegeben.

Die Ausgabe eines Parameters und/oder eines Abstandswertes erfolgt in einer Ausführung numerisch, akustisch und/oder symbolisch. Beispielsweise kann eine Fahrtrichtung durch einen Pfeil ausgegeben werden, eine TCP-Geschwindigkeit durch eine entsprechende Zahlenangabe, ein Abstandswert symbolisch durch eine entsprechende Linie, insbesondere Bemaßungslinie mit, beispielsweise durch Pfeile, Querstriche oder dergleichen, symbolisierten Enden, akustisch, insbesondere durch verschiedene Tonhöhen in Bezug auf einen Referenzton, insbesondere einen Referenzton, der einem Nullwert oder vorbestimmten Wert des Parameters entspricht, und/oder numerisch durch eine entsprechende Zahlenangabe.

Durch eines oder mehrere der vorstehend genannten Merkmale kann in einer Ausführung eine Prüfperson die Sicherheitskonfiguration rasch(er) und/oder zuverlässig(er) prüfen bzw. beurteilen.

In einer Ausführung wird der Roboter auf Basis erfasster Gelenkpositionen (des Roboters) und/oder des (computerimplementierten) Modells des Roboters auf Überschreiten einer Grenze zwischen dem Arbeitsbereich und dem Schutzbereich überwacht.

Dadurch kann in einer Ausführung die Überwachung besonders zuverlässig und/oder präzise sein.

Je nach Ergebnis der Prüfung wird die Sicherheitskonfiguration, insbesondere der wenigstens eine Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich in einer Ausführung modifiziert, in einer Weiterbildung durch (Ein- bzw. Vorgaben durch) die Prüfperson, insbesondere mittels einer Eingabevorrichtung der augmentierten oder virtuellen Realität, weiter insbesondere über eine Eingabevorrichtung der Visualisierungsvorrichtung, oder auch automatisch. Dann kann ein hier beschriebenes Verfahren für die bzw. mit der modifizierte(n) Sicherheitskonfiguration, insbesondere für die bzw. mit dem modifizierten Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich, erneut durchgeführt werden, um in analoger Weise diese modifizierte Sicherheitskonfiguration zu prüfen, wobei dabei in einer Weiterbildung erneut Daten der realen Umgebung erfasst und das Umgebungsmodell auf Basis dieser Daten erneut ermittelt wird, was vorteilhaft Veränderungen der realen Umgebung berücksichtigen kann, in einer anderen Weiterbildung stattdessen das zuvor verwendete Umgebungsmodell weiterverwendet bzw. (erneut) bereitgestellt wird, was vorteilhaft Aufwand und Zeitbedarf reduzieren kann.

Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil beim bzw. zum Inbetriebnehmen des Roboters zum Prüfen der Sicherheitskonfiguration durchgeführt werden, da hier besonders vorteilhaft die Sicherheit erhöht und/oder Aufwand und/oder Zeit reduziert werden kann, sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System, insbesondere hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist auf:

- Mittel zum Ermitteln oder Bereitstellen eines computerimplementierten dreidimensionalen Umgebungsmodells;

- Mittel zum Bereitstellen von wenigstens einem Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich des Roboters;

- eine Visualisierungsvorrichtung zum Visualisieren einer virtuellen Repräsentation des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs; und

- Mittel zum Abfahren und/oder Anfahren von wenigstens einer Pose und/oder wenigstens eines Abschnitts einer bereitgestellten Bahn.

In einer Ausführung weist das System bzw. sein(e) Mittel auf: eine, insbesondere mobile, insbesondere tragbare, Erfassungsvorrichtung zum Erfassen von Daten einer realen Umgebung des Roboters und Mittel zum Ermitteln des Umgebungsmodells auf Basis dieser erfassten Daten, insbesondere mithilfe wenigstens einer Approximation von mithilfe der Erfassungsvorrichtung erfassten Punkten; und/oder wenigstens einen berührungslos messenden Abstandsmesser, insbesondere wenigstens einen Lidar-, Radar- oder Ultraschall-Abstandsmesser, und/oder wenigstens eine Kamera, insbesondere ein 3D-Kamerasystem, und/oder eine Bildauswertung; und/oder

Mittel zum Ermitteln des Umgebungsmodells auf Basis vorgegebener Soll-Daten, insbesondere CAD-Daten, der Umgebung und/oder auf Basis des Roboters, insbesondere mithilfe einer, insbesondere der, Erfassungsvorrichtung erfassten Daten des Roboters, und/oder auf Basis des Modells des Roboters und/oder auf Basis einer Auswahl eines Umgebungsbereichs durch eine Prüfperson; und/oder

Mittel zum Ermitteln des Modells des Roboters auf Basis vorgegebener Soll-Daten, insbesondere der vorgegebenen Bahn des Roboters und/oder CAD-Daten des Roboters, und/oder einer Vermessung des Roboters; In einer Ausführung kann das System bzw. seine Mittel aufweisen: Mittel zum Ermitteln des Abstands zwischen dem Modell des Roboters und dem Umgebungsmodell für wenigstens einen der verschiedenen Abschnitte der Bahn auf Basis eines minimalen Abstands zwischen einer imaginären Hülle eines ausgewählten beweglichen Glieds des Roboters oder einer imaginären Hülle mehrerer, insbesondere aller, beweglichen Glieder des Roboters und einer imaginären Hülle der gesamten durch das Umgebungsmodell beschriebenen Umgebung des Roboters oder eines ausgewählten Teilbereichs hiervon.

In einer Ausführung kann das System bzw. seine Mittel aufweisen: Mittel zum Verwenden einer ersten virtuellen Repräsentation für das Visualisieren des wenigstens einen Schutzbereichs, Arbeitsbereichs und/oder Werkzeugüberwachungsbereichswenn wenn ein Schutzbereich verletzt wird bzw. ist, und einer hiervon verschiedenen zweiten virtuellen Repräsentation, wenn der Schutzbereich nicht verletzt wird bzw. ist, insbesondere einer anderen ersten virtuellen Repräsentation, wenn ein ermittelter Abstand von wenigstens einem Teil des Roboters und/oder des Robotermodells in einem Warnbereich liegt.

In einer Ausführung kann das System bzw. seine Mittel aufweisen: Mittel zum Ausgeben wenigstens eines Parameters, insbesondere einer Checksumme der Sicherheitskonfiguration aus der Robotersteuerung, eines Datums, einer Uhrzeit, einer Seriennummern der Robotersteuerung und/oder einer Seriennummer des Roboters selbst als „Wasserzeichen”, weiter insbesondere einer Geschwindigkeit für wenigstens einen Abschnitt der Bahn und/oder für einen beim Visualisieren ab- bzw. angefahrenen Abschnitt, insbesondere Punkt, der Bahn, und/oder eines Werts eines Abstands für einen ausgewählten Abschnitt der Bahn von dem wenigsten einen Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsberiech und/oder für einen beim Visualisieren ab- bzw. angefahrenen Abschnitt, insbesondere Punkt, der Bahn, beim Visualisieren der virtuellen Repräsentation der Bahn, insbesondere numerisch, akustisch und/oder symbolisch.

Ein System und/oder ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere wenigstens eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU), Graphikkarte (GPU) oder dergleichen, und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die Verarbeitungseinheit die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere die virtuelle Repräsentation der Bahn visualisieren bzw. die Warnung bzw. Entwarnung ausgeben kann. Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere computerlesbares und/oder nicht-flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. von Anweisungen bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm bzw. mit darauf gespeicherten Anweisungen aufweisen, insbesondere sein. In einer Ausführung veranlasst ein Ausführen dieses Programms bzw. dieser Anweisungen durch ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer oder eine Anordnung von mehreren Computern, das System bzw. die Steuerung, insbesondere den bzw. die Computer, dazu, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen, bzw. sind das Programm bzw. die Anweisungen hierzu eingerichtet.

In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das System bzw. sein(e) Mittel.

In einer Ausführung weist das System den Roboter auf. In einer Ausführung ist bzw. wird die Sicherheitskonfiguration, insbesondere der Schutzbereich, so bzw. derart vorgegeben, dass bei diesem eine Kollision zwischen Roboter und Umgebung vorliegt oder wahrscheinlich(er) ist, und/oder die Sicherheitskonfiguration, insbesondere der Schutzbereich, so bzw. derart vorgegeben, dass bei diesem keine Kollision zwischen Roboter und Umgebung vorliegt oder wenig(er) wahrscheinlich ist.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert: Fig. 1 : ein System zum Prüfen einer Sicherheitskonfiguration eines Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2: ein System zum Prüfen einer Sicherheitskonfiguration eines Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3: ein Verfahren zum Prüfen der Sicherheitskonfiguration des Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein System zum Prüfen einer Sicherheitskonfiguration eines Roboters 1 mithilfe einer Visualisierungsvorrichtung in Form einer AR-Bri Ile 2 oder eines T ablets 3 durch eine Prüfperson 4.

In einem Schritt S10 (vgl. Fig.3) wird mithilfe einer an der Visualisierungsvorrichtung 2 bzw. 3, vorzugsweise integriert oder lösbar, angeordneten Erfassungsvorrichtung 5A bzw. 5B, beispielsweise einem 3D-Kamerasystem, Lidarsensor oder dergleichen, eine reale Umgebung 6 des Roboters erfasst und in einem Schritt S20 mithilfe dieser Daten ein computerimplementiertes Umgebungsmodell ermittelt. In einer nicht dargestellten Abwandlung kann das Umgebungsmodell zusätzlich oder alternativ auf Basis von Soll-Daten der Umgebung erstellt oder nur bereitgestellt, beispielsweise aus einem Speicher abgerufen, werden.

In einem Schritt S30 wird wenigstens ein Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich bereitgestellt, wobei die Sicherheitskonfiguration, insbesondere der wenigstens eine Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich beispielsweise mithilfe einer simulierten Umgebung, durch eine 3D-Simulationssoftware oder durch Einlernen bzw. Teachen vorgegeben wurde.

Beispielsweise kann das Robotermodell Geometrieprimitive in Form von Quadern, Zylindern oder dergleichen aufweisen, die jeweils einem der beweglichen Glieder des Roboters zugeordnet sind und deren Pose bzw. Lage sich entsprechend eines jeweiligen Abschnitts bzw. Bahnpunkts bzw. beim simulierten Abfahren einer Bahn durch den Roboter entsprechend ändert. Der Schutzbereich und/oder das Umgebungsmodell kann beispielsweise ein Gitter oder eine Approximationsfläche aufweisen, das bzw. die beim Umgebungsmodell eine beim Erfassen der realen Umgebung erfasste Punktewolke approximiert. Als Abstand zwischen Roboter- und Umgebungsmodell wird dann beispielsweise der minimale Abstand zwischen all diesen Geometrieprimitiven und dem Gitter bzw. der Approximationsfläche des Umgebungsmodell ermittelt. Eine Schnittmenge, insbesondere ein Schnittvolumen, wird dann beispielsweise zwischen Roboter, Robotermodell und/oder Umgebungsmodell ermittelt.

In einem Schritt S40 wird eine virtuelle Repräsentation des wenigstens einen Schutzbereichs 10, Arbeitsbereichs 9 und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs mithilfe der Visualisierungsvorrichtung 2 bzw. 3 in einer augmentierten Realität zum Prüfen der Sicherheitskonfiguration visualisiert, beispielsweise beim Abfahren und/oder Anfahren eines Wegs des TCPs als Linie und/oder die Geometrieprimitive beim simulierten Abfahren einer Bahn.

Bei dieser Visualisierung wird für einen Abschnitt der Bahn eine Warnung ausgegeben, wenn der für diesen Abschnitt ermittelte Abstand in einem vorgegebenen Warnbereich liegt und/oder wenigstens eine Schnittmenge, insbesondere ein Schnittvolumen, ermittelt wurde bzw. existert, beispielsweise in vorstehend beschriebener Weise mittels Hervorheben von entsprechenden Abschnitten oder dergleichen.

Mithilfe dieser visualisierten virtuellen Repräsentation und der ausgegebenen Warnungen kann die Prüfperson 4 in Schritt S40 prüfen, ob für die Sicherheitskonfiguration des Roboters eine Gefahr einer Kollision des Roboters 1 mit der Umgebung beim Abfahren einer vorgegebenen Bahn vorliegt bzw. wie groß diese ist und/oder ob der Roboter beim Abfahren der vorgegebenen Bahn einen Schutzbereich verletzt bzw. durchfährt.

Dabei kann die Prüfperson 4 sich vorteilhaft auf die Abschnitte beschränken bzw. konzentrieren, für die eine Warnung ausgegeben wird, und diese genau(er) prüfen und die Bahn gegebenenfalls, insbesondere in solchen Abschnitten, und/oder die Sicherheitskonfiguration, insbesondere den wenigstens einen Schutzbereich Arbeitsbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereich, in einem Schritt S50 modifizieren, woraufhin die Schritte S30, S40 und gegebenenfalls S50 erneut durchgeführt werden können.

Die geprüfte Sicherheitskonfiguration kann in einem Schritt S60 mit dem realen Roboter (nochmals) abgefahren, insbesondere dokumentiert, werden. Es kann (hierzu) wenigstens ein Parameter 7 visualisiert werden, insbesondere eine Checksumme der Sicherheitskonfiguration aus der Robotersteuerung, ein Datums, eine Uhrzeit, eine Seriennummern der Robotersteuerung und/oder eine Seriennummer des Roboters selbst, insbesondere als „Wasserzeichen”.

In Fig. 1 verletzt der Roboter 1 einen Schutzbereich 10 bzw. verlässt einen Arbeitsbereich 9. Die Prüfperson 4 kann dies einerseits über eine Simulation mit einem Robotermodell feststellen, bzw. die Sicherheitskonfiguration überprüfen, wobei das Robotermodell beim Abfahren und/oder Anfahren einer Pose und/oder wenigstens einem Teil einer Bahn virtuell in der Visualisierungsvorrichtung visualisiert wird oder andererseits über das Abfahren und/oder Anfahren einer Pose und/oder wenigstens einem Teil einer Bahn mit dem realen Roboter, wobei in der Visualisierungsvorrichtung ein Schutzbereich, Arbeitsbereich und/oder ein Werkzeugüberwachungsbereichs visualisiert wird bzw. ist, und insbesondere ein Robotermodell ausgeblendet oder nicht visualisiert wird bzw. ist.

In Fig. 2 ist exemplarisch ein geänderter Schutzbereich 10 bzw. geänderter Arbeitsbereich 9, beispielsweise in Reaktion auf die Kollision bzw. Verletzung des Schutzbereichs in Fig. 1 , dargestellt. Dabei kann die Prüfperson 4 über eine Eingabevorrichtung der Visualisierungsvorrichtung 2, 3 einen Schutzbereich und/oder Werkzeugüberwachungsbereichs, respektive einen Arbeitsbereich modifizieren.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Bezuqszeichenliste

1 Roboter

2 AR-Brille 3 Tablet

4 Prüfperson

5A; 5B Erfassungsvorrichtung

6 Umgebung

7 Parameter in der AR 8 In AR angezeigt Grenze der Bereiche

9 Arbeitsbereich

10 Schutzbereich

TCP Tool Center Point