具有示教便携式单元和用于检测何时tpu离开机器人工作间的检测单元的工业机器人系统的制作方法

专利名称：具有示教便携式单元和用于检测何时tpu离开机器人工作间的检测单元的工业机器人系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业机器人系统，所述机器人系统包括 一个工业机 器人，所述工业机器人包括至少一个机械手和控制所述机械手的控制单 元；以及无线地连接到控制单元的便携式操作员控制装置(TPU)。本发 明还涉及用于确保该工业机器人系统中的安全的方法。
背景技术：
工业机器人被编程以沿着工作路径执行工作。为了编程或者教导机器 人工作，机器人被操纵到沿期望工作路径的位置上。这些位置被作为指令 存储在控制单元中的存储器中。在机器人的工作过程中，程序指令被执行， 从而使得机器人按照期望进行工作。
控制机器人的人员被称为操作员。在下文中，"用户"和"操作员" 是同义词。工业机器人可以工作于不同的工作模式。例如，当机器人被置 于手动操作模式时，机器人受控于通常被称为示教单元的便携式操作员控 制装置，其在下文中被称为TPU。 TPU用于手动控制机器人，例如教导 或者编程机器人以遵循工作路径。TPU还可以用于监视机器人程序，改 变该程序中的特定变量，启动、停止和编辑该程序。当将机器人切换到自 动模式时，控制单元控制机器人。
TPU包括操作员控制装置，例如操纵杆、球、 一组按钮或其任意 组合；可视显示单元；以及安全设备，用于保护用户在手动控制机器人期 间不受伤害，诸如使能装置和停止装置之类，所述停止装置例如紧急停止 掩組或者条件停止按钮。使能装置例如是开关或者g，它们必须由操作 员按下才能允许TPU控制机器人。为了安4^见，TPU通常配置有紧急 停止按钮，紧急停止按钮允许操作员在任何时候通过按下该按钮无条件地 停止机器人，或者配置有条件停止g，该g允许操作员有条件地停止 机器人。
出于安全考虑，机械手经常放在机器人工作间。机器人工作间通常是 封闭区域，例如机器人工作间被具有门的围墙封闭。
在包括多个机器人的机器人系统中，使用无线TPU是有利的。国际 专利申请WO03036324公开了 一种包括受无线TPU控制的工业机器人的 工业机器人系统。TPU经由数据链路和机器人控制系统进行通信。该文 件披露，限定了一个或多个区域，在其之内允许TPU在安全的情况下经 由数插链路与控制系统建立通信。当TPU移动离开机器人并且到达限定 区域外面时，系统被编程从而自动地断开控制单元和TPU之间的数据链 路。当TPU再次回到限定区域时，数据链路4皮再次建立。
当TPU已连接到网络且在TPU和所选择的机器人的控制系统之间已 建立通信时，TPU必须耦合到机器人。将TPU耦合到机器人包括将TPU 连接到机器人的安全系统，以及将操作员登录到机器人的控制系统。将 TPU连接到机器人的安全系统包括激活机器人的使能功能，这就意味着 针对机器人，使TPU的使能装置起作用。于是，当使能功能被激活时， TPU的使能装置就起作用，并且当TPU的使能^被按下时，就可以例 如通过操纵杆移动机器人。
将TPU连接到机器人的安全系统还包括激活机器人的紧急停止功 能，这例如意味着针对机器人，使TPU的紧急停止g起作用。当激活 TPU的紧急停止功能时，TPU的紧急停止按钮起作用且可通过按下紧急 停止按钮紧急停止机器人。如果TPU的紧急停止功能被无效，则TPU的 紧急停止按钮不起作用，且当按下紧急停止按钮时什么也不发生。
当操作员不再希望控制机器人时，他必须通过从TPU向控制单元发 出退出命令来断开TPU和机器人的控制单元之间的连接。退出命令使操 作员从控制单元退出并使TPU的安全功能无效，这意味着TPU的安4^殳 备不起作用。为了避免发生事故和机器人的意外紧急停止，只要无线TPU 在才几器人工作间外，TPU的安全设备就应不起作用。

发明内容
本发明的目的是提高工业机器人系统中的安全。
根据本发明一方面，通过权利要求l中限定的工业系统实现该目的。
根据本发明，该系统包括检测单元，用于检测TPU何时离开机器 人工作间；以及警报发生器，用于在检测到TPU正在离开机器人工作间 时向操作员发出警报，以使操作员注意到TPU正在离开工作间这一事实。 该警才艮例如是可听、可见或可触的。该警报例如是显示在TPU的显示单
元上的消息。
在该上下文中，机器人工作间是围绕机械手的限定安全区域。在机器
人工作间内应用某些安全规则。 一个安全规则例如是TPU的安全设备必 须在机器人工作间内起作用。出于安全考虑，机器人工作间应阜少覆盖机 器人的工作范围。以某种方式，例如通过地上的可^L标记线或通过围墙来 标出机器人工作间的边界线。
本发明使操作员注意到TPU正在离开机器人工作间这一事实。当操 作员离开机器人工作间时，他应尽快使TPU的安4^殳备不起作用，然后 例如将机器人切换回自动模式。在安全设备起作用的情况下离开机器人工 作间意味着TPU仍然控制机器人的移动。这会导致机器人的无意的移动 或停止，这M当避免的。
本发明特别适合于这样的TPU，该TPU适用于与控制单元无线通信。 具有无线TPU的机器人系统包括安全功能，该安全功能在命令下使TPU 的安全设*作用和不起作用。对于无线TPU，很容易忘记使安4S殳备 不起作用，并在安全设备起作用的情况下从机器人工作间离开较大距离。
根据本发明一个实施例，为了简化，每次操作员离开工作间都发出警报。
根据本发明另一实施例，警报发生器适用于在检测到TPU离开工作 间且安全i殳W作用时生成所述警才艮。例如，系统可包括定时器，其在 检测到TPU离开机器人工作间时开始运行；以及检查模块，用于检查TPU 的安全设备在TPU离开机器人工作间时的时间点之后的一定时间段是否 仍然起作用，且机器人系统适用于如果在该时间点安全设备仍然起作用则 生成警报。因此,仅当操作员忘记使安全设备不起作用时才对其发出警报。
才艮据本发明一个实施例，该系统还包括定时器，其在检测到TPU 离开机器人工作间时开始运行；以及检查模块，用于检查在TPU离开机 器人工作间时的时间点之后的一定时间段，TPU的安全设备是否仍然起 作用。机器人系统适用于如果在TPU离开机器人工作间时的时间点之后 的所述时间段安全设备仍然起作用，则自动紧急停止机器人。作为第一安 全步骤，操作员被警报其正在TPU具有起作用的安全^L备的情况下离开 机器人工作间。然后，操作员有一定的时间段可自由处理以发出命令使安 4^殳备不起作用。如果经过该时间段安4^更备仍然起作用，则作为第二安 全步骤机器人被紧急停止。该实施例防止操作员在没有使TPU的安全设 备不起作用的情况下g地离开机器人工作间，从而提高机器人系统的安 全性。
根据本发明一个实施例，该系统还包括检测单元，用于检测何时在 安全设备不起作用的情况下TPU ii^机器人工作间；以及警損发生器， 用于在检测到TPU i^机器人工作间且安全设备不起作用时对操作员生 成警报。本发明使操作员注意到其正在TPU具有不起作用的安全设备的 情况下ii7v机器人工作间。在TPU具有不起作用的安全设备的情况下进 入机器人工作间是危险的，应避免该情况。该实施例进一步提高了机器人 系统的安全性。
根据本发明一个实施例，该系统包括定时器，其在检测到TPU在 安全设备不起作用的情况下进入机器人工作间时开始运行；以及检查模 块，用来检查在TPU ii^机器人工作间时的时间点之后的一定时间段， TPU是否仍然在机器人工作间内以及TPU的安全设备是否仍然不起作 用。该机器人系统适用于如果在TPU进入机器人工作间时的时间点之后 的所述时间段TPU仍然位于机器人工作间内且安全设备仍然不起作用， 则自动紧急停止机器人。作为第一安全第一步骤，操作员被警报他正在 TPU具有不起作用的安全设备的情况下"机器人工作间这一事实。然 后操作员有一定的时间段可自由处理以发出命令使安全设备起作用。作为 第二安全第一步骤，如果在该时间段内没有使安全设备起作用且TPU仍 然位于机器人工作间内，则机器A^皮紧急停止。该实施例防止操作员在没 有使TPU的安全设^作用的情况下错误地^机器人工作间，并从而 提高机器人系统的安全性。
根据本发明一个实施例，该系统还包括识别单元，用于在进入和离开
机器人工作间时识别TPU。各TPU设置有唯一的ID (identification,身
份证明)，例如唯一的身份号或标记，且识别单元适用于读取TPU的ID。
该实施例使控制单元可识别哪个TPU正i^机器人工作间并基于TPU的
身份执行安全检查。例如，安全检查包括检查TPU是否被授权在机器人 工作间中^吏用。
根据本发明一个实施例，该系统包括登记单元，用于在TPUii^机 器人工作间时登记TPU并在TPU离开机器人工作间时撤销登记。由于识 别单元和登记单元，可知道特定TPU是位于工作间之内还是之外。该实 施例在如下方面是有利的机器人系统包括多个TPU，且系统可知道哪 个TPU在工作间内以及哪个在工作间外。
根据本发明一个实施例，该系统包括这样的装置，该装置用于当检测
到TPU正在ii^机器人工作间时检查TPU是否耦合到位于机器人工作间 内的任何机械手的控制单元，且机器人系统适用于在检测到没有耦合到位 于机器人工作间内的任何机喊手的控制单元的TPU正在^工作间时紧 急停止机器人'。该实施例防止不属于机器人工作间的fPU进入工作间。 例如，耦合到一个机器人工作间内的机器人的TPU被阻止进入另 一个机 器人工作间。该实施例例如在工作地点包括多个机器人工作间方面是有利 的。
根据本发明一个实施例，检测单元适用于检测何时没有携带TPU的 人正在iiyV机器人工作间，且机器人系统适用于当检测到没有TPU的人 正在i^机器人工作间时紧急停止机器人。在TPU不具有起作用的安全 设备的情况下i^机器人工作间是危险的。该实施例进一步提高了机器人 系统的安全性。
根据本发明实施例，安全设备包括使能装置，该使能装置在激活时借 助于TPU和/或停止装置启动机器人的手动操作，所述停止装置在激活时 紧急停止机器人。该停止装置例如是紧急停止按钮或条件停止g。
根据本发明另一方面，通it^L利要求12限定的方法来实现本发明的 目的。
根据本发明又一方面，通过可直接载入计算机或处理器的内部存储器 的计算机程序来实现本发明目的，该计算机程序包括用于当所述程序在计 算机上运行时执行根据本发明的方法的步骤的软件代码部分。所述计算机 程序在计算机可读介质上或通过网络提供。
根据本发明另 一方面，通过具有记录于其上的程序的计算机可读介质 实现本发明的目的，其中所述程序使计算机执行根据本发明的方法的步骤 且所述程序运行在计算机上。


现在通过说明本发明不同的实施例并参照附图更详细解释本发明。
图1示出根据本发明第一实施例的工业机器人系统。
图2示出机器人的控制单元的一部分的框图。
图3示出根据本发明第二实施例的工业机器人系统。
图4a-c是示出根据本发明的方法的第一实施例的流程图。 图5是示出根据本发明的方法的第二实施例的流程图。
具体实施方式
'
图1示出根据本发明第一实施例的工业机器人系统。该机器人系统包 括机械手l;控制单元2，用于控制机械手2;以及便携式操作员控制 装置4，其在下文称作TPU ( Teach Pendant Unit，示教单元)，用于教导 和手动操作机械手。控制单元2包括用于在自动和手动模式之间切换的开 关3。 TPU经由数据链路如无线数据链路与控制单元3通信。TPU包括 显示屏幕6、功能键、操纵杆7、紧急停止按钮8和使能装置9。 TPU还 包括天线和无线电模块，用于与控制单元2无线通信。操纵杆7用来当手 动操作机器人时控制机械手的移动。
使能装置9包括按钮12，该按钮必须被操作员按下以使可通过TPU 手动控制机器人。当操作员释放使能装置9的按钮时，机器人不再被TPU 操作。紧急停止^^8在激活时导致紧急停止。使能装置9和紧急停止装 置8是TPU的安全设备的部分。然而，在其它实施例中，安全设备代替 地可包括条件停止按钮，以及其它类型的停止装置，或仅包括使能装置。
机械手1置入叫做机器人工作间的封闭区域10。在该实施例中，机 器人工作间被围墙12封闭，围墙12设置有开口13，其具有用于进入和 退出机器人工作间的门14的开口 13。操作员必须通过开口 13 ii/V和离 开才几器人工作间。
机器人系统包括检测单元16，其检测何时TPU ii^和离开机器人工 作间10。该检测单元例如通过检测何时操作员正在ii^或离开机器人工 作间来直接或间接检测TPU。在该实施例中，相同的检测单元用来检测 TPU正在ii^和离开工作间。然而，在另一实施例中，可^f吏用两个不同 的检测单元， 一个单元用来检测何时TPU离开工作间，而另一个单元则 用来检测何时TPU iiX工作间。
例如，检测单元位于工作间的门上或其附近。从而可容易地检测何时 TPUii^和离开工作间。在该实施例中，检测单元16与机器人工作间的 进入/退出开口相连接地布置。检测单元可基于任何合适的已知的检测器 技术，例如移动检测器、IR( infrared radiation,红外辐射)、GPS ( global positioning system,全球定位系统)、图像识别或板，所ii^位于地板中， 用于检测何时操作员按下它。图l所示的检测单元包括第一部分16a,用 于生成穿过机器人工作间的开口 13的光束，以及第二部分16b，用于检 测何时人或物通过门从而短时间挡住光束。检测单元连接到控制单元2。 当检测单元检测到有人正在进入或离开工作间时，检测单元向控制单元发 送关手该进入或离开的信息。
工业机器人系统还包括识别单元，用于在i^和离开机器人工作间时 识另'JTPU。在该实施例中，TPU设置有唯一的标记18,例如条形码，且 识别单元是读取TPU上的标记的读取器20，例如条形码读取器。读取器 20位于工作间外并靠近开口 13。在进入工作间之前，操作员必须通过使 标记18保持在读取器20前面来登记TPU。在本发明的另一实施例中， TPU向识别单元发送唯一的无线电信号，该识别单元基于该唯一的无线 电信号识别TPU。任何合适的已知识别技术可用来识别TPU。关于TPU 的身份的信息被发送到机器人的控制单元2。
图2示出对本发明必不可少的控制单元的部分的框图。控制单元2 包括适当的装置，用于与TPU通信，并且用于从检测单元16d和识别单 元20接收信息。控制单元包括CPU (中央处理单元)和用于存储软件的 存储装置22 ，其中所述软件包括用于执行本发明的程序指令。
控制单元2还包括安全功能24，该安全功能在激活时4吏TPU的安全 设4^作用，在被无效时使TPU的安全设备不起作用。在该实施例中安 全功能使TPU的使能装置9和紧急停止装置8起作用和不起作用。然而 在另一实施例中，安全功能可以使使能装置或紧急停止装置起作用和不起 作用。在将TPU耦合到机器人的过程中向控制单元2发送用于激活安全 功能的命令。将TPU耦合到机器人包括将TPU连接到机器人的安全功能， 并将操作员登录到机器人的控制单元。在该实施例中，操作员启动TPU 到机器人的耦合，从而启动安全功能的激活。在TPU从机器人退出的过 程中向控制单元发送用于无效安全功能的命令。在该实施例中，操作员启 动TPU^4几器人的退出，从而启动安全功能的无效。
控制单元的安全功能包括使能电路，经常叫做使能链。该使能电路必 须在操作员被允许通过TPU手动操作机器人以前被激活。当安全功能被 激活时，TPU的安全设备起作用，这意味着安全设备进入正常运转状态 并准备好被使用。当安全功能被无效时，TPU的安全设备不起作用，这 意味着安全设备不工作且不能被使用。出于安全考虑，操作员应在进入机 器人工作间之前将TPU耦合到机器人。
控制单元2还包括登记单元26,用于在TPU i^机器人工作间时登 记TPU并在TPU离开机器人工作间时撤销登记。登记单元存储目前位于 工作间内的一个或多个TPU的身份。因此登记单元知道哪个TPU位于工 作间内。
控制单元2还包括警才ML生器28，用于在检测到TPU离开机器人工 作间时向操作员发出警报。在该实施例中，警才暖生器28还在检测到在 安全设备不起作用的情况下TPU进入机器人工作间时向操作员发出警 报。该警报例如可以是声音信号如嘟嘟声、TPU的振动或可视警报如警 报灯。例如，该警报是显示在TPU的显示装置上的消息。在离开工作间 时，该消息例如通知操作员其正在TPU的安全设备起作用的情况下离开 工作间这一事实。在进入工作间时，该消息例如通知操作员其正在TPU 的安全设备不起作用的情况下进入工作间这一事实。警报发生器28向 TPU发送指令以显示警报消息。
控制单元2还包括定时器30，其在检测到TPU在安全设备不起作 用的情况下i^V机器人工作间时开始运行；以及检查模块32，其在TPU iiyV机器人工作间时的时间点之后的一定时间段，检查TPU是否仍然在 机器人工作间内以及TPU的安全设备是否仍然不起作用。如果在经过所 述时间段之后TPU仍然在机器人工作间内且安全设备仍然不起作用，则 控制单元紧急停止机器人。
定时器30还在检测到TPU离开机器人工作间时开始运行。检查模块 32还适用于在TPU离开机器人工作间时的时间点之后的一定时间段，检 查TPU的安4^殳备是否仍然起作用。如果在经过所述时间段时安全设备 仍然起作用，则控制单元紧急停止机器人。该时间段基于安全考虑来确定。 在TPU i^机器人工作间时的时间点之后等待的时间段长度可不同于在 TPU离开机器人工作间时的时间点之后等待的时间段的长度。考虑到安 全因素，在TPU离开机器人工作间时的时间点之后等待的时间段的长度 可大于在TPU i^机器人工作间时的时间点之后等待的时间段的长度。
图3示出根据本发明第二实施例的工业机器人系统。两个机械手40 和41连接到控制单元42。机器人系统包括用于手动控制机械手的至少一 个TPU 43。各TPU #械予唯一的ID (identity,身份)。各TPU设置有 信号发生器，用于生成代表其ID的唯一的识别信号，以U送器44，用 于发送该识别信号。控制单元42包括接收器，用于从TPU接收该识别信 号。因此控制单元被通知^和离开机器人工作间的各TPU的身份。在将TPU耦合到控制单元的过程中，关于TPU的身份的信息M送到控制 单元。因此，控制单元知道耦合到该控制单元的所有TPU的身份。
机械手40和44位于机器人工作间46内。机器人工作间的边界通过 地上的可视线47标出。安装照相机48使得机器人工作间的整个区域都在 照相机的视野内。照相机48连接到控制单元42。从照相机捕获的图像的 连续流被发送到控制单元42。控制单元包括用于执行图像识别的软件。 该图像识别软件适用于基于从照相机接收的图像，检测是否有人正在ii^ 或离开机器人工作间，即是否有人正在跨过到达工作间的边界线47。该 图像识别软件还适用于确定是否此人正携带TPU。如果图像识别软件检 测到不携带TPU的人正在试图进入工作间，则控制单元适用于立即紧急 停止机器人。如果图像识别软件检测到携带TPU的人正在进入工作间， 而TPU的身份不对应于耦合到控制单元的任何TPU,则控制单元适用于 立即紧急停止机器人。如果有人在安全设备不起作用的情况下进入工作 间，则以与参照图l和图2所i^目似的方式生成警报，且如果有人在安全 i^l^作用的情况下离开工作间，则以与参照图1和图2所i^目似的方式 生成警报。
图4a-c是图示根据本发明实施例的用于确保工业机器人系统中的安 全的方法和计算^^呈序的流程图。将会理解的是，流程图中的每个框能够 通过计算机程序指令来实现，所述计算机程序指令由控制单元的中央处理 单元执行。然而， 一些指令还可由TPU的中央处理单元或通过外部计算 机来执行。该方法例如可用在图l所示的机器人系统中。
携带TPU的操作员在进入工作间之前，应例如通过保持TPU的条形 码18接近于工作间的开口 13外部的读取器20来识别TPU。在框50，控 制系统接收TPU的身份。在识别该TPU之后，操作员通过开口 13ii>V 工作间。检测单元16a-b检测到有人正在进入工作间。在框52，控制单 元接收关于TPU已进入工作间的通知。在框54，控制单元通过将TPU 的身份添加到保持工作间内的所有TPU的身份的寄存器来登记TPU。在 框56，控制单元检查TPU的安全设备是否起作用。如果安全设M作用， 则从图4c的A继续，否则从图4b的B继续。
B，图4b:如果检查显示安全设备不起作用，则在框58向操作员发 出警报。在该实施例中，消息显示在TPU上的显示屏幕上。该消息例如 显示"安全设备不起作用，立即离开工作间"。在框60,在操作员在安全 设备不起作用的情况下^工作间的同时，定时器30被启动。当定时器已开始工作时，操作员有一定的时间段可自由处理，要么离开工作间，要
么使安4^殳^作用。如果操作员在该时间段离开工作间，则TPU被撤 销登记，即TPU的身份从保持工作间内的所有TPU的身份的寄存器移除， 如框64所示。如果经过该时间段，TPU仍然位于工作间内，且安全i殳备 仍然不起作用，如框66、 68所示，则控制单元在框69'紧急停止机器人。 如果在框68此时安全设M作用，则从图4c的A继续。
A，图4c:如果安全设备起作用且TPU位于工作间内，则等待，直 到检测单元16a-b检测到有人正在离开工作间。控制单元接收关于TPU 已离开工作间的通知，如框70所示。在接收到该信息时，控制单元在框 72向操作员发出警报。在该实施例中，该警报是显示在TPU上的显示屏 幕上的消息。该消息例如显示"您正在离开工作间。请立即使安全设* 止工作"。在操作员离开工作间的同时，定时器30被启动，如框74所示。 当定时器已启动时，操作员有一定的时间段可自由处理以使安4^殳备不起 作用。操作员还必须例如通过保持TPU的条形码18接近于工作间的开口 13外的读取器20来向控制单元提供TPU的身份。控制系统接收TPU的 身份，且TPU被撤销登记，即TPU的身份从保持工作间内所有TPU的 身份的寄存器移除，如框76所示。当该时间段已过去时，如框78所示， 控制系统检查安全设备是否仍然起作用，如框80所示。如果安全设备在 经过所述时间段之后仍然起作用，则控制单元紧急停止机器人，如框82 所示。
图5是示出根据本发明第二实施例的用于确保工业机器人系统中的 安全的方法和计算机程序的流程图。该方法例如可用在图3示出的机器人 系统中。
控制单元42接收从照相机48捕获的图像的连续流，并对图像执行图 像识别，如框卯所示。控制单元通过图像识别基于从照相机所接收的图 像，检测是否有人正在ii^机器人工作间，以及是否有人正在没有携带任 何TPU的情况下i^工作间，如框92所示。如果检测到没有携带TPU 的人正在试图进入工作间，则控制单元适用于立即紧急停止机器人，如框 94所示。如果检测到有人正在携带TPU^工作间，如框96所示，则 读取该TPU的身份，如框卯所示。当读取TPU的身份时，检查具有该 身份的TPU是否耦合到工作间的控制单元，如框100所示。如果检查显 示TPU没有耦合到控制单元，则控制单元紧急停止机器人，如框102所 示。如果TPU耦合到控制单元，则检查TPU的安全设备是否起作用，如
框104所示。如果安全设M作用，则从图4c的A继续，否则从图4b 的B继续。
本发明不限于所公开的实施例，可在以下权利要求的范围内作出变化 和修改。例如在另一实施例中，系统仅检测何时机器人离开工作间，并在 检测到TPU离开工作间时生成警报，而当TPUii^工作间时不进行检测， 或不生成任何警报。
权利要求
1.一种工业机器人系统，包括至少一个工业机器人，其包括位于机器人工作间(10)内的至少一个机械手(1)；控制单元(2)，用于控制所述机械手；以及便携式操作员控制装置(4)，以下称作TPU，用于手动操作所述机械手，其特征在于该系统还包括检测单元(16a，16b；48)，用于检测何时所述TPU离开所述机器人工作间；以及警报发生器(28)，用于在检测到所述TPU离开所述机器人工作间时向操作员发出警报，从而使操作员注意所述TPU正在离开所述工作间这一事实。
2. 根据权利要求l所述的工业机器人系统，其中所述TPU包括安全 设备(8, 9)，且所述系统包括安全功能(24)，所述安全功能在命令下使 所述TPU的所述安全i殳^^起作用和不起作用。
3. 根据权利要求2所述的工业机器人系统，其中所述警报发生器(28 ) 适用于在检测到所述TPU离开所述工作间且所述安4^:备起作用时向操 作员发出警报，从而使操作员注意所述TPU正在所述安4^殳备起作用的 情况下离开所述机器人工作间这一事实。
4. 根据权利要求2或3所述的工业机器人系统，其中所述系统还包括定时器(30 )，其在检测到所述TPU离开所述机器人工作间时开始运 行；以及检查模块(32 ),用于检查在所述TPU离开所述机器人工作间时的时 间点之后的一定时间段，所述TPU的所述安全设备是否仍然起作用，且 所述机器人系统适用于如果在所述TPU离开所述机器人工作间时的时间 点之后的所述时间段所述安全设备仍然起作用，则自动紧急停止所述机器 人。
5. 根据权利要求2-4中任一项所述的工业机器人系统，其中所述系 统还包括检测单元(16a， 16b; 48),用于检测何时所述TPU ii^所述机器人 工作间且所述安全设备不起作用；以及警净ML生器(28 )，用于在检测到所述TPU进入所述机器人工作间且 所述安4^更备不起作用时向操作员发出警报。
6. 根据权利要求5所述的工业机器人系统，其中所述系统还包括定时器(30 )，其在检测到所述TPU在安全设备不起作用的情况下进 入所述机器人工作间时开始运行；以及检查模块(32 )，用于检查在所述TPU进入所述机器人工作间时的时 间点之后的一定时间段，所述TPU是否仍然位于所述机器人工作间内且 所述TPU的所述安全设备是否仍然不起作用，且所述机器人系统适用于 如果在所述TPU进入所述机器人工作间时的时间点之后的所述时间段， 所述TPU仍然在所述机器人工作间内，且所述安全设备仍然不起作用， 则自动紧急停止所述机器人。
7. 根据前述任一项权利要求所述的工业机器人系统，其中所述系统 还包括识别单元(20 ),用于在所述TPU进入和离开所述机器人工作间时 识别所述TPU。
8. 根据权利要求7所述的工业机器人系统，其中所述系统包括登记 单元(26)，用于在所述TPU进入所述机器人工作间时登记所述TPU， 且在所述TPU离开所述机器人工作间时撤销登记。
9. 根据权利要求7和8所述的工业机器人系统，其中所述系统包括 这样的装置，该装置用于在检测到所述TPU正在进入所述机器人工作间 时，检查所述TPU是否耦合到位于所述机器人工作间内的任何机械手的 控制单元，且所述机器人系统适用于在检测到没有耦合到位于所述机器人 工作间内的任何机械手的所述控制单元的TPU正在i^V所述工作间时， 紧急停止所述机器人。
10. 根据权利要求l所述的工业机器人系统，其中所述检测单元适用 于检测何时没有TPU的人正在^所述机器人工作间，且所述机器人系 统适用于在检测到没有TPU的人正在进入所述机器人工作间时紧急停止 所述机器人。
11. 根据前述任一项权利要求所述的工业机器人系统，其中所述TPU 适用于与所述控制单元无线通信。
12. —种用于确保工业机器人系统的安全的方法，所述工业机器人系 统包括至少一个工业机器人，其包括位于机器人工作间内的至少一个机 械手；控制单元，用于控制所述机械手；以及便携式操作员控制装置(4), 以下称作TPU，用于手动操作所述机械手，所述方法包括检测何时所述TPU离开所述机器人工作间；以及在检测到所述TPU离开所述机器人工作间时向操作员发出警报，从 而使操作员注意到所述TPU正在离开所述工作间这一事实。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述TPU包括安4^i殳备(14， 15)，且所述系统包括安全功能，所述安全功能在命令下使所述TPU的所 述安^ri史备起作用和不起作用。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中在检测到所述TPU离开所述 工作间且所述安全设备起作用时生成所述警才艮，以使操作员注意到所述 TPU正在所述安全设备起作用的情况下离开所述机器人工作间这一事 实。
15. 根据权利要求13或14所述的方法，其中所述TPU包括安全设 备(14， 15)且所述系统包括安全功能，该安全功能在命令下使所述TPU 的所述安全设备起作用和不起作用，且所述方法还包括检查在所述TPU 离开所述机器人工作间时的时间点之后的一定时间段所述TPU的所述安 4^免备是否仍然起作用，并基于该检查命令紧急停止所述机器人。
16. 根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其中所述方法包括 检测何时所述TPU进入所述机器人工作间且所述安全设备不起作用；检查所述TPU的所述安全设备A^作用还是不起作用；以及在检测到所述TPU进入所述机器人工作间且所述安全设备不起作用 时向所述操作员发出警报，以使操作员注意到所述TPU正在安全设备不 起作用的情况下^所述工作间这一事实。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述方法还包括检查在所述 TPU进入所述机器人工作间时的时间点之后的一定时间段，所述TPU是 否仍然位于所述机器人工作间内，且所述TPU的所述安全设备是否仍然 不起作用，并基于该检查命令紧急停止所述4几器人。
18. 根据权利要求12-17中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在所述TPU进入和离开所述机器人工作间时识别所述TPU。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述方法还包括在检测到TPU 正在i^所述机器人工作间时，检查所述TPU是否耦合到位于所述机器 人工作间内的j壬何机械手的控制单元，并在检测到没有耦合到位于所述机 器人工作间内的任何机械手的控制单元的TPU正在ii^工作间时，紧急 停止所述机器人。
20. 根据权利要求18-19中任一项所述的方法，其中所述方法包括在 检测到所述TPU ii^所述机器人工作间时登记所述TPU ，并在检测到所 述TPU离开所述机器人工作间时撤销登记。
21. 根据权利要求12-20中任一项所述的方法，其中所述方法包括检 测何时没有TPU的人正在ii^所述机器人工作间，并在检测到该情况时 紧急停止所述机器人。
22. 根据权利要求12-21中任一项所述的方法，其中所述警报是可听、 可碎见或可触的。
23. —种可直接载入计算机的内部存储器的计算机程序，包括用于执 行权利要求12-22中任一项的步骤的软件。
24. —种计算机可读介质，具有记录于其上的程序，其中当所述程序 运行在计算机上时，使计算机执行权利要求12-22中任一项的步骤。
全文摘要
一种工业机器人系统，包括至少一个工业机器人，其包括位于机器人工作间(10)内的至少一个机械手(1)；控制单元(2)，用于控制机械手；以及便携式操作员控制装置(4)，其在下文中称作TPU，用于教导或手动操作机械手。该系统还包括检测单元(16a，16b)，用于检测何时TPU离开机器人工作间；以及警报发生器，用于在检测到TPU离开机器人工作间时向操作员发出警报。
文档编号B25J13/06GK101184590SQ200680018955
公开日2008年5月21日 申请日期2006年5月11日 优先权日2005年6月3日
发明者拉尔夫·斯约贝格 申请人:Abb公司