系统、尤其是生产系统.pdf

本发明涉及一种系统、尤其是生产系统，其中，该系统具有机器、尤其是静止地或能够运动地布置的机器，和至少一个车辆和控制器，其中，该车辆具有至少一个用于确定与人的相对位置的传感器、尤其是用于确定车辆与人之间距离以及用于确定车辆的行驶方向与人和车辆之间连接线的夹角的传感器，其中，车辆具有用于获取车辆位置的位置获取装置、尤其是用于确定车辆位置的GPS-系统或三角测量系统，其中，控制器具有用于对在人周围的安全空间区域和设置于其中的机器进行确定的装置，其中，在控制器和机器之间设有数据传输通道。

权利要求书
1.  一种系统、尤其是生产系统，其中，该系统具有机器、尤其是静止地或能够运动地布置的机器，和至少一个车辆和控制器，
其特征在于，
所述车辆具有至少一个用于确定与人的相对位置的传感器、尤其是用于确定车辆与人之间距离以及用于确定车辆的行驶方向与人和车辆之间连接线的夹角的传感器，
其中，车辆具有用于获取车辆位置的位置获取装置、尤其是用于确定车辆位置的GPS-系统或三角测量系统，
其中，控制器具有用于对在人周围的安全空间区域和设置于其中的机器进行确定的装置，
其中，在控制器和机器之间设有数据传输通道。

2.  根据上述权利要求中至少一项所述的系统，其特征在于，所述车辆被轨道式引导，尤其是其中，轨道在供人使用的道路的上方延伸，或者所述车辆能够以平面的方式运动。

3.  根据上述权利要求中至少一项所述的系统，其特征在于，所述车辆具有扬声器和大量的麦克风、尤其是麦克风-阵列和/或声学摄像机，尤其是其中，所述车辆具有用于确定用于扬声器的控制信号的装置，从而在人的位置处、尤其是在人耳的位置处抑制噪音。

4.  根据上述权利要求中至少一项所述的系统，其特征在于，所述车辆具有日光摄像机、红外线摄像机、一个麦克风和/或大量的麦克风、尤其是声学摄像机或麦克风-阵列，并且在车辆中设有用于分析传感器信号以确定人的位置的分析单元。

5.  一种用于运行尤其是根据上述权利要求中至少一项所述的系统的方法，其中，该系统具有机器、尤其是静止地或能够运动地布置的机器，和至少一个车辆和控制器，
其特征在于，
其中，从车辆出发确定人的位置，并将布置在人周围的安全空间区域中的那些机器置入到以安全为导向的状态下。

6.  根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在置入到以安全为导向的状态下的相应机器方面，减小该机器的相应的机器轴的速度，尤其是其中，该机器轴是机器的驱动轮的、尤其是牵引驱动轮的轴。

7.  根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在通过相应机器的传感器探测到人时，继续减小机器轴的速度。

8.  根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，以制动距离小于与人距离的方式减小未静止的机器的速度、尤其是牵引速度。

9.  根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，这样控制所述车辆，使得与人的间距基本保持恒定或者将间距至少调整至最小间距值。

10.  根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述车辆具有大量的麦克风，从而确定噪音源的位置并从中为车辆的扬声器产生这样的控制信号，使得在人耳区域中由噪音源所产生的并传到人耳的声音被减小，也就是由车辆引发对噪音的抑制。

11.  根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，为了确定人的位置，所述车辆具有日光摄像机、红外线-摄像机、一个麦克风和/或大量的麦克风、尤其是声学摄像机或麦克风-阵列。

12.  一种用于提高在生产系统中的人的安全性的方法，其中，
-将尤其由于运动的机器部分而构成危险源的机器与控制器连接以便用于数据交换，
-尤其能够自由接触用于车辆的机器，
-在车辆、也就是移动单元上设有安全传感器，
-尤其是为在车间中的相应的人分配一相应车辆来确定该相应的人的位置，
-借助于通信通道将车辆上的安全传感器与控制单元连接，尤其是其中，进行周期性的通信，
-所述安全传感器尤其是光学传感器，
-确定车辆、尤其是安全传感器的绝对位置，
-确定人与相应分配的车辆的相对位置，尤其是借助于3D摄像机或立体摄像机和分析单元，
-根据相对位置确定危险，尤其是因此确定处于安全空间区域中的相关危险源，
-将关于安全风险的信息传递给控制器，
-控制器然后将相应的危险源、也就是相应的机器置入到安全状态下，尤其是将其关闭或减小其速度。

说明书系统、尤其是生产系统
技术领域
本发明涉及一种系统、尤其是生产系统.
背景技术
系统、尤其是生产系统具有机器是广泛公知的,这些机器对人构成潜在危险。因此这些机器被设置在笼子中，也就是在栅格箱或类似物中。
发明内容
因此本发明的目的是，进一步改进不带有用于机器、例如机器人或类似物等的笼子防护的系统。
根据本发明，该目的由按照权利要求1所述特征的系统得以实现。
该系统的重要特征是，系统、尤其是生产系统具有机器、尤其是静止地或能够运动地布置的机器，和至少一个车辆和控制器，
其中，所述车辆具有至少一个用于确定与人的相对位置的传感器、尤其是用于确定车辆与人之间距离以及用于确定车辆的行驶方向与人和车辆之间连接线的夹角的传感器，
其中，车辆具有用于获取车辆位置的位置获取装置、尤其是用于确定车辆位置的GPS-系统或三角测量系统，
其中，控制器具有用于对在人周围的安全空间区域和设置于其中的机器进行确定的装置，
其中，在控制器和机器之间设有数据传输通道。
在此有利的是，不需要笼子隔离物或栅格箱，并且能够从尽可能多的侧面直接接触机器。利用这种方式使得能够使用更有效的逻辑方法。此外， 仅在围绕人的安全空间区域中实现安全，其方式是只将处于该空间区域中的机器置入到以安全为导向的状态下。一旦人继续移动，则所设想的安全空间区域也随之移动，并以这种方式使得能够马上解除对脱离出安全空间区域的机器的限制。
在一种有利的实施方案中，所述车辆被轨道式引导，尤其是其中，轨道在供人使用的道路的上方延伸，或者所述车辆能够以平面的方式运动。在此有利的是，能够由车辆执行对人的尽可能无缺陷且简单的跟踪。
在一种有利的实施方案中，所述车辆具有扬声器和大量的麦克风、尤其是麦克风-阵列和/或声学摄像机，尤其是其中，所述车辆具有用于确定用于扬声器的控制信号的装置，从而在人的位置处、尤其是在人耳的位置处抑制噪音。在此有利的是，不仅能够增加安全性，还为人抑制噪音。
在一种有利的实施方案中，所述车辆具有日光摄像机、红外线摄像机、一个麦克风和/或大量的麦克风、尤其是声学摄像机或麦克风-阵列，并且在车辆中设有用于分析传感器信号以确定人的位置的分析单元。在此有利的是，能够以简单的方式识别出人并因此能够进行快速确定。
在用于运行系统的方法中的重要特征是，该系统具有机器、尤其是静止地或能够运动地布置的机器，和至少一个车辆和控制器，其中，从车辆出发确定人的位置，并将布置在人周围的安全空间区域中的那些机器置入到以安全为导向的状态下。
在此有利的是，无需笼子或栅格箱就增加了安全性。
在一种有利的实施方案中，在置入到以安全为导向的状态下的相应机器方面，减小该机器的相应的机器轴的速度，尤其是其中，该机器轴是机器的驱动轮的、尤其是牵引驱动轮的轴。在此有利的是，能够将速度减小到这种程度，使得减低了对人的危险。
在一种有利的实施方案中，在通过相应机器的传感器探测到人时，继续减小机器轴的速度。在此有利的是，可以进一步提高安全性。尤其是在牵引驱动的情况下这样增加了安全性，使得能够避免向人移动并由此与人发生碰撞。
在一种有利的实施方案中，以制动距离小于与人距离的方式减小未静止的机器的速度、尤其是牵引速度。在此有利的是，可以及时可靠停住。
在一种有利的实施方案中，这样控制所述车辆，使得与人的间距基本保持恒定或者将间距至少调整至最小间距值。在此有利的是，所述车辆跟随着人，并因此能够尽可能无缺陷地确定人的位置。
在一种有利的实施方案中，所述车辆具有大量的麦克风，从而确定噪音源的位置并从中为车辆的扬声器产生这样的控制信号，使得在人耳区域中由噪音源所产生的并传到人耳的声音被减小，也就是由车辆引发对噪音的抑制。在此有利的是，能够通过取决于相位的重叠来为人减小噪音，尤其是在其他全自动驱动的生产系统中。
在一种有利的实施方案中，为了确定人的位置，所述车辆具有日光摄像机、红外线-摄像机、一个麦克风和/或大量的麦克风、尤其是声学摄像机或麦克风-阵列。在此有利的是，可以使用简单的确定装置。
其他优点由从属权利要求给出。本发明并不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员来说，尤其是能够从所提出的任务和/或通过与现有技术对比所提出的任务中得出将权利要求和/或单个权利要求特征和/或说明书和/或附图的特征加以组合的其他合理的组合方案。
附图说明
现在借助附图详细论述本发明：
图1中示意性概略示出了现有技术的生产系统。
图2中示出根据本发明的带有轨道式引导的车辆4的生产系统。
图3示出根据本发明的带有可以在行驶面上运动的车辆6的另一生产系统。
具体实施方式
如图1所示，已经公开了要将机器(M1、M2、M3、M4、M5)设置到笼子1中，尤其是栅格箱中，以便确保人1的安全。
机器在此情况下不仅指机械工具，还指机器人。
在打开笼子3、尤其是栅格箱的门时，关闭设置在笼子3内部的相应的机器，或者将其置入到另一安全的状态下。已知的安全状态例如是减低机器轴或机器人轴的速度。
不同于现有技术的是，在根据本发明的按照图2或图3的系统中不使用笼子3。
因此，人1可以自由地运动通过系统，并随意接近机器(M1、M2、M3、M4、M5)，尤其是可以触碰机器。
为确保安全性，将设置在人1周围的安全空间区域内部的相应机器关闭或将其置入到另一安全状态下。已知的安全状态例如是减低机器轴或机器人轴的速度。
为识别人1，使用传感器，尤其是日光摄像机、红外线摄像机、麦克风和/或麦克风-阵列。通过对由传感器产生的信号的分析，尤其是通过图像识别系统识别出人1。
由于传感器的位置是已知的，所以人1的位置也是可以确定的。因此可以将该位置通过数据传输通道进一步传递，从而将那些低于最小间距的机器置入到安全状态下。
在第一实施例中，传感器是静止布置的，例如布置在生产系统的盖子上或在建筑物的T-梁上，从而能够获得较大的传感器感应区域。
在另一种实施例中，传感器设置在轨道车辆4上，该轨道车辆如图2所示可沿轨道2运动。
在另一种实施例中，传感器设置在车辆6上，该车辆如图3所示可沿行驶面运动。
在使用非静止的、也就是根据图2或3的布置在车辆6或轨道车辆4上的传感器时，在保持最小间距的前提下，可使车辆(4、6)尽可能靠近人1。由此可以使易受干扰性和/或错误率非常低。
由于可自由接触机器(M1、M2、M3、M4、M5)，所以即使是无人驾驶的运输系统——也就是FTS，和/或AGV，也就是自动驾驶的车辆—— 也可以从每个方向驶向相应的机器(M1、M2、M3、M4、M5)。由此对路径的限制比按照图1的现有技术小。
因此可以在生产系统内部更有效地形成逻辑过程。
将相应的对象传递给每个机器(M1、M2、M3、M4、M5)，并在通过相应的机器(M1、M2、M3、M4、M5)加工之后再将对象取出。
车辆(4、6)具有控制器，该控制器与传感器和/或传感器所关联的分析装置连接。此外，控制器分别设计为数据总线参与者，机器(M1、M2、M3、M4、M5)利用其控制器也同样如此。分析装置还具有用于识别人1或其他运动对象的图像分析单元。
由于车辆的控制器在其存储器中存储有生产系统的机器(M1、M2、M3、M4、M5)的位置表，所以由控制器确定机器(M1、M2、M3、M4、M5)是否设置于安全空间区域中，然后通过设计为数据总线的数据总线传输通道接收将机器置入到以安全为导向的状态下的相应指令。
作为备选，只确定人1的位置，机器(M1、M2、M3、M4、M5)的控制器自动确定机器是否处于安全空间区域中，并且因此是否必须将其置入到以安全为导向的状态下。
在人1继续运动时，所述车辆(4、6)跟随人1，从而在继续运动时也还能够一直基本恒定保持对人的识别。所获取的人的位置在时间上被反复更新，从而将处于更新后的安全空间区域中的机器(M1、M2、M3、M4、M5)置入到以安全为导向的状态下并将位于安全空间区域外部的机器(M1、M2、M3、M4、M5)释放到其预先规定的工作状态。
车辆(4、6)具有位置识别系统。这一点要么能够通过设置在生产系统中的标记装置来实现，要么能够通过GPS系统来实现。优选的是在生产系统中设有发送器，其位置是车辆(4、6)的控制器所知道的。所述车辆然后从所接收到的发送器信号中，尤其是从发送器的相关系中来确定自己的位置。在车辆(4、6)的位置确定之后，车辆(4、6)的控制器确定人1的位置。人的该位置要么通过数据传输通道传递给机器(M1、M2、M3、M4、M5)，要么首先确定人1的位置周围的安全空间区域，然后通过数 据传输通道向处于该安全空间区域中的机器(M1、M2、M3、M4、M5)传递过渡到以安全为导向的状态下的指令。
作为一个机器(M1、M2、M3、M4、M5)的以安全为导向的相应状态，规定减小机器轴的所有速度。此外，每个机器(M1、M2、M3、M4、M5)都具有额外的至少一个传感器，该传感器在探测到人1或者人的部分后，进一步降低相应对人1有危险的机器轴的速度。在非静止布置的机器(M1、M2、M3、M4、M5)中，例如其他AGV或FTS中，在进入到安全空间区域中时，减小速度，并在通过非静止的机器(M1、M2、M3、M4、M5)的传感器探测到人1时进一步减小速度。在此将速度降低到这样的数值，使得制动路径小于与人1的最小间距。
通过数据传输通道进行的数据传递要么可以直接从车辆传递至机器(M1、M2、M3、M4、M5)要么可以间接经过中央控制器。该中央控制器然后规定所述非静止布置的机器(M1、M2、M3、M4、M5)或车辆的速度。
在根据图2的实施方案中，也就是在使用轨道引导式车辆4的实施方案中，轨道2优选设置在为人1所设的道路的上方。
因此优选使车辆(4、6)和人1之间的间距保持基本恒定。
车辆(4、6)额外具有麦克风-阵列，也就是大量的麦克风，尤其是至少三个麦克风。因此可以通过对所接收到的信号的分析确定噪音源和其距离。在车辆(4、6)上还存在扬声器，根据所接收到的信号对扬声器进行控制。在此这样确定由扬声器所产生的信号，使得在人1耳朵的位置处，从噪音源到达人1的耳朵的声音与由扬声器所产生的声音的重叠具有尽可能小的振幅。以这种方式可以为人实现对声音源、尤其是可确定的声音源的噪音抑制。由此优选使用谱减法。
在另一根据本发明的实施例中，所述控制器静止地布置，所述车辆只传递人的特定的位置数据。该静止布置的控制器然后确定安全空间区域并向相应的机器(M1、M2、M3、M4、M5)发送过渡到以安全为导向的状态的指令。
在根据本发明的另一实施例中，也就是在用于提高在生产系统中的人的安全性的方法中提出，
-将尤其由于能够运动的机器部分而构成危险源的机器与控制器连接以便用于数据交换，
-尤其能够自由接触用于车辆的机器，
-在车辆、也就是移动单元上设有安全传感器，
-尤其是为在车间中的相应的人分配一相应车辆来确定该相应的人的位置，
-借助于通信通道将车辆上的安全传感器与控制单元连接，尤其是其中，进行周期性的通信，
-所述安全传感器尤其是光学传感器，
-确定车辆、尤其是安全传感器的绝对位置，
-确定人与相应分配的车辆的相对位置，尤其是借助于3D摄像机或立体摄像机和分析单元，
-根据相对位置确定危险，尤其是因此确定处于安全空间区域中的相关危险源，
-将关于安全风险的信息传递给控制器，
-控制器然后将相应的危险源、也就是相应的机器置入到安全状态下，尤其是将其关闭或减小其速度。
附图标记列表：
1  人
2  轨道
3  笼子、尤其是栅格箱
4  轨道车辆
6  车辆
M1 机器
M2 机器
M3 机器
M4 机器
M5 机器