Robotersystem und Verfahren zum Betreiben des Robotersystems

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem und ein Verfahren zum Betreiben des Robotersystems. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Robotersystem und/oder dessen Betrieb zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Robotersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 14 stellt ein Verfahren zum Betreiben eines hier beschriebenen Robotersystems unter Schutz. Die

Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.

Gemäß eines Aspekts weist ein Robotersystem, insbesondere ein Roboter, ein oder mehrere Roboterstrukturglieder auf, das bzw. die (jeweils) zwei benachbarte

Robotergelenke tragend bzw. strukturell miteinander verbinden, in einer Ausführung Komponenten eines oder beider Gelenke, insbesondere Gehäuse, Wellen, Lager oder dergleichen, aufweisen. Zusätzlich oder alternativ weist das Robotersystem in einer Ausführung eine Basis und/oder ein Roboterwerkzeug und/oder Roboter-bzw.

Werkzeugflansch auf, die (jeweils) ein (proximales bzw. distales) Robotergelenk und eine diesem benachbarte Roboterbefestigungsfläche oder Roboterarbeitsfläche tragend bzw. strukturell miteinander verbindet, in einer Ausführung Komponenten des Gelenks, insbesondere ein Gehäuse, eine Welle, ein Lager oder dergleichen, und/oder die Roboterbefestigungs- oder -arbeitsfläche aufweisen, und daher vorliegend ebenfalls als Roboterstrukturglied im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet wird/werden. Vorzugsweise weist das Robotersystem bzw. der Roboter, insbesondere elektrische, in einer Ausführung elektromotorische, Antriebe zum Verstellen bzw. Bewegen eines oder mehrerer der Gelenke auf.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Robotersystem für das bzw. eines oder mehrere der Roboterstrukturglieder (jeweils) eine ein- oder mehrteilige erste strukturgliedfeste Außenschale auf, die das (jeweilige)

Roboterstrukturglieder vollständig oder teilweise, in einer Ausführung zu wenigstens 25%, insbesondere wenigstens 50%, in einer Ausführung wenigstens 75%, abdeckt, insbesondere vollständig oder teilweise umgreift, insbesondere umschließt, bzw. hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird. In einer Weiterbildung deckt die erste strukturgliedfeste Außenschale auch ein oder beide Gelenke, in denen das (jeweilige) Roboterstrukturglieder angelenkt bzw. angebunden ist, vollständig oder teilweise, in einer Ausführung zu wenigstens 25%, insbesondere wenigstens 50%, in einer Ausführung wenigstens 75%, ab, sie kann das (jeweilige) Gelenke insbesondere vollständig oder teilweise umgreifen, insbesondere umschließen, bzw. hierzu eingerichtet sein bzw. verwendet werden. In einer (anderen) Weiterbildung lässt die erste strukturgliedfeste Außenschale ein oder beide Gelenke, in denen das (jeweilige) Roboterstrukturglieder angelenkt bzw. -bunden ist, vollständig oder teilweise frei bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. wird hierzu verwendet.

In einer Ausführung weist das Robotersystem eine oder mehrere weitere ein- oder mehrteilige Außenschalen auf. In einer Weiterbildung deckt/decken die bzw. eine oder mehrere der weiteren Außenschalen das (jeweilige) Roboterstrukturglieder zusammen mit der ersten Außenschale vollständig oder teilweise, in einer Ausführung zu wenigstens 25%, insbesondere wenigstens 50%, in einer Ausführung wenigstens 75%, ab bzw. ist/sind hierzu eingerichtet bzw. wird/werden hierzu verwendet. In einer anderen Weiterbildung deckt/decken die bzw. eine oder mehrere der weiteren

Außenschalen das (jeweilige) Roboterstrukturglieder anstelle der ersten Außenschale vollständig oder teilweise, in einer Ausführung zu wenigstens 25%, insbesondere wenigstens 50%, in einer Ausführung wenigstens 75%, ab bzw. ist/sind hierzu eingerichtet bzw. wird/werden hierzu verwendet. In einer Ausführung deckt/decken die bzw. eine oder mehrere der weiteren Außenschalen (zusammen mit oder anstelle der ersten Außenschale) auch ein oder beide Gelenke, in denen das (jeweilige)

Roboterstrukturglieder angelenkt bzw. -bunden ist, vollständig oder teilweise, in einer Ausführung zu wenigstens 25%, insbesondere wenigstens 50%, in einer Ausführung wenigstens 75%, ab, sie kann/können das (jeweilige) Gelenke insbesondere

vollständig oder teilweise umgreifen, insbesondere umschließen, bzw. hierzu eingerichtet sein bzw. verwendet werden. In einer (anderen) Ausführung lässt/lassen die bzw. eine oder mehrere der weiteren Außenschalen ein oder beide Gelenke, in denen das (jeweilige) Roboterstrukturglieder angelenkt bzw. -bunden ist, vollständig oder teilweise frei bzw. ist/sind hierzu eingerichtet bzw. wird/werden hierzu verwendet.

In einer Ausführung wird bzw. ist die erste Außenschale, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, in einer Ausführung reibschlüssig und/oder formschlüssig, an dem (jeweiligen bzw. zugeordneten) Roboterstrukturglied oder einer weiteren Außenschale befestigt, insbesondere mittels Schraub-, Steck-, Spreiz- und/oder Schnappverbindung. In der einen Weiterbildung wird/werden bzw. ist/sind die bzw. eine oder mehrere der weiteren Außenschalen, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, in einer Ausführung reibschlüssig und/oder formschlüssig, an dem (jeweiligen bzw. zugeordneten)

Roboterstrukturglied und/oder der daran befestigten ersten Außenschale befestigt, insbesondere mittels Schraub-, Steck-, Spreiz- und/oder Schnappverbindung.

In der anderen Weiterbildung wird/werden bzw. ist/sind die bzw. eine oder mehrere der weiteren Außenschalen, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, in einer Ausführung reibschlüssig und/oder formschlüssig, anstelle der ersten Außenschale an der- bzw. denselben oder anderen Schnittstelle(n) des (jeweiligen bzw. zugeordneten)

Roboterstrukturgliedes befestigt, insbesondere mittels Schraub-, Steck-,

Spreiz- und/oder Schnappverbindung. Mit anderen Worten können in einer

Ausführung für das gleiche Glied wahlweise verschiedene, insbesondere in Farbe, Form, Material und/oder Funktion verschiedenartige, Außenschalen verwendet werden, so dass das baukastenartig die Austausch- bzw. Erweiterbarkeit des

Robotersystems verbessert wird. Insbesondere können zwei oder mehrere

Außenschalen einem Roboterstrukturglied zugeordnet sein, wobei jede der

Außenschalen an dem zugeordneten Roboterstrukturglied und/oder an einer der anderen Außenschalen befestigt sein kann. Besonders bevorzugt können die die zwei oder mehrere Außenschalen zumindest bereichsweise zueinander formkongruent ausgebildet sein, insbesondere um in einem an dem zugeordneten

Roboterstrukturglied angeordneten bzw. befestigten Zustand im Wesentlichen spaltfrei miteinander mechanisch zu kontaktieren.

In einer Ausführung weist/weisen die bzw. eine oder mehrere der weiteren

Außenschalen eine von der ersten Außenschale wenigstens teilweise verschiedene Geometrie, Oberfläche, insbesondere Farbe, Haptik und/oder Steifigkeit, Teilezahl und/oder Funktionalität auf und/oder ist/sind wenigstens teilweise aus von der ersten Außenschale verschiedenem Werkstoff gefertigt.

Somit wird in einer Ausführung ein modulares Baukastensystem vorgeschlagen, bei dem wahlweise bzw. alternativ, insbesondere für verschiedene Einsatzbereiche, unterschiedliche Außenschalen an dem (jeweiligen) Roboterstrukturglieder

angeordnet bzw. verwendet werden und das Robotersystem so vorteilhaft an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann. In einer anderen Ausführung können, insbesondere beschädigte, Außenschalen vorteilhaft durch baugleiche Außenschalen ersetzt werden. Vorteilhafterweise sind die Außenschalen zerstörungsfrei austauschbar, so dass das Robotersystem durch einen Wechsel bzw. Austausch der Außenschalen an eine veränderte Anforderung anpassbar ist.

In einer Ausführung überträgt das Roboterstrukturglied (jeweils) Lasten in sechs Freiheitsgraden, insbesondere also Zug-Druckkräfte, Biege- und Torsionsmomente, und/oder wenigstens 75%, insbesondere wenigstens 90%, in einer Ausführung wenigstens 98% aller Lasten zwischen den beiden Robotergelenken bzw. dem

Robotergelenk und der Roboterbefestigungs- bzw. -arbeitsfläche, die es verbindet, bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. wird hierzu verwendet („tragende Verbindung“).

In einer Ausführung weist es hierzu wenigstens abschnittsweise einen offenen

Profilquerschnitt, insbesondere ein U-, T- oder Doppel-T-Profil oder dergleichen, und/oder wenigstens abschnittsweise einen Vollquerschnitt auf und/oder ist aus Metall und/oder mittels Urformen, insbesondere Gießen, Strangpressen oder dergleichen, gefertigt. Hierdurch können in einer Ausführung Lasten besonders vorteilhaft übertragen werden.

In einer Ausführung ist/sind bzw. wird/werden das bzw. eines oder mehrere der Roboterstrukturglieder (jeweils) mit einer oder mehreren elektrischen, insbesondere elektronischen, pneumatischen und/oder hydraulischen Komponenten und/oder Leitungen bestückt, die ebenfalls von der ersten strukturgliedfesten Außenschale wenigstens teilweise abgedeckt und/oder vor deren Befestigung an dem

Roboterstrukturglieder montiert werden.

Entsprechend überträgt in einer Ausführung die erste und/oder wenigstens eine weitere Außenschale höchstens 25%, insbesondere höchstens 10%, in einer

Ausführung höchstens 2%, aller Lasten zwischen den beiden Robotergelenken bzw. dem Robotergelenk und der Roboterbefestigungs- bzw. -arbeitsfläche, die das

(jeweilige) Roboterstrukturglieder, verbindet, bzw. ist nichttragend bzw. hierzu eingerichtet bzw. wird hierzu verwendet.

Somit wird in einer Ausführung eine Funktionstrennung zwischen einer kinematischen bzw. Strukturfunktion(alität), die das Strukturglied übernimmt, und einer oder mehreren Zusatzfunktion(alität)en, die die Außenschale wenigstens teilweise übernimmt, insbesondere verschiedenen Zusatzfunktion(alität)en, die die alternativ verwendeten Außenschalen übernehmen, vorgeschlagen. Dadurch können in einer Ausführung Strukturglied und/oder Außenschale(n) jeweils vorteilhaft an ihre jeweilige (Haupt) Funktion(alität) angepasst werden.

In einer Ausführung weist/weisen die erste und/oder wenigstens eine weitere

Außenschale (jeweils) wenigstens zwei Außenschalenteile auf, die zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden werden bzw. sind, in einer Ausführung reib- und/oder formschlüssig, insbesondere mittels Schraub-, Steck-, Spreiz- und/oder

Schnappverbindung.

In einer Ausführung wird wenigstens eine Außenschale, die das Roboterstrukturglied aktuell wenigstens teilweise abdeckt, insbesondere daran befestigt ist, erfasst, insbesondere identifiziert, und in einer Weiterbildung in Abhängigkeit von einer bzw. der erfassten bzw. identifizierten Außenschale ein Betriebsmodus, insbesondere Fährbetrieb, freigegeben und/oder zwischen verschiedenen Betriebsmodi,

insbesondere des Roboters, umgeschaltet. Entsprechend weist das Robotersystem, insbesondere das bzw. eines oder mehrere der Strukturglieder und/oder die (jeweilige) Außenschale, in einer Ausführung Mittel zum Erfassen, insbesondere Identifizieren, wenigstens einer Außenschale, die das Roboterstrukturglied aktuell wenigstens teilweise abdeckt, insbesondere daran befestigt ist, und in einer Weiterbildung zum Freigeben eines Betriebs(modus) und/oder Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsmodi, insbesondere des Roboters, in Abhängigkeit von der erfassten

Außenschale, auf.

Die Erfassung kann in einer Ausführung mechanisch, insbesondere mithilfe eines oder mehrerer Kodierstifte, Taster oder dergleichen, insbesondere nach dem

Schlüssel-Schloss-Prinzip, elektrisch und/oder magnetisch, insbesondere

elektromagnetisch, in einer Ausführung mithilfe RFID („radio-frequency Identification“), NFC („Near Field Communication“) oder dergleichen, oder optisch, insbesondere mithilfe einer Bild-, insbesondere QR-Code-Auswertung erfolgen. Entsprechend weist bzw. weisen in einer Ausführung die erste und/oder wenigstens eine weitere

Außenschale, in einer Ausführung unterschiedliche, Identifikationsmerkmale, beispielsweise RFID-Transponder, Kodierstifte, QR-Codes oder dergleichen auf, die von entsprechenden Sensoren am Roboterstrukturglied erfasst werden.

Hierdurch kann in einer Ausführung ein Roboterbetrieb an das Vorhandensein

(irgend)einer Außenschale oder einer bestimmten Au ßenschale(nsorte) angepasst werden. So kann in einer Ausführung eine Bewegungsfreigabe, eine, insbesondere maximal zulässige, Geschwindigkeit, Reichweite und/oder aufbringbare Kraft, eine Kühlung, ein Mensch-Roboter-Kooperations- und/oder ein Voll-Automatik-Betrieb oder dergleichen an das (Erfassen des) Vorhandensein(s) (irgend)einer Außenschale oder einer bestimmten Au ßenschale(nsorte) gekoppelt sein bzw. werden bzw. hiervon abhängen.

In einer Ausführung wird in einen Betriebsmodus umgeschaltet bzw. ein Betrieb freigegeben, wenn das Vorhandensein irgendeiner Außenschale erfasst wird, und in einen weiteren Betriebsmodus umgeschaltet bzw. ein Betrieb, insbesondere

Fährbetrieb, nicht freigegeben, wenn bzw. solange das Nicht-Vorhandensein irgendeiner Außenschale bzw. das Fehlen jeglicher Außenschale erfasst wird.

In einer Ausführung wird in einen Betriebsmodus umgeschaltet, wenn das

Vorhandensein der ersten Außenschale erfasst wird, und in einen weiteren

Betriebsmodus umgeschaltet, wenn das Vorhandensein einer hiervon

verschiedenartigen weiteren Außenschale erfasst wird.

Dadurch kann in einer Ausführung der Roboterbetrieb vorteilhaft an die jeweils vorhandene(n) Außenschale(n) angepasst und so insbesondere eine

Betriebssicherheit verbessert werden.

Zusätzlich oder alternativ kann ein ein- oder mehrteiliges Siegel vorgesehen sein, das durch Entfernen der (ersten) Außenschale beschädigt, insbesondere zerstört, wird.

Mit anderen Worten ist in einer Ausführung die (erste) Außenschale nur unter

Beschädigung, insbesondere Zerstörung, des Siegels möglich.

Dadurch kann in einer Ausführung eine unerlaubte Manipulation bzw. ein Missbrauch erkannt und so insbesondere eine Betriebssicherheit verbessert werden. In einer Ausführung weist/weisen die erste und/oder wenigstens eine weitere

Außenschale (jeweils) wenigstens ein aktives Sicherheitsmittel zur Reduzierung einer Kollisionsbelastung und/oder wenigstens ein passives Sicherheitsmittel zur

Reduzierung einer Kollisionsbelastung auf. In einer Ausführung wird wenigstens ein außenschalenseitiges Sicherheitsmittel zur Reduzierung einer Kollisionsbelastung aktiviert, falls eine Kollision prognostiziert und/oder erfasst wird.

Ein passives Sicherheitsmittel weist in einer Ausführung eine dämpfende,

insbesondere energie- bzw. stoßabsorbierende Materialschicht, insbesondere einen Zellstoff, eine Waben- oder Federstruktur oder dergleichen, auf. In einer Ausführung ist ein passives Sicherheitsmittel, insbesondere eine stoßabsorbierende

Materialschicht, dazu vorgesehen bzw. eingerichtet, sich elastisch und/oder plastisch bzw. wenigstens teilweise reversibel und/oder wenigstens teilweise nicht reversibel zu verformen, bzw. wird hierzu verwendet.

Ein aktives Sicherheitsmittel weist in einer Ausführung eine Kontaktfläche auf, die durch einen außenschalen- oder strukturgliedfesten Aktuator verstellt, insbesondere ausgefahren und/oder entfaltet, wird, insbesondere, falls ein außenschalen- oder strukturgliedfester Sensor oder ein von dem Roboterstrukturglied und der

Außenschale beabstandeter, insbesondere an einem anderen Roboterstrukturglied oder einer anderen Außenschale oder auch von dem Roboter beabstandeter Sensor eine Kollision prognostiziert oder erfasst, bzw. ist das Sicherheitsmittel, insbesondere die Kontaktfläche, der Aktuator und/oder Sensor, hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu verwendet.

In einer Ausführung weist das aktive Sicherheitsmittel einen Airbag auf. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung die jeweilige Außenschale durch einen außenschalen- oder strukturgliedfesten Aktuator komplett oder lokal, insbesondere segmentweise, von dem Roboterstrukturglied weg bzw. ausgefahren werden bzw. Außenschale und Aktuator hierzu eingerichtet sein bzw. verwendet werden. Dabei kann der Aktuator in einer Ausführung die Außenschale bzw. deren lokalen Bereich aktiv ausfahren und/oder eine Sperre einer Federeinrichtung lösen, die die

Außenschale bzw. deren lokalen Bereich vorspannt. Dadurch kann in einer

Ausführung eine Betriebssicherheit verbessert werden, insbesondere in Verbindung mit einem Umschalten zwischen Betriebsmodi in Abhängigkeit davon, ob die erfasste Außenschale ein entsprechendes Sicherheitsmittel aufweist bzw. welches

Sicherheitsmittel die erfasste Außenschale aufweist.

In einer Ausführung weist/weisen die erste und/oder wenigstens eine weitere

Außenschale (jeweils) wenigstens ein Schutzmittel zur, insbesondere elektrischen und/oder elektromagnetischen Abschirmung, insbesondere Abschirmung

elektromagnetischer, insbesondere Funk-Wellen, und/oder zur, insbesondere wasser-, öl- und/oder luftdichten und/oder sterilen bzw. keimdichten Abdichtung eines strukturgliedseitigen Innenraums auf, in einer Ausführung dichtet die Außenschale den strukturgliedseitigen Innenraum, insbesondere wasser-, öl- und/oder luftdicht und/oder steril und/oder zur Gewährleistung eines IP-Schutzes, ab bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. wird hierzu verwendet. Eine Abschirmung eines strukturgliedseitigen Innenraums kann gleichermaßen dem Schutz des Innenraums, insbesondere elektr(on)ischer Komponenten im Innenraum, wie auch des Außenraums dienen.

Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung die erste und/oder wenigstens eine weitere Außenschale (jeweils) als sterile Einwegschale ausgeführt bzw. nur einmalig verwendet und nach Gebrauch entsorgt werden. Gleichermaßen kann in einer Ausführung die erste und/oder wenigstens eine weitere Außenschale (jeweils) vor (wiederholtem) Gebrauch sterilisiert bzw. mehrfach verwendet werden.

Zweckmäßigerweise können die Außenschalen sterilisierbar ausgebildet sein, um beispielsweise durch Autoklavieren, Plasmabehandlung, chemische Sterilisations- bzw. Desinfektionsmittel bzw. Gammastrahlung sterilisiert zu werden. Dadurch kann in einer Ausführung eine Betriebssicherheit verbessert werden, insbesondere in Verbindung mit einem Umschalten zwischen Betriebsmodi in Abhängigkeit davon, ob die erfasste Außenschale steril ist bzw. nach Gebrauch ausgetauscht wurde.

Zusätzlich oder alternativ wird/werden bzw. ist/sind in einer Ausführung die

Außenschale(n), die ein oder mehrere Roboterstrukturglieder des Roboter(system)s abdecken, insbesondere daran angeordnet, insbesondere befestigt, sind, außenseitig durch eine ein- oder mehrteilige, insbesondere wasser-, öl- und/oder luftdichte und/oder sterile Schutzhülle umhüllt, die an der bzw. einer oder mehreren der

Außenschale(n) befestigt sein bzw. werden kann. In einer Ausführung wird ein strukturgliedseitiger Innenraum der ersten und/oder wenigstens einen weiteren Außenschale (jeweils) mithilfe eines au ßenschalenseitigen Thermomittels temperiert. Entsprechend weist/weisen die erste und/oder wenigstens eine weitere Außenschale in einer Ausführung (jeweils) wenigstens ein aktives und/oder wenigstens ein passives Thermomittel zur Temperierung und/oder thermischen Isolation eines strukturgliedseitigen Innenraums auf.

Ein passives Thermomittel weist in einer Ausführung eine Materialschicht mit einer Wärmeleitfähigkeit von höchstens 0,5 W/(mK), insbesondere höchstens 0,1 W/(mK), bei 20 °C und/oder einen Emissionsgrad e von wenigstens 0,7 und/oder mehrere Kühlkanäle und/oder Durchgangsöffnungen an der Außenschale auf.

Ein aktives Thermomittel weist in einer Ausführung ein, insbesondere elektrisches, Heizelement, einen Wärmetauscher, einen Lüfter, verstellbare Durchgangsöffnungen an der Außenschale, einen Aktuator zum Öffnen bzw. Schließen von Kühlkanälen und/oder Durchgangsöffnungen an der Außenschale und/oder eine

Außenschalenfläche auf, die durch einen außenschalen- oder strukturgliedfesten Aktuator verstellt, insbesondere ausgefahren wird bzw. werden kann.

Hierdurch kann in einer Ausführung, insbesondere je nach Betriebszustand bzw. Antriebslast, Wärme abgeführt und so eine Aufheizung, insbesondere Überhitzung, von Komponenten vermieden und dadurch der Betrieb, insbesondere ein

Wirkungsgrad, eine Prozessgeschwindigkeit und/oder eine Betriebssicherheit verbessert werden.

Wie vorstehend mit Bezug auf aktive Sicherheits- und Thermomittel ausgeführt, kann es vorteilhaft sein, eine Außenschale, die das jeweilige Roboterstrukturglied wenigstens teilweise abdeckt, zu verstellen, insbesondere als Ganzes oder vorzugsweise in Teilen, insbesondere zwei oder mehr Teile der mehrteiligen

Außenschale gegeneinander zu verstellen. Auf diese Weise können in einer

Ausführung bedarfsweise Spalte zur Kühlung geöffnet bzw. vergrößert und/oder eine Kontaktfläche zum frühzeitigen Abfangen bzw. Vergrößern einer Knautsch- bzw. Crashzone bei erfasster bzw. prognostizierter Kollision ausgefahren werden. Insbesondere hierzu wird in einer Ausführung wenigstens ein Teil einer das

Roboterstrukturglied wenigstens teilweise abdeckenden strukturgliedfesten

Außenschale mithilfe wenigstens eines Strukturglied- oder au ßenschalenfesten

Aktuators, insbesondere gegenüber bzw. relativ dem zu Roboterstrukturglied, verstellt, insbesondere verschoben und/oder -schwenkt, insbesondere wenigstens zwei Teile der Außenschale gegeneinander. Entsprechend weist in einer Ausführung das

Robotersystem wenigstens einen Strukturglied- oder außenschalenfesten Aktuator zum Verstellen, insbesondere Verschieben und/oder -schwenken, wenigstens eines Teils einer das Roboterstrukturglied wenigstens teilweise abdeckenden

strukturgliedfesten Außenschale, insbesondere gegenüber bzw. relativ zu dem

Roboterstrukturglied, auf, insbesondere zum Verstellen wenigstens zweier Teile der Außenschale gegeneinander. Dabei kann eine solche Verstellung außer bei

Kollisionen und/oder zur Temperierung auch für andere Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise, um eine Außenkontur bedarfsweise zu verkleinern oder dergleichen.

In einer Ausführung ist/sind bzw. wird/werden eine oder mehrere Zusatzkomponenten, insbesondere Leitungen, Sensoren und/oder Aktuatoren, (jeweils) an einer,

insbesondere strukturgliedzugewandten bzw. innenseitigen oder

strukturgliedabgewandten bzw. außenseitigen, Schnittstelle der ersten und/oder wenigstens einen weiteren Außenschale befestigt, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, in einer Ausführung form- und/oder reibschlüssig. Entsprechend weist/weisen in einer Ausführung die erste und/oder wenigstens eine weitere Außenschale (jeweils) eine oder mehrere, insbesondere strukturgliedzugewandte bzw. innenseitige und/oder strukturgliedabgewandte bzw. außenseitige, Schnittstellen, beispielsweise

Anschraubpunkte, insbesondere Gewinde, Clipse, Schellen, Halter oder dergleichen, auf, an denen Zusatzkomponenten, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, in einer Ausführung form- und/oder reibschlüssig, befestigt sind bzw. werden bzw. die hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet sind bzw. verwendet werden. Hierdurch kann in einer Ausführung die Außenschale an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst und so flexibler eingesetzt werden.

In einer Ausführung weist/weisen die erste und/oder wenigstens eine weitere

Außenschale (jeweils) wenigstens eine elektrische und/oder wenigstens eine

Fluidleitung auf. Diese ist in einer Weiterbildung fest bzw. dauerhaft, insbesondere stoffschlüssig, mit der Außenschale verbunden, in die Außenschale integriert oder zerstörungsfrei lösbar, in einer Ausführung form- und/oder reibschlüssig, an der Außenschale befestigt. In einer Ausführung ist die Leitung auf einer

strukturgliedzugewandten Innenseite oder einer strukturgliedabgewandten Außenseite der Außenschale angeordnet. Hierdurch können Leitungen vorteilhaft, insbesondere bedarfsweise, montiert werden.

In einer Ausführung werden Informationen mithilfe eines außenschalenseitigen

Ein- und/oder Ausgabemittels ein- bzw. ausgeben, insbesondere manuell bzw. optisch und/oder akustisch. Entsprechend weist/weisen die erste und/oder wenigstens eine weitere Außenschale (jeweils) wenigstens ein Ein- und/oder Ausgabemittel zum, insbesondere manuellen, Eingeben bzw., insbesondere optischen und/oder

akustischen, Ausgeben von Informationen auf. Dieses kann fest bzw. dauerhaft, insbesondere stoffschlüssig, mit der Außenschale verbunden, in die Außenschale integriert oder zerstörungsfrei lösbar, in einer Ausführung form- und/oder reibschlüssig, an der Außenschale befestigt sein bzw. werden.

In einer Weiterbildung kann das Ausgabemittel einen oder mehrere punkt- oder linienförmige oder flächige ansteuerbare Lichtelemente, insbesondere LCD-, TFT-, OLED-Displays, RGB-LED-Bänder, RGB-LEDs oder dergleichen aufweisen und/oder einen Status, ein gewähltes Programm, einen Programmfortschritt, eine

Geschwindigkeit des Roboters oder dergleichen anzeigen. Das Eingabemittel kann in einer Weiterbildung einen Taster, Schalter, ein Jogwheel, eine kapazitive und/oder drucksensitive Touchoberfläche oder dergleichen aufweisen. Hierdurch können in einer Ausführung je nach Einsatzbedingung durch die Verwendung verschiedener Außenschalen unterschiedliche Ein- bzw. Ausgabemöglichkeiten vorgesehen und das Robotersystem so flexibler eingesetzt werden.

In einer Ausführung wird eine Umgebung, insbesondere ein Umfeld, mithilfe

wenigstens eines au ßenschalenseitigen Sensors, in einer Ausführung optisch bzw. visuell, erfasst. Entsprechend weist/weisen in einer Ausführung die erste und/oder wenigstens eine weitere Außenschale (jeweils) wenigstens einen Sensor zur

Umgebungs-, insbesondere Umfelderfassung auf. Hierdurch kann in einer Ausführung ein hier erläutertes Sicherheitsmittel aktiviert, insbesondere ein hier erläuterter

Strukturglied- oder außenschalenfester Aktuator aktiviert werden. In einer Ausführung weist/weisen die erste und/oder wenigstens eine weitere

Außenschale (jeweils) wenigstens einen aktiven und/oder wenigstens einen passiven Fehlgebrauchsindikator auf, insbesondere einen Temperatur-, Feuchte- und/oder Beschleunigungssensor zum Erfassen eines Betriebs bei einer unzulässigen

Temperatur und/oder Feuchte und/oder von unzulässig starken Stößen und/oder einen Speicher zum Abspeichern hiervon, einen energieabsorbierenden Fiartschaum, eine passive drucksensitive Folie oder dergleichen zum Erfassen von Kontakten, oder dergleichen. Hierdurch kann ein Fehlgebrauch festgestellt und dadurch in einer Ausführung eine Betriebssicherheit verbessert werden.

Insbesondere, wenn eine Außenschale eine oder mehrere elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Komponenten, insbesondere Aktuatoren, Ein- und/oder

Ausgabemittel, Sensoren, Anschlüsse, Leitungen oder dergleichen aufweist, welche in einer Ausführung (jeweils) zerstörungsfrei lösbar, insbesondere reib- und/oder formschlüssig, oder nicht zerstörungsfrei lösbar, insbesondere stoffschlüssig, an der Außenschale befestigt, insbesondere in diese integriert sein können, weisen in einer Ausführung das Roboterstrukturglied und/oder die Außenschale, insbesondere wenigstens zwei miteinander verbundene oder hierzu eingerichtete Teile der

Außenschale jeweils, insbesondere komplementäre, elektrische, pneumatische bzw. hydraulische Schnittstellen auf, durch die diese schalenseitigen Komponenten

(elektrisch, pneumatisch bzw. hydraulisch) angebunden bzw. verbunden sein bzw. werden können bzw. die hierzu eingerichtet sind bzw. verwendet werden. In einer Ausführung ist eine solche schalenseitige Schnittstelle in die Außenschale integriert. Somit wird in einer Ausführung eine elektrische, pneumatische oder hydraulische Schnittstelle eines Teils einer Außenschale mit einer elektrischen, pneumatischen bzw. hydraulischen Schnittstelle eines anderen Teils der Außenschale verbunden und/oder eine elektrische, pneumatische oder hydraulische Schnittstelle einer Außenschale mit einer strukturgliedseitigen elektrischen, pneumatischen bzw. hydraulischen

Schnittstelle verbunden bzw. weisen die Außenschale bzw. ihre Teile bzw. das

Roboterstrukturglied hierzu eingerichtete bzw. verwendete Schnittstellen auf.

Hierdurch kann in einer Ausführung die Montage vereinfacht und/oder die (elektrische, pneumatische bzw. hydraulische) Ver- bzw. Anbindung verbessert, insbesondere geschützt, werden. Ein Aktuator, insbesondere des aktiven Sicherheitsmittels zum Ausfahren der

Außenschale bzw. deren lokalen Bereichs oder Lösen einer Sperre einer

Federeinrichtung, die die Außenschale bzw. deren lokalen Bereich vorspannt, und/oder des aktiven Thermomittels zum Öffnen bzw. Schließen von Kühlkanälen und/oder Durchgangsöffnungen an der Außenschale und/oder Ausfahren einer Au ßenschalenfläche, weist in einer Ausführung ein Element aus

Formgedächtnismaterial auf, das elektrisch bzw. thermisch gesteuert bzw. verstellt wird bzw. hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird. Hierdurch kann in einer

Ausführung ein besonders kompakter und/oder thermoadaptiver bzw. selbstregelnder Aktuator realisiert werden.

In einer Ausführung weist ein Aktuator, insbesondere zum Verstellen wenigstens eines Teils einer das Roboterstrukturglied wenigstens teilweise abdeckenden strukturgliedfesten Außenschale, einen elektrischen, insbesondere

elektromagnetischen und/oder -motorischen, hydraulischen und/oder pneumatischen Antrieb auf. Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben des Robotersystems bzw. der Roboteranordnungen bzw. des Roboters, umfassend den Schritt zumindest bereichsweises Abdecken zumindest eines Roboterstrukturgliedes mit der ersten und/oder wenigstens einen weiteren Außenschale. Dadurch kann das Robotersystem vorteilhafterweise an verschiedene Anforderungen konfiguriert werden. Mit anderen Worten kann das Konfigurieren des Robotersystems mittels des Anordnens einer oder mehrerer Außenschalen an ein zugeordnetes Roboterstrukturglied erfolgen.

Vorzugsweise weist das Verfahren den Schritt des Erfassens, insbesondere des Identifizierens, der angeordneten Außenschale auf. Vorteilhafterweise können dadurch in einfacher Weise Funktionen bzw. Betriebsmodi freigeschaltet werden ohne zusätzliche Konfigurationsarbeiten an einer Steuerung des Robotersystems durchzuführen. Insbesondere kann durch ein Austauschen der Außenschale(n) zwischen zwei Betriebsmodi umgeschaltet werden. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

Fig. 1 : ein Robotersystem bzw. Verfahren nach einer Ausführung der

vorliegenden Erfindung;

Fig. 2: ein Roboterstrukturglied und eine erste strukturgliedfeste Außenschale des Robotersystems;

Fig. 3: das Roboterstrukturglied und eine weitere strukturgliedfeste

Außenschale des Robotersystems;

Fig. 4 einen Aktuator zum Verstellen eines Teils der weiteren Außenschale; und

Fig. 5: ein Verfahren nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Robotersystem bzw. Verfahren nach einer Ausführung der

vorliegenden Erfindung.

Das Robotersystem weist einen Roboter mit einem Roboterstrukturglied in Form einer Basis, die ein proximales Robotergelenk 21 und eine benachbarte

Roboterbefestigungsfläche 100 tragend miteinander verbindet, mehreren

Roboterstrukturglieder 1 1 - 15, die jeweils zwei benachbarte Gelenke 21 -22, 22-23, 23-24, 24-25 bzw. 25-26 tragend miteinander verbinden, sowie einem

Roboterstrukturglied in Form eines Robotergreifers 16, der ein distales Robotergelenk 26 und eine benachbarte Roboterarbeitsfläche 1 10 tragend miteinander verbindet, und eine Robotersteuerung 2 auf.

An einem oder mehreren der Roboterstrukturglieder 10-16 werden bzw. sind jeweils mehrteilige erste Außenschalen befestigt, die die jeweiligen Roboterstrukturglieder abdecken.

Exemplarisch ist in Fig. 1 eine erste Außenschale 32 bereits an dem

Roboterstrukturglied 12 befestigt, während eine erste Außenschale 34A, 34 B gerade an dem Roboterstrukturglied 14 befestigt wird.

Dabei werden, wie in Fig. 1 durch Montagepfeile angedeutet, zwei Außenschalenteile 34 A, 34B zerstörungsfrei lösbar an mechanischen Schnittstellen miteinander verbunden, die in den Figuren durch schwarze Rechtecke angedeutet sind. Mechanische Schnittstellen der Außenschalen(teile), die in den Figuren ebenfalls durch schwarze Rechtecke angedeutet sind, sind bzw. werden ihrerseits

zerstörungsfrei lösbar an dem jeweiligen Roboterstrukturglied befestigt, wobei diese mechanischen Schnittstellen jeweils zusätzlich elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Schnittstellen aufweisen bzw. sein können.

Fig. 2 zeigt das Roboterstrukturglied 12 und die erste Außenschale 32 in vergrößerter Darstellung.

An dem Roboterstrukturglied 12 sind Sensoren 40 angeordnet, die die aktuell an dem Roboterstrukturglied befestigte Außenschale identifizieren und dies an die

Robotersteuerung 2 melden, die daraufhin in einen Betriebsmodus umschaltet, der für die identifizierte(n) Außenschale(n) zugelassen ist.

Beispielsweise prüft die Robotersteuerung 2 in einer Ausführung in einem Schritt S10 (vgl. Fig. 5), ob an allen beweglichen Roboterstrukturgliedern 1 1 -16 jeweils eine Außenschale mit einem nachfolgend erläuterten Sicherheitsmittel angeordnet bzw. erfasst ist. Ist dies der Fall (S10:„Y“), wird in einen Mensch-Roboter-Kooperations- Betrieb oder einen Betriebsmodus mit höheren zulässigen Geschwindigkeiten des Roboters umgeschaltet (S20), andernfalls (S10:„N“) in einen Automatik-Betrieb oder einen Betriebsmodus mit niedrigeren zulässigen Geschwindigkeiten des Roboters (S30). In einer Abwandlung kann auch geprüft werden, ob überhaupt an jedem hierfür vorgesehenen Roboterstrukturglied bzw. dessen Schnittstelle(n) (irgend)eine

(zugelassene) Außenschale angeordnet ist, beispielsweise mithilfe einer Erfassung von Kodierstiften oder dergleichen, und nur in diesem Fall (S10:„Y“) ein (Fahr)Betrieb des Roboters freigegeben werden (S20), andernfalls eine entsprechende Meldung ausgegeben werden (S30). Die erste Außenschale 32 weist exemplarisch ein passives Sicherheitsmittel zur Reduzierung einer Kollisionsbelastung in Form einer energieabsorbierenden, elastischen Außenschicht 50 und ein passives Thermomittel zur thermischen Isolation eines strukturgliedseitigen Innenraums in Form einer Isolationsschicht 51 auf und dichtet zudem den Innenraum ab. Zudem weist die erste Außenschale 32 exemplarisch ein aktives Thermomittel 52 zur Temperierung des strukturgliedseitigen Innenraums in Form eines Lüfters,

Wärmetauschers oder dergleichen auf, das in Fig. 2 schematisiert angedeutet ist.

Des Weiteren weist die erste Außenschale 32 exemplarisch ein Ein- und/oder Ausgabemittel 54 in Form eines Touchscreens, RGB-Leds oder dergleichen auf, das in Fig. 2 ebenfalls schematisiert angedeutet ist.

Außerdem weist die erste Außenschale 32 exemplarisch Schnittstellen 55 auf, an denen eine Energie- oder Fluidleitung 200 befestig ist bzw. wird.

Außerdem weist die erste Außenschale 32 exemplarisch eine integrierte

Energie- oder Fluidleitung 210 auf.

Des Weiteren weist die erste Außenschale 32, die wie die erste Außenschale 34A, 34B zweitteilig ist, exemplarisch an den mechanischen Verbindungsschnittstellen der beiden Außenschalenteile Siegel 58 auf, die beim Öffnen der Außenschale 32 bzw. Lösen der beiden Außenschalenteile voneinander zerstört werden. Die erste

Außenschale 32 der Fig. 1 , 2 kann wahlweise gegen eine weitere Außenschale 32‘ ausgetauscht werden, die in Fig. 3 dargestellt ist. Diese weitere Außenschale 32‘ weist Sensoren 56 in Form von Kameras, Ultraschallsensoren oder dergleichen zur Umgebungserfassung auf.

Zudem sind an der weitere Außenschale 32‘ Aktuatoren 57 zum Verstellen der beiden Außenschalenteile 32 A‘, 32B‘ aus einer geschlossenen Stellung, die in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist, in eine geöffnete Stellung vorgesehen, die in Fig. 3 ausgezogen dargestellt ist. Hierdurch können Kühlspalte zur Kühlung des

strukturgliedseitigen Innenraums erzeugt bzw. geöffnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann durch die in Fig. 4 angedeutete Verstellung in die geöffnete Stellung proaktiv eine Kontaktfläche verstellt werden, um eine Kollisionsbelastung zu reduzieren, wenn mithilfe der Sensoren 56 eine Kollision prognostiziert oder erfasst wird. In einer Ausführung werden die Außenschalenteile 32A‘, 32B‘ auch in die geöffnete Stellung verstellt, falls ein Sensor an einer Außenschale eines anderen der Roboterstrukturglieder 10, 1 1 , 13-16 eine Kollision prognostiziert. Dies kann gleichermaßen an Fig. 5 veranschaulicht werden, in der dann bzw. hierzu Schritt S10 die Prognose bzw. Erfassung einer (bevorstehenden) Kollision und/oder eines Kühlbedarfs und S20 eine entsprechende Verstellung bzw. Öffnung der

Außenschalenteile 32 A‘, 32B‘ bzw. Schritt S20 eine entsprechende Rück- bzw. Nicht- Verstellung bzw. Schließung darstellt.

Fig. 4 zeigt exemplarisch den Aktuator zum Verstellen des Außenschalenteils 32B‘ mit einem Element 57.1 aus Formgedächtnismaterial, das sich infolge einer Erwärmung des Innenraums ausdehnt und dadurch das Außenschalenteil 32B‘ öffnet und zusätzlich zur weiteren Öffnung bestromt werden kann.

In einer Abwandlung kann das Element 57.1 in Fig. 4 auch eine Blattfeder sein, die den Außenschalenteil 32B‘ öffnet, sobald eine Sperre gelöst wird bzw. ist. Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.

So weist insbesondere die erste Außenschale 32 zur kompakteren Darstellung diverse Mittel 50 - 55 und die integrierte Leitung 210 auf, wobei in einer Abwandlung eines oder mehrere dieser Mittel und/oder diese integrierte Leitung entfallen und/oder analog zu Fig. 4 weitere Außenschalen vorgesehen sein können, die alternativ an Stelle der ersten Außenschale 32 oder weiteren Außenschale 32‘ an dem

Roboterstrukturglied 12 befestigt werden und eines oder mehrere dieser Mittel und/oder diese integrierte Leitung aufweisen bzw. andere Funktion(alität)en zur Verfügung stellen können. Zusätzlich oder alternativ kann die Außen- und/oder Innenschicht 50, 51 auch eine elektrische Abschirmung aufweisen.

Zusätzlich oder alternativ kann die Außenschicht 50 auch eine passive drucksensitive Folie aufweisen, die bei über den vorgesehenen bzw. Normal betrieb hinausgehenden Kontaktkräften bleibende Veränderungen, insbesondere Verfärbungen oder dergleichen, annimmt und so einen Fehlgebrauch indiziert.

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.

So umgreifen die Außenschalen 32, 32‘, (34A+34B) in den Figuren die jeweiligen Roboterstrukturglieder sowie diese verbindenden Gelenke jeweils wenigstens teilweise. Dies ist, wie bereits erwähnt, nur schematisch, in Abwandlungen können Außenschalen insbesondere auch ein oder beide Gelenke freilassen bzw. nur das Roboterstrukturglieder selber (wenigstens teilweise) abdecken.

Bezugszeichenliste

2 Robotersteuerung

10 - 16 Roboterstrukturglied

21 - 26 Robotergelenk

32 erste Außenschale

32‘ weitere Außenschale

32A‘, 32B‘ Außenschalenteile

34A, 34B Außenschalenteile

40 Erkennungs-/ldentifikationssensor

50 Außenschicht

51 Innenschicht/Isolationsschicht

52 aktives Thermomittel

54 Ein-/Ausgabemittel

55 Schnittstelle zur Befestigung einer Zusatzkomponente

56 Sensor

57 Aktuator

57.1 Element aus Formgedächtnismaterial/Blattfeder

58 Siegel

100, 1 10 Roboterbefestigungs-/-arbeitsfläche

200; 210 Leitung