Arbeitsstation

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsstation mit einem

Industrieroboter mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs .

Arbeitsstationen mit einem oder mehreren Robotern sind aus der Praxis in verschiedenen Ausprägungen bekannt. In der Regel sind sie als vollautomatische Stationen ausgebildet und zur Unfallsicherheit von Werkern mit

Schutzabtrennungen ausgerüstet, die mechanisch den

Werkerzutritt verhindern oder den Industrieroboter

abschalten .

Ferner gibt es Bestrebungen, Menschen mit

Industrierobotern, insbesondere taktilen Robotern,

kooperieren oder kollaborieren zu lassen. Dies wird als Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) bezeichnet. Hierfür geeignete taktile Gelenkarm-Industrieroboter sind z.B. aus der DE 10 2007 063 099 AI, DE 10 2007 014 023 AI und DE 10 2007 028 758 B4 bekannt.

Andererseits ist aus der DE 10 2007 059 481 AI eine

Sicherheitsüberwachung an einem Industrieroboter durch Sollwerte bekannt. Die DE 10 2005 027 522 B4 offenbart einen Industrieroboter mit einem bewegten

Überwachungsbereich um das Werkzeug bzw. den

Gefahrenbereich herum durch kapazitive Sensorik. Für die Auslegung von ArbeitStationen ist eine Risikobeurteilung nach DIN EN ISO 12100 durchzuführen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

verbesserte Arbeitsstation und eine verbesserte

Auslegungsmöglichkeit für eine Arbeitsstation aufzuzeigen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den selbst ständigen Ansprüchen.

Die Arbeitsstation ist für eine Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) ausgebildet ist, wobei sich die Arbeitsräume von

Industrieroboter und Werker überschneiden und ein

Berührungskontakt zwischen Industrieroboter und Werker möglich ist. Die Arbeitsstation ist in mehrere

verschiedene Zonen mit unterschiedlich hohen, vom

Industrieroboter ausgehenden Gefährdungsgraden für den

Werker unterteilt. Der Industrieroboter ist für eine MRK tauglich ausgebildet.

Die beanspruchte Arbeitsstation, Anlage und optische

Anzeige haben den Vorteil, dass die Arbeitsstation in Realitas und in der optischen Anzeige in mehrere

unterschiedliche Gefährdungszonen unterteilt ist und eine dementsprechend klare und sichere Stationsauslegung und Ansteuerung bzw. Programmierung des Industrieroboters erlaubt.

Von besonderem Vorteil ist, dass die verschiedenen Zonen nach ihrem Gefährdungsgrad unterschiedlich markiert sind und somit klar, eindeutig und schnell unterscheidbar sind. Farbmarkierungen sind hierfür besonders gut geeignet.

Günstig ist eine Farbstaffelung, die ähnlich einer

Verkehrsampel die Gefährdungsstufen von grün nach rot signalisiert . Dies hat verschiedene Vorteile. Zum einen ergibt sich eine schnelle und klare MRK-und Anlagen-Visualisierung. Ferner wird die Anwendung eines dynamischen oder statischen

Kräftekatalogs bei der Auslegung vereinfacht. Hierfür ist es insbesondere von Vorteil, wenn eine Unterteilung in eine MRK-Zone mit schmerzfreien Kontakten von Mensch und Roboter und in eine Prozesszone mit zwar nicht

schmerzfreien, aber verletzungsfreien Kontakten erfolgt. Durch die Zonenunterteilung und die Zonenabgrenzung sind einfache und eindeutige Implementierungen von

Geschwindigkeitsgrenzen für Industrieroboter im MRK- Betrieb in den Zonen möglich. Weitere Vorteile sind vereinfachte Risikobeurteilungen und Risikodarstellungen.

Die optische Anzeige, die z.B. in gedruckter Form oder als Bildschirmanzeige vorliegen kann, erleichtert das

Ausrollen der Mensch-Roboter-Kooperation in einer

Arbeitsstation und in einer Anlage. Den Planer wird ein

Hilfsmittel an die Hand gegeben, um die unterschiedlichen Ausprägungsformen der MRK darstellen zu können (z.B. für Lieferantenanfragen, Sachmittelgenehmigungen etc.) . Der Spielraum der MRK-Anwendungen ist groß und erfasst z.B. schutzzaunlose Montagen, die Arbeit eines Menschen neben oder mit dem Roboter, die Führung eines Roboters durch den Menschen etc.. Die optische Anzeige bietet hierzu Klarheit und ein visualisierendes Werkzeug, um das Ausrollpotenzial der MRK in einer Arbeitsstation und einer ganzen Anlage beurteilen zu können.

Wegen der Neuartigkeit von MRK-Arbeit sstat ionen und des beschränkten Erfahrungsschatzes bietet die Erfindung neuen Mitarbeitern in einem Unternehmen die Möglichkeit, eine MRK-Arbeit Station bzw. -anläge richtig einschätzen und nutzen zu können. Einem solchen Mitarbeiter im

Planungsbereich, aber auch einem Werker an der

Arbeitsstation vor Ort wird klar angegeben, an welchen Stellen er in die Arbeitsstation hineinfassen darf, wobei ein Roboterkontakt ohne Schmerzen möglich ist und wo er nicht hinfassen darf, weil hier ein Kontakt mit Schmerzen oder gar auch mit Verletzungen möglich ist. Durch die erfindungsgemäße Zonenunterteilung und deren Markierung kann auch der Absicherungsaufwand mit mechanischen

Schutzabtrennungen und den damit verbundenen Behinderungen reduziert werden. Gegenüber der Risikobeurteilung nach DIN EN ISO 12100 mit der dortigen bloßen Bestimmung von Maschinengrenzen bietet die Erfindung eine bessere Unterteilung für die

Risikobeurteilung innerhalb der Maschinengrenzen, wobei insbesondere unterschiedliche Zuweisung von MRK-

Funktionalität möglich sind.

Für die Zonenunterscheidung nach einem

Gefährdungspotenzial des Industrieroboters ist es von besonderem Vorteil, wenn der Industrieroboter selbst eine MRK-Tauglichkeit besitzt und wenn er insbesondere als taktiler Roboter ausgebildet ist. Alternativ kann die MRK- Tauglichkeit auch auf andere Weise hergestellt werden, z.B. durch mitgeführte oder externe optische oder andere berührungslose Überwachungssysteme, eine extern am

Industrieroboter oder am Werkzeug angebaute Sensorik, z.B. mit kapazitiven Sensoren oder dgl .

Der MRK-taugliche Industrieroboter, insbesondere ein taktiler Industrieroboter, kann ein den Gefährdungs zonen und der Erreichbarkeit bzw. Kollisionsgefahr für einen Menschen entsprechendes Verhalten zeigen. Dies kann insbesondere die Reaktionsschwelle, Geschwindigkeit und Beschleunigung betreffen. Auch sein Bewegungsbereich kann eingeschränkt sein. Besondere mechanische und den

Prozessablauf evtl. störende Schutzmaßnahmen können dadurch entbehrlich oder zumindest reduziert sein.

Ein besonders sensitives Roboterverhalten kann zu

Einschränkungen der Prozess-Leistungsfähigkeit des

Industrieroboters führen. Durch die Zonenunterteilung und ein zonenspezifisches Roboterverhalten kann eine

Ausgewogenheit und ein Optimum zwischen Personenschutz und Leistungsfähigkeit im Prozess erzielt werden. Ein taktiler Roboter hat den Vorteil, dass entgegen des Eingangs genannten Standes der Technik kein zusätzliches Werkzeug zur Überwachung der zugewiesenen MRK- Funktionalitäten erforderlich ist. Ferner ist es beim taktilen Roboter mit integrierter Sensorik möglich, auf externe Überwachungssystem zu verzichten und/oder deren Einsatz zumindest zu verringern. Ein taktiler Roboter mit integrierter Sensorik hat nicht mehr die aus der

DE 10 2005 027 522 B4 vorgegebene Abhängigkeit von der jeweiligen Applikation bzw. vom Prozess und von der

Vorgabe eines spezifischen Lösungswegs zur Erzeugung eines Sicherheitsbereichs. Ein Sicherheitsbereich muss auch nicht mehr als Input für eine Sicherheitsüberwachung in deren MRK-Zonen eingegeben werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Auslegung einer MRK- Arbeitsstation oder einer optischen Anzeige, insbesondere insbesondere einem Layout, in gedruckter Form oder als Bildschirmanzeige für eine solche Arbeitsstation mit einem programmierbaren Industrieroboter, wobei die

Arbeitsstation einen manuellen Arbeitsplatz für einen Werker in der Umgebung des Industrieroboters aufweist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen

Figur 1: eine Arbeitsstation mit einem Industrieroboter, einem Werker und verschiedenen Gefährdungszonen mit unterschiedlichen Zonenmarkierungen,

Figur 2: eine optische Anzeige der Arbeitsstation von

Figur 1 und

Figur 3: einen taktilen Industrieroboter in

Streckstellung .

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsstation (1), eine Anlage (2) und eine optische Anzeige (3) der

Arbeitsstation (1) sowie deren Auslegung. Figur 1 zeigt eine Arbeitsstation (1), die als singuläre Station oder als Bestandteil einer Anlage (2),

insbesondere einer Fertigungsanlage, ausgebildet sein kann. Innerhalb einer Anlage (2) kann eine Arbeitsstation (1) auch mehrfach vorhanden sein, wobei hier gleiche oder unterschiedliche Prozesse ausgeführt werden. Figur 2 zeigt eine optische Anzeige (3) dieser Arbeitsstation (1) .

Innerhalb einer Arbeitsstation (1) können ein oder mehrere Prozesse beliebiger Art ausgeführt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen

Montageprozess , wobei an einem Werkstück (8) ein oder mehrere Bauteile (9), insbesondere Kleinteile, montiert werden oder auch solchen Bauteilen (9) ein Werkstück (8) gebildet wird. Andere mögliche Prozessarten betreffen Fügeprozesse, Umformprozesse, Auftrageprozesse,

Prüfprozesse oder dergleichen. Die Arbeitsstation (1) weist einen programmierbaren

Industrieroboter (4) und einen manuellen Arbeitsplatz (16) für einen Werker (5) auf, der in der Umgebung des

Industrieroboters (4) angesiedelt ist. Die Arbeitsräume von Industrieroboter (4) und Werker (5) können sich dabei überschneiden. Innerhalb einer Arbeitsstation (1) können auch mehrere Industrieroboter (4) und/oder mehrere

manuelle Arbeitsplätze (16) vorhanden sein. Der Industrieroboter (4) trägt ein Werkzeug (15) für den jeweiligen Prozess, das z.B. als GreifWerkzeug ausgebildet ist. Das Werkzeug (15) kann fest oder mittels einer

Wechselkupplung automatisch wechselbar am Industrieroboter (4) montiert sein. Die Arbeitsstation (1) kann außerdem eine oder mehrere manuell bedienbare oder automatische und ggf. angetriebene Hilfsvorrichtungen (nicht dargestellt) aufweisen .

Der Industrieroboter (4) ist für eine Mensch-Roboter- Kooperation (MRK) tauglich ausgebildet. Vorzugsweise handelt es sich um einen taktilen mehrachsigen

Industrieroboter (4) mit bevorzugt integrierter Sensorik (14), der sensitive Eigenschaften hat und selbst einen Berührungskontakte mit dem menschlichen Körper oder anderen Hindernissen detektieren und hierauf reagieren kann. Er kann dabei z.B. stehen bleiben oder sich ggf. auch von der Kontaktstelle entfernen, insbesondere

zurückbewegen. Der taktile Industrieroboter (4) detektiert einen Berührungskontakt als äußere Belastung, die an einer nicht erwarteten Roboterposition auftritt. Für die

Reaktion auf einen Berührungskontakt kann es

unterschiedlich hohe Belastungs- und Reaktionsschwellen geben . Der Industrieroboter (4) kann z.B. gemäß der DE 10 2007

063 099 AI, DE 10 2007 014 023 AI und/oder DE 10 2007 028 758 B4 ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend erläutert.

Die Arbeitsstation (1) ist in mehrere verschiedene Zonen (17,18,19,20) unterteilt, wobei in den Zonen (17,18,19,20) unterschiedlich hohe und vom Industrieroboter (4)

ausgehende Gefährdungsgrade für den Werker (5) bestehen. Die verschiedenen Zonen (17,18,19,20) weisen

unterschiedliche Markierungen (21,22,23,24) zu ihrer

Unterscheidung auf. Die Markierungen (21,22,23,24) sind für einen Werker (5) oder einen Planer in beliebiger

Weise, bevorzugt optisch bzw. visuell, erfassbar. Sie sind z.B. als Farbmarkierungen ausgebildet.

Die Markierungen (21,22,23,24) für die jeweilige Zone (17,18,19,20) signalisieren den in der Zone bestehenden Gefährdungsgrad für den Werker (5) . Die Markierungen

(21,22,23,24) signalisieren die räumliche Erstreckung der jeweils zugehörigen Zone (17,18,19,20) . Damit werden auch die Grenzen der bevorzugt voneinander getrennten Zonen (17, 18, 19, 20) signalisiert und insbesondere visualisiert .

Eine Markierung (21,22,23,24), insbesondere

Farbmarkierung, kann unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. als größere und evtl. zonenweite, zusammenhängende Markierungsfläche, insbesondere Farbfläche. Eine

Markierung (21,22,23,24) kann auch streifenförmig oder linienförmig, z.B. als Randmarkierung am Zonenrand, insbesondere als farbiger Randsaum, als Linie von

Markierungspunkten oder dgl . , ausgebildet sein. In einer optischen Anzeige (3) kann eine Markierung (21,22,23,24) als farbige Hintergrundfläche oder als durchscheinender Farbsaum erscheinen, wobei die konstruktiven Strukturen der Arbeitsstation (1) erkennbar bleiben. Figur 2 zeigt eine optische Anzeige (3) bzw. ein Layout der vorgenannten Arbeitsstation (1) . Die Anzeige (3) ist z.B. als Bildschirmanzeige auf einem Monitor (25) ausgebildet. Alternativ kann eine optische Anzeige (3) auch als Ausdruck des Stations- oder Anlagenplans auf Papier oder Folie ausgebildet sein. Bestandteil der

Erfindung ist außerdem ein Softwaretool für die Planung oder Auslegung von Arbeitsstationen (1) . Die optische

Anzeige (3) oder ein hiervon gebildetes Layout, kann als optisches und visuell erfassbares Ausgabeformat des

Softwaretools vorhanden sein. Die Markierungen

(21,22,23,24) werden in Figur 2 durch unterschiedliche Flächenmuster oder Schraffüren symbolisiert.

Die Arbeitsvorrichtung (1) ist im gezeigten

Ausführungsbeispiel in vier Gefährdungszonen (17,18,19,20) unterteilt. Die Zahl der Zonen- und

Gefährdungsgradunterteilungen kann auch kleiner oder größer sein und kann z.B. drei oder fünf betragen. Ferner ist es möglich, dass in der der Arbeitsstation (1) mehrere Zonen mit gleichem Gefährdungsgrad vorhanden sind. Innerhalb der Gefährdungszonen (17,18,19,20) kann der

Industrieroboter (4), insbesondere taktile Roboter, ein unterschiedliches Verhalten, insbesondere hinsichtlich Belastungs- und Reaktionsschwelle, Geschwindigkeit und Beschleunigung, zeigen. Dies richtet sich nach der

aktuellen Position der Roboterreferenz, insbesondere des Tool-Center-Points (TCP) , bezüglich einer Zone

(17,18,19,20). Der Industrieroboter (4) wird hierfür von der Robotersteuerung (nicht dargestellt) entsprechend angesteuert .

Eine Zone (17) ist z.B. als freie und für einen Werker (5) ungefährliche Zone ausgebildet. Eine freie Zone (17) ist für den Industrieroboter (4) nicht erreichbar und/oder weist eine Absicherung (6), insbesondere eine

Schutzabtrennung, auf. Eine freie Zone (17) ist in Figur 1 und 2 zweifach vorhanden. Eine freie Zone (17) ist z.B. durch eine grüne Farbmarkierung (21) gekennzeichnet. Sofern eine freie Zone (17) sich mit dem Arbeitsraum des Industrieroboters (4) überschneidet, bestehen hier keine durch Personenschutz bedingten und leistungsmindernden Einschränkungen im Roboterverhalten.

Eine andere Zone (18) ist als MRK-Zone ausgebildet, in der sich die Arbeitsräume von Werker (5) und Industrieroboter (4) bestimmungsgemäß Überschneiden. Innerhalb der MRK-Zone ist ein Berührungskontakt von Werker (5) und

Industrieroboter (4) ohne Verletzungen für den Werker (5) möglich. Falls ein Berührungskontakt erfolgt, verursacht dieser keine oder nur geringer Schmerzen. Eine MRK-Zone (18) ist z.B. durch eine gelbe Farbmarkierung (22)

gekennzeichnet.

In der MRK-Zone (18) sind die Geschwindigkeiten und

Beschleunigungen sowie die Belastungs- und

Reaktionsschwelle des Industrieroboters (4) besonders niedrig und gestatten das vorgenannten Roboterverhalten im Kontaktfall. Der Arbeitsraum des Industrieroboters (4) kann außerdem durch Programmierung oder mechanisch

eingeschränkt sein. Eine weitere Zone (19) ist als Prozesszone ausgebildet, die sich im Arbeitsraum des Industrieroboters (4)

befindet. Die Prozesszone (19) ist für einen Werker (5) bei nicht bestimmungsgemäßen Verhalten erreichbar. Ein Berührungskontakt von Werker (5) und Industrieroboter (4) ist ohne Verletzungen möglich, wobei ggf. größere

Schmerzen in Kauf zu nehmen sind. Eine Prozesszone wird z.B. durch eine orange Farbmarkierung (23) gekennzeichnet.

In der Prozesszone (19) können die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen sowie die Belastungs- und

Reaktionsschwelle des taktilen Industrieroboters (4) höher als in der MRK-Zone (18) sein. Dies erhöht anderseits seine Leistungsfähigkeit.

Eine weitere Zone (20) ist als Risikozone ausgebildet, die sich im Arbeitsraum des Industrieroboters befindet und die für einen Werker (5) bei nicht bestimmungsgemäßen

Verhalten erreichbar ist. Der Industrieroboter (4) führt hier den automatischen Prozess, z.B. den Montageprozess, durch und bestückt das Werkstück (8) mit den Bauteilen (9) .

Ein Berührungskontakt von Werker (5) und Industrieroboter (4) ist in der Risikozone (20) möglich, wobei Verletzungen drohen. Eine zusätzliche Absicherung (6) kann für den

Werker (5) erforderlich oder vorgesehen sein. Diese kann z.B. als Lichtschranke oder dergleichen Detektionsmittel für das Eindringen eines Körperteils in die Risikozone (20) ausgebildet sein. Eine Risikozone (20) wird z.B.

durch eine rote Farbmarkierung (24) gekennzeichnet. in der Risikozone (20) können die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen sowie die Belastungs- und

Reaktionsschwelle des taktilen Industrieroboters (4) noch höher als in der MRK-und Prozesszone (18,19) sein. Seine Leistungsfähigkeit kann maximiert werden.

In konstruktiver Hinsicht weist die Arbeitsstation (1) z.B. einen Arbeitstisch (7) mit dem manuellen Arbeitsplatz (16) und seitlich angrenzenden Schutzabtrennungen (6), z.B. Zäunen, Schranken oder dgl. zur Bildung der freien Zone (17) auf. Die Arbeitsstation (1) kann außerdem eine äußere Einhausung, z.B. ein Gehäuse, einen Zaun oder dergleichen aufweisen, der die freie Zone (17) von der Umgebung trennt. Statt einer mechanischen Schutzabtrennung kann auch eine andere Form einer Absicherung (6), z.B. durch Lichtschranken, Kontaktmatten am Fußboden oder dgl. andere Detektionsmittel vorliegen. Auf dem Arbeitstisch (7) wird randseitig und im Bereich der manuellen Arbeitsstelle (16) die MRK-Zone (18)

gebildet. Dies kann ein Zuführbereich sein, in dem ein Werker (5) ein oder mehrere Bauteile (9) zuführt und für den Industrieroboter (4) bereitstellt. Evtl. kann der

Werker (5) hier auch manuelle Montagearbeiten durchführen.

An die MRK-Zone (17) schließt sich an der vom Werker (5) abgewandten Seite die Risikozone (20) an, in der der

Industrieroboter (4) den eigentlichen Prozess, z.B. die automatische Bauteilmontage am oder zum Werkstück (8), durchführt .

Die MRK-Zone (18) und die Risikozone (20) können seitlich von der Prozesszone (19) umgeben sein. Der

Industrieroboter (4) kann ggf. in der Prozesszone (19) angeordnet sein. In Prozesszone (19) kann außerdem eine automatische Zuführung von Bauteilen (9) erfolgen. Die Zuführeinrichtung ist der Übersicht halber nicht

dargestellt.

In Figur 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform des in Figur 1 und 2 schematisch angedeuteten taktilen

Industrieroboters (4) in Streckstellung und ohne Werkzeug (15) dargestellt.

Der Industrieroboter (4) weist mehrere, bevorzugt drei oder mehr, bewegliche und miteinander verbundene Glieder (10,11,12,13) auf. Die z.B. vier Glieder (10,11,12,13) sind vorzugsweise gelenkig und über drehende Roboterachsen I-VII miteinander verbunden. Im gezeigten

Ausführungsbeispiel weist er ein mit dem Untergrund verbundenes Basisglied (13) und ein Endglied (10) sowie zwei Zwischenglieder (11,12) auf. Die Zwischenglieder (11,12) sind mehrteilig und in sich verdrehbar mittels Achsen (III) und (V) ausgebildet. Die Zahl der

Zwischenglieder (11,12) kann alternativ kleiner oder größer sein. In weiterer Abwandlung können einzelne oder alle Zwischenglieder (11,12) in sich drehfest und ohne zusätzliche Achse ausgebildet sein. Die Glieder

(10,11,12,13) können eine gerade oder gemäß Figur 3 abgewinkelte Form haben. Der Industrieroboter (4) kann gemäß Figur 1 und 2 stehend oder alternativ hängend angeordnet sein.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Industrieroboter (4) als Gelenkarm- oder Knickarmroboter ausgebildet und weist sieben angetriebene Achsen bzw. Bewegungsachsen I- VII auf. Die Achsen I-VII sind mit einer Robotersteuerung verbunden und können gesteuert und ggf. geregelt werden. Das abtriebsseitige Endglied (10) des Industrieroboters (4) ist z.B. als Roboterhand ausgebildet und weist ein um eine Drehachse drehbares Abtriebselement, z.B. einen

Abtriebsflansch, für die Montage des Werkzeugs (15) oder einer Wechselkupplung auf. Die Drehachse bildet die letzte Roboterachse VII.

Die Roboterachsen I-VII weisen jeweils ein Achslager, z.B. Drehlager bzw. ein Gelenk, und einen hier zugeordneten und integrierten steuerbaren, ggf. regelbaren Achsantrieb, z.B. Drehantrieb, auf. Außerdem können die Roboterachsen I-VII eine Steuer- oder schaltbare Bremse und die ggf. redundante Sensorik (14) haben, die in Figur 3 nur mit einem Pfeil angedeutet ist. Die Sensorik (14) kann

integriert sein und kann z.B. einen oder mehrere Sensoren an einer oder mehreren Roboterachsen I-VII aufweisen.

Diese Sensoren können gleiche oder unterschiedliche

Funktionen haben. Sie können insbesondere zum Erfassen von äußeren einwirkenden Belastungen, insbesondere von

Momenten, ausgebildet sein. Sie können ferner

Drehbewegungen und ggf. Drehpositionen detektieren. In einer anderen Ausführungsform kann ein solche mit der

Robotersteuerung verbundene Sensorik am Industrieroboter (4) extern angebaut sein, z.B. am Abtriebselement oder am Werkzeug ( 15 ) .

Die vorgenannte Kraftsteuerung oder Kraftregelung der Roboterachsen (I-VII) bezieht sich auf die Wirkung nach außen am Abtriebselement des Endglieds (10) sowie auf die dort einwirkenden Reaktionskräfte. Roboterintern findet an den drehenden Achsen oder Achsantrieben eine

Momentensteuerung oder Momentenregelung statt. Der Industrieroboter (4) kann für die MRK-Tauglichkeit eine oder mehrere nachgiebige Achsen (I - VII) bzw.

nachgiebige Achsantriebe mit einer Nachgiebigkeitsregelung haben. Die Nachgiebigkeitsregelung kann eine reine

Kraftregelung oder eine Kombination aus einer Positions- und einer Kraftregelung sein. Eine solche nachgiebige Achse vermeidet Unfälle mit Personen und Crashs mit

Gegenständen im Arbeitsbereich durch Kraftbegrenzung und ggf. Stillstand oder federndes Ausweichen im Fall

unverhergesehener Kollisionen.

Sie kann andererseits in verschiedener Hinsicht für den Arbeitsprozess vorteilhaft genutzt werden. Einerseits kann die federnde Ausweichfähigkeit des Industrieroboters (4) zum manuellen Teachen und Programmieren benutzt werden. Über eine Belastungserfassung mit der Robotersensorik an den Achsen (I - VII) kann außerdem das Suchen und Finden der Arbeitsposition unterstützt und erleichtert werden. Auch Winkelfehler in der Relativstellung der Glieder (10,11,12,13) können detektiert und bedarfsweise

korrigiert werden. Eine oder mehrere nachgiebige Achsen sind außerdem zum Nachführen des Werkzeugs (15)

entsprechend des Vorschubs vorteilhaft. Der

Industrieroboter (4) kann außerdem bedarfsweise eine definierte Andrück- oder Zugkraft aufbringen. Der dargestellte Industrieroboter (4) kann als

Leichtbauroboter ausgebildet sein und aus

leichtgewichtigen Materialien, z.B. Leichtmetallen und Kunststoff bestehen. Er hat auch eine kleine Baugröße. Das in seiner Konstruktion und Funktion vereinfachte Werkzeug

(15) hat ebenfalls ein geringes Gewicht. Der

Industrieroboter (4) mit seinem Werkzeug (15) ist dadurch insgesamt leichtgewichtig und kann ohne größeren Aufwand transportiert und von einem Einsatzort zum anderen verlegt werden. Das Gewicht von Industrieroboter (4) und Werkzeug (15) kann unter 50 kg, insbesondere bei ca. 30 kg, liegen. Durch die Möglichkeit des manuellen Teachens kann er schnell und einfach programmiert, in Betrieb genommen und an unterschiedliche Prozesse angepasst werden.

Der Industrieroboter (4) ist programmierbar, wobei die Robotersteuerung eine Recheneinheit, einen oder mehrere Speicher für Daten oder Programme sowie Eingabe- und

Ausgabeeinheiten aufweist. Das Werkzeug (15) kann mit der Robotersteuerung oder einer anderen gemeinsamen Steuerung verbunden und kann z.B. als gesteuerte Achse in der

Robotersteuerung implementiert sein. Die Robotersteuerung kann prozessrelevante Daten, z.B. Sensordaten, speichern und für eine Qualitätskontrolle und -Sicherung

protokollieren.

Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen

Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere könne die Merkmale der verschiedenen

Ausführungsbeispiele beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden.

Die MRK-Tauglichkeit kann auf andere Weise hergestellt werden, z.B. durch ein optisches Überwachungssystem, welches die Werkerbewegungen und evtl. Gefahrensituationen detektiert und der Industrieroboter (4) entsprechend angesteuert wird. Der Industrieroboter (4) muss hierbei keine eigenen sensitiven oder taktilen Eigenschaften haben. Er kann allerdings das vorgenannte zonenspezifische Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverhalten haben.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Arbeitsstation, Montagestation

2 Anlage

3 optische Anzeige

4 Industrieroboter, Leichtbauroboter

5 Werker

6 Absicherung, Schutzabtrennung

7 Arbeitstisch

8 Werkstück

9 Bauteil

10 Glied, Endglied, Hand

11 Glied, Zwischenglied

12 Glied, Zwischenglied

13 Glied, Basisglied

14 Sensorik

15 Werkzeug, GreifWerkzeug

16 Arbeitsplatz manuell

17 Zone, freie Zone

18 Zone, MRK-Zone

19 Zone, Prozesszone

20 Zone, Risikozone

21 Markierung freie Zone, grüne Farbe

22 Markierung MRK-Zone, gelbe Farbe

23 Markierung Prozesszone, orange Farbe

24 Markierung Risikozone, rote Farbe

25 Monitor

I - VII Achse von Roboter