制造装置和输送装置的制作方法

1.本发明涉及根据权利要求1和9的前序部分的具有用于加工工件的制造单元和用于运输工件并将待加工工件装载到制造单元的无人驾驶的运输车辆的制造装置和方法。


背景技术：

2.除了通过以自动化方式操作的制造机器在工业生产厂中加工工件和它们通过工业机器人的操作外，通常还常见的是通过所谓的无人驾驶的运输系统(德语：fahrerlose trans
‑
portsysteme，或fts)执行工件的部分供应及其向外运输。这些是带有自动控制车辆的厂内地面运输系统，其主要目的是运输材料。在这方面，这种无人驾驶的运输系统包括一辆或多辆无人驾驶的运输车辆(或自动引导车辆：agv)、协调控件、用于确定位置和检测位置的装置、用于数据传输的装置以及基础设施和外周装置。作为无人驾驶的运输车辆，提供带有行驶驱动器的以非接触方式自动控制和引导的地面输送装置。对于像这样的agv，材料的运输可以通过使用主动或被动的负载接收装置拉动或运送所输送的货物来进行。例如，无人驾驶的运输车辆可以类似于托架搬运车或升降叉车而设计。为保证工人的安全，agv还必须配备人员识别系统。除此之外，这样的生产厂的制造单元由安全隔板(例如通过安全围栏)保护。这种形成制造单元边界的安全隔板防止附近的人被工作的加工机器和/或机器人伤害。然而，即使在制造单元外，操作员仍有可能面临危险。特别是在通过无人驾驶的运输车辆将材料递送到制造单元时，或者在将加工零件运走并为此目的，通过安全围栏内的闸门供应工件并停放或者收集并从那里移走工件时，可能会发生这样的危险情况。当无人驾驶的运输车辆及其负载接收装置在接近闸门时，如果操作员在制造单元的安全隔板内的闸门附近和/或前面，则操作员可能会被困住并受伤。在这种情况下，至少工厂的有序而安全的运行可能受到干扰。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的是创造一种制造装置，通过该制造装置可以更可靠地确保人身安全，并且可以尽可能地避免在制造装置的制造单元中进行的制造过程的错误，该错误可能是由工件的自动递送及它们的向外运输而引起的。
4.上述目的通过具有用于加工工件的制造单元的制造装置而实现，制造单元具有形成制造单元的边界的侧面环绕的安全隔板，其中在安全隔板中形成有闸门以用于执行工件的装载操作。在这方面，在闸门的开口处形成有第一光屏障结构，该第一光屏障结构具有第一发射器和分配给第一发射器的第一接收器，并且提供具有负载接收装置的用于输送工件的无人驾驶的输送装置。为了执行装载操作，在输送装置和闸门之间形成第二光屏障结构和第三光屏障结构，使得负载接收装置和工件在侧面由第二光屏障结构和第三光屏障结构在相对两侧界定。制造装置的这种设计的优点在于它能够构建临时可用的安全装置。
5.还有利的是，在执行装载操作期间，与用于工件的闸门的停放区连接的区域在侧面由输送装置、第二光屏障结构和第三光屏障结构界定，由此，制造单元的安全区和输送装
置的安全区可以被连接以形成单个连续的安全区，并且在将工件搬进或搬出制造单元的过程中被观察到。
6.根据改进规定，输送装置包括控制器，其中控制器被设计为根据需要以程序控制的方式启用和停用第二光屏障结构和/或第三光屏障结构。这样具有如下优点：执行装载操作所需的闸门的部件可以保持暂停不用，直到输送装置到达闸门并且开始装载操作。
7.有利地，闸门包括控制器，其中该控制器被设计为根据需要以程序控制的方式启用和停用闸门前面的第一闸门。
8.根据制造装置的改进，输送装置的控制器和闸门的控制器被设计为以程序控制的方式共同观察第二光屏障结构和第三光屏障结构，该改进带来了如下优点：装载操作的过程可以在局部组织并进行，这意味着独立于制造单元的上级控制器以及独立于整个制造装置的中央控制器。
9.根据有利的设计规定，第二光屏障结构包括紧固到输送装置上的第二发射器和紧固到闸门上的第二接收器，并且第三光屏障结构包括紧固到闸门上的第三发射器和紧固到输送装置上的第三接收器。
10.在改进中，制造装置被设计为使得第二光屏障结构被设计为将来自输送装置的控制器的消息传输到闸门的控制器，并且第三光屏障结构被设计为将来自闸门的控制器的消息传输到输送装置的控制器。这样具有以下优点：它能够实现输送装置与制造单元的闸门之间的直接通信，而不必为此与制造单元的上级控制器或整个制造装置的中央控制器交换消息。
11.根据制造装置的设计，输送装置包括用于形成观察区域的检测器，其中观察区域在侧面方向上延伸超过负载接收装置和工件的共同空间范围，这种设计也是有利的。这能够避免输送装置在输送装置在房屋周围移动时和在装载操作期间发生碰撞。
12.本发明的目的还通过一种用于装载工件的方法独立地实现，该方法使用无人驾驶的输送装置和用于加工工件的制造单元，其中在制造单元的侧面环绕的安全隔板中形成有闸门，并且其中通过具有第一发射器和分配给第一发射器的第一接收器的第一光屏障结构保护闸门的开口不受未经授权的进入，并且其中无人驾驶的输送装置包括负载接收装置并由控制器控制。在该方法中，执行以下方法步骤。将无人驾驶的输送装置移动到制造单元的闸门前面的用于装载操作的起始位置，并且通过输送装置的控制器启用第二光屏障结构和第三光屏障结构，其中负载接收装置和工件在侧面由第二光屏障结构和第三光屏障结构在相对两侧界定，并且通过闸门的控制器停用第一光屏障结构，并且在执行装载操作期间，通过输送装置的控制器和闸门的控制器观察第二光屏障结构和第三光屏障结构。这有助于实现以下优点：可以自动地进行从观察输送装置和观察闸门(彼此独立)到观察输送装置和闸门的共同空间区域的切换。
13.在该方法的有利改进中规定，如果输送装置的控制器探测到第二光屏障结构或第三光屏障结构的中断，则使输送装置停止。这可以防止碰撞，并因此防止零件损坏，尤其是防止附近的操作员受伤。
14.还有利的是，如果输送装置的控制器探测到第二光屏障结构或第三光屏障结构的中断，则启用输送装置的检测器，其中检测器形成观察区域，该观察区域在侧面方向上延伸超过负载接收装置和工件的共同空间范围。这允许自动检查观察区域是否存在障碍物体或
人，并因此也允许一旦障碍物被移除就自动继续先前中断的装载操作。
15.根据改进，如果闸门的控制器探测到第二光屏障结构或第三光屏障结构的中断，则启用第一光屏障结构，这种改进具有如下优点：在发生故障的情况下，另外可以观察障碍物体是否也可能进入闸门和/或停放区。
16.以有利的方式，在该方法中，第二光屏障结构和/或第三光屏障结构被输送装置的控制器和闸门的控制器用于在输送装置和闸门之间直接传输消息。因此，输送装置和闸门之间的整个通信和/或数据和信息的整个交换可以独立于上级控制器而进行。
附图说明
17.为了更好地理解本发明，将通过以下附图更详细地阐明本发明。
18.它们分别以非常简化的示意图表示：
19.图1表示具有制造单元和输送装置的制造装置；
20.图2表示图1制造装置的细节；
21.图3表示处于用于执行装载操作的制造单元的闸门前面的开始位置的输送装置；
22.图4表示制造单元的闸门前面的输送装置，其中侧面光屏障结构被启用；
23.图5表示输送装置移入到了闸门中的制造单元；
24.图6表示托架和/或工件停放在闸门的停放区后的制造单元的闸门前面的输送装置；
25.图7表示输送装置离开制造单元时的制造装置；
26.图8表示在装载操作发生故障的情况下制造单元的闸门前面的输送装置；
27.图9表示输送装置处于装载操作的开始处的制造装置的替代实施方式的细节；
28.图10表示在装载操作发生故障的情况下的根据图9的制造装置。
具体实施方式
29.首先，要注意的是，在所描述的不同实施方式中，相同的部分具有相同的附图标记和/或相同的部件名称，其中包含在整个说明书中的公开内容可以类似地转移到具有相同的附图标记和/或相同的部件名称的相同的部分。此外，说明书中所选择的顶部、底部、侧面等位置说明均参照直接描述和描绘的图，并且在发生位置变化的情况下，这些位置说明类似地转移到新位置。
30.图1表示具有制造单元2和输送装置3的制造装置1。
31.制造装置1在图1中以俯视图示出。将所谓的地面无人驾驶的运输车辆(或自动引导车辆：agv)设置为输送装置3，该运输车辆具有其自己的行驶驱动器(未被示出)，并因此能够以非接触方式自动被控制和引导。为了运输材料，输送装置3形成为具有负载接收装置4。根据该示例性实施方式，负载接收装置4被设计成具有两个叉齿和/或叉5的托架搬运车的形式。在叉5的帮助下，负载接收装置4可以拾取并运输装有工件6的托架7。制造单元2具有成侧面环绕边界形式的安全隔板8。根据该示例性实施方式，安全隔板8由安全围栏形成。制造单元2包含用于工件6的自动加工的加工装置9。为此目的，例如通过多轴机器人形成操作装置10，通过该操作装置10将工件6提供给加工装置9和/或在处理后将工件6从其移除。加工装置9可以例如由压弯机形成。
32.在侧面环绕的安全隔板8中，设有配备有安全装置11的门12。通过该门12，实现了只有准许和授权的操作员才能进入制造单元2。除此之外，制造单元2的安全隔板8具有门和/或闸门13，闸门13用于将工件搬进/搬出制造单元2。闸门13还具有安全装置，通过该安全装置防止对制造单元2的未经授权的进入。根据该示例性实施方式，提供光屏障结构14作为闸门13的安全装置。闸门13的光屏障结构14本身连接至控制器15，通过控制器15可以观察并控制其操作状态。闸门13的控制器15还连接至制造单元2的控制器16。在人或某些物体进入或穿过光屏障结构14的观察区域的情况下，闸门13的控制器15检测到这一点并将其传达给制造单元2的控制器16。制造单元2的控制器16随后可以中断加工装置9和操作装置10的操作和/或启动其他合适的安全措施。
33.输送装置3还具有独立的控制器17，其实现输送装置3的程序控制的自动操作。这包括控制行进运动、提升和放下带有工件6的托架7、确定关于房屋的位置和导航以及与制造装置1的中央控制器18的通信。因此，可以发生信息和/或数据的交换，因为输送装置3需要执行运输指令。借助输送装置3的控制器17，它还可以在围绕房屋移动的同时直接观察要行驶的路径。
34.图2示出了根据图1的制造装置1的细节。从图2中放大示出的制造装置1的各部分的布置可以更好地看出，输送装置3具有安全范围和/或观察区域19。该观察区域19由在输送装置3中构建的检测器20实现。检测器20例如可以通过所谓的激光扫描仪来实现，借助该激光扫描仪可以检测安全范围内的物体。在这方面，输送装置3的检测器20被布置为使得其观察区域19在侧面方向上延伸超过叉5以及带有工件6的托架7的空间范围。与确定观察区域19的检测器20一样，观察区域19在其相对于输送装置3的相对布置中保持不变。如果输送装置3在移动时太靠近障碍物体并且如果该物体被检测器20识别为位于观察区域19内时，输送装置3的控制器17可以引起输送装置3的停止或回避操作，从而避免与障碍物体或人碰撞。因此，也可以由此避免材料或人身伤害。
35.用于产生随输送装置3一起移动的观察区域19的扫描器和/或检测器20在其空间范围方面也可以另外改变。例如，在选择输送装置3的较高行进速度时可以扩大观察区域19，以由此确保较大的安全距离。
36.图3至图7表示通过输送装置3将工件6递送到制造单元2的方法的不同部分和/或阶段。图2所示的情况和/或对应的制造装置1的操作状态与输送装置3到达制造单元2的闸门13相对应。在所示的情况之前，输送装置3的控制器17已经接收到来自制造装置1的控制器18关于将工件6递送到制造单元2的对应的运输指令。然而，在所示的情况下，闸门13的入口仍然被光屏障结构14封闭。
37.闸门13前面的这种光屏障结构14包括本身已知的第一发射器21和第一接收器22。它们分别布置在门和/或闸门13的相对两侧。此外，光屏障结构14的发射器21和接收器22朝向彼此定向，使得发射器21产生的光束可以形成和/或保持在发射器21和接收器22之间。通过将发射器21和接收器22连接至闸门13的控制器15，控制器15可以检测到光屏障14的中断。
38.根据本发明，制造装置1和/或制造单元2的闸门13和输送装置3形成为具有用于临时形成光屏障结构27、28(图4)的另外的发射器23、24和/或接收器25、26。
39.图3表示处于用于将带有工件6的托架7装载到闸门13的停放区29中的装载操作的
起始位置的输送装置3。在这方面，负载接收装置4的进入方向30和闸门13的通过方向31彼此对齐。因此，一方面第二光屏障结构27的发射器23和接收器25以及另一方面第三光屏障结构28的发射器24和接收器26被定位和/或布置在输送装置3处和/或闸门13中。这意味着输送装置3的两个发射器23、24相对于负载接收装置4的进入方向30在侧面布置在输送装置3上。除此之外，闸门13的两个接收器25、26也相对于进入方向31布置在侧面，使得在两个光屏障结构27、28的启动和/或启用状态下，它们在侧面界定具有工件6和/或托架7的负载接收装置4。优选规定，两个光屏障结构27、28彼此基本上平行地定向。
40.在两个光屏障结构27、28的启用状态下，它们与输送装置3一起形成u形的侧面边界。由此，内部包括闸门13的停放区29和输送装置3的负载接收装置4的连接空间区域在侧面受到保护和/或被包围(图4、图5、图6)。两个侧面光屏障结构27、28因此用作临时可用的安全装置。
41.在输送装置3已经采取其在制造单元2的闸门13前面的用于进行装载操作的起始位置(根据图3)之后(这可以通过用于确定输送装置3的控制器17的位置的集成装置检测到)，通过控制器17启用两个光屏障结构27、28。为此，接通两个发射器23、24，使得光束落在相应的接收器25、26上并被它们检测到。因此两个光屏障结构27、28的启用可以被闸门13的控制器15探测到，于是可以通过闸门13的控制器15(图3、图4)关断闸门13前面的第一光屏障结构14。这对应于从闸门13前面的第一光屏障结构14到两个侧面光屏障结构27、28的安全功能的转移和/或改变。这同时意味着要保护的空间区域扩大到闸门13的停放区29和输送装置3的负载接收装置4的接合区域。在装载操作的进一步过程中，侧面光屏障结构27、28然后用于观察和/或保护扩大的接合区域(负载接收装置4和停放区29)。
42.装载操作的后续阶段—在启动光屏障结构27、28之后—在于输送装置3以其装载接收装置4(图5)进入闸门13。通过降低负载接收装置4的叉5，输送装置3然后可以将带有工件6的托架7放置在停放区29中并随后从闸门13移出(图6)。
43.一旦输送装置3再次到达其在闸门13前面的原始起始位置，输送装置3的控制器17(图6、图7)就再次停用和/或关闭两个光屏障结构27、28。由于缺少信号，这可以由闸门13的控制器15借助闸门13的两个接收器25、26探测到，于是控制器15启动闸门13前面的第一光屏障结构14。
44.对于所描述的装载操作，另外规定，当输送装置3到达其在闸门13前面的起始位置并停在那里时，停用用于输送装置3的观察区域19的扫描仪和/或检测器20(图3、图4)。另一方面，在装载操作完成之后，在输送装置3离开闸门13前面的起始位置之前(图6)，再次接通检测器20并且重新启用观察区域19(图7)。
45.在通过两个侧面光屏障装置27、28(图4、图5、图6)执行安全功能的持续时间期间，闸门13和/或输送装置3的两个控制器15、17将两个光屏障结构27、28的光束的中断解释为物体或人侵入和/或越过相应的边界，并启动对应的安全措施。例如，这包括通过控制器17自动停止输送装置3。另一方面，在这种情况下，可以通过闸门13的控制器15重新启用闸门13前面的第一光屏障结构14(通过接通第一发射器21和第一接收器22)。
46.对于物体或人侵入由两个光屏障结构27、28观察的区域的这种情况，优选还规定，在检测到一个光屏障结构27、28的这种中断之后，通过接通检测器20而重新启用输送装置3的观察区域19。只有在基于由输送装置3的观察区域19的检测器20接收到的信号和/或数
据，可以确定观察区域19再没有障碍物的情况下，随后才能通过制造单元2的控制器15恢复中断的装载操作。为此所需的措施可以在输送装置3的控制器17和闸门13的控制器15的参与下以自动方式执行。
47.图8表示在制造单元2的闸门13处的输送装置3的装载操作中断的情况。根据该图示，侧面光屏障结构28在这里因人的身体遮住由发射器24发出的光束而被人32中断。因此，光屏障结构28的接收器26不能检测到光束，这可以被闸门13的控制器15记录为发生故障。
48.闸门13的控制器15然后可以生成报告和/或消息，该报告和/或消息经由制造单元2的控制器16被传输到制造装置的中央控制器18。输送装置3的控制器17然后从制造装置1的中央控制器18接收到关于侧面光屏障结构28中断的通知，并且作为响应而使输送装置3停止。优选地，作为对关于光屏障结构28中断的通知的进一步响应，接通用于输送装置3的观察区域19的检测器20。只有在检测器20对观察区域19的观察发现人32不再在输送装置3的观察区域19中的情况下，输送装置3的行进运动才通过其控制器17恢复。此外，输送装置3的行进运动的恢复以输送装置3的发射器23、24发出的对应光束再次被闸门13的接收器25、26接收到为前提(对应于图4所示的情况)。
49.图9表示制造装置1的替代实施方式的细节。同样，相同的附图标记和/或部件名称与其前面的图1至图8中一样用于相同的部分。为了避免不必要的重复，指向/参考其前面附图的详细描述。
50.在根据该示例性实施方式的制造装置1中，形成在输送装置3和制造单元2之间的两个侧面光屏障结构27、28通过发射器和接收器的替代布置来实现。
51.左侧光屏障结构27(在从输送装置3到制造单元2的闸门13的观察方向上的左方)由输送装置3上的发射器23和闸门13上的接收器25形成，正如在根据图2至图8的示例性实施方式中一样。为了形成右侧光屏障结构28，在闸门13上设置发射器33，并在输送装置3上设置接收器34。输送装置3相应地在左侧具有发射器23，并在右侧具有接收器34。而闸门13的控制器15与布置在左侧的接收器25和布置在右侧的发射器33连接。
52.根据该实施方式变型，另外针对制造装置1规定，两个侧面光屏障结构27、28也可以用于在输送装置3和闸门13之间的直接传输消息。为此目的，输送装置3的控制器17和/或发射器23被设计为使得可以将编码信号调制到左侧光屏障结构27的光束上，另一方面，该信号可以被接收器25和/或闸门13的控制器15接收到并解码。与此类似，具有发射器33的闸门13的控制器15也被设计为通过右侧光屏障结构28的光束向输送装置3的接收器34和/或控制器17发送通知。这样，输送装置3与制造单元2的闸门13之间的直接通信是可行的，而不必为此目的与制造单元2的上级控制器16或整个制造装置1的中央控制器18进行消息交换。
53.根据该实施方式变型借助输送装置3将工件6递送到制造单元2的方法允许基于附加标准检查操作状态，其中这可以在输送装置3与制造单元2的闸门13之间的直接通信中发生。在其基本状态下，闸门13的控制器15将其光屏障结构14保持被启用并且这样观察对闸门13的访问。除此之外，控制器15只需观察接收器25的状态，以便在输送装置3到达接收器25与制造单元2的闸门13之间的情况下，可以发生通信。
54.到达制造单元2的闸门13以递送工件6的输送装置3将首先采取在闸门13前面的用于装载操作的起始位置，在该起始位置，负载接收装置4和/或输送装置3的进入方向30与闸门13的通过方向31对齐。一旦输送装置3已经采取用于装载操作的该起始位置，输送装置3
的控制器17通过启用布置在左侧的光屏障结构27的发射器23来接通光屏障结构27，并由此(并通过接收器25检测光束)建立与闸门13和/或其控制器15的连接。响应于此，闸门13的控制器15可以通过启用发射器33来启用右侧光屏障结构28，发射器33又使光束聚焦到输送装置3的接收器34上。输送装置3的接收器34上的光束的检测最终向其控制器17提供现在实际可以执行装载操作的信息。装载操作准备就绪的这种两方面的检测也是闸门13的控制器15能够停用光屏障结构14的先决条件，另一方面也是输送装置3的控制器17能够停用用于观察区域19的检测器20的先决条件。最终，控制器17使输送装置3运动以进入闸门13。
55.在装载操作的进一步过程中，两个侧面光屏障结构27、28观察扩大的连接空间区域，该空间区域包括带有叉5的负载接收装置4和带有工件6的托架7以及闸门13中的停放区29。输送装置3和闸门13的控制器15、17将侧面光屏障结构27、28的两个光束之一的中断识别为发生故障，并且两个控制器15、17可以彼此直接通信地启动紧急措施。
56.图10表示在制造单元2的闸门13处的输送装置3的装载操作的故障和/或中断的情况。在所示的情况下，人32的身体接近扩大的观察区域已经如此近，使得在闸门13的发射器33和输送装置3的接收器34之间的右侧光束装置28的光束被中断。因此，输送装置3的控制器17通过接收器34探测到没有信号，从而使输送装置3停止。同时，控制器17可以生成对应的报告，该报告通过左侧光屏障结构27传输到闸门13的控制器15。作为进一步的保护措施，除了停止输送装置3之外，闸门13的控制器15可以再次接通闸门13前面的光屏障结构14，并且输送装置3的控制器17可以接通检测器20以启用观察区域19。
57.此外，在这种故障之后恢复和/或继续装载操作也可以自动地发生。如果输送装置3的控制器17检测到人32和/或任何其他破坏性物体不再处于观察区域19内，则该事实也可以被传达给闸门13的控制器15。随后，可以再次启用输送装置3并因此可以恢复装载操作—在输送装置3的检测器20停用并且再次关闭闸门13前面的光屏障结构14之后。
58.作为特别严格操作的安全措施，特别规定，对于整个持续时间，即从故障发生到检测到不再存在破坏性物体或破坏性人员，分别通过检测器20和光屏障结构14进行观察区域19的观察以及对闸门13访问的观察。只有这样，才能自动控制装载操作的重新启动。
59.如果然后—在停放带有工件6的托架7之后—将输送装置3再次移出停放区29和/或移出闸门13，则由输送装置3的控制器17向闸门13的控制器15通知这一点。因此，一方面闸门13的控制器15和另一方面输送装置3的控制器17可以识别装载操作的结束。随后，可以停用两个侧面光屏障结构27、28，可以启用闸门13前面的光屏障结构14并且也可以再次接通输送装置3的检测器20。
60.示例性实施方式示出了可行的实施方式变型，并且在这方面应该注意，本发明不限于它的这些特定图示的实施方式变型，而是各个实施方式变型的各种组合也是可行的，并且由于本发明提供的技术教导而产生的这种变化可能性均在本技术领域的本领域技术人员的能力范围内。
61.保护范围由权利要求书确定。然而，说明书和附图将用于解释权利要求。来自所示和所述的不同示例性实施方式的各个特征或特征组合可以代表独立的发明方案。独立的发明方案的根本目的可以从描述中推测出。
62.在本说明书中关于值范围的所有指示应被理解为使得它们也包括随机和来自它的所有部分范围，例如，指示1至10应被理解为使得它包括基于下限1和上限10的所有部分
范围，即所有部分范围都以1以上的下限开始，并以10以下的上限结束，例如1到1.7，或3.2到8.1，或5.5到10。
63.最后，按惯例，应当注意，为了便于理解结构，元件部分未按比例描绘和/或放大尺寸和/或缩小尺寸。
64.附图标记列表
65.1制造装置
66.2制造单元
67.3输送装置
68.4负载接收装置
69.5叉
70.6工件
71.7托架
72.8安全隔板
73.9加工装置
74.10操作装置
75.11安全装置
76.12门
77.13闸门
78.14光屏障结构
79.15控制器
80.16控制器
81.17控制器
82.18控制器
83.19观察区域
84.20检测器
85.21发射器
86.22接收器
87.23接收器
88.24发射器
89.25接收器
90.26接收器
91.27光屏障结构
92.28光屏障结构
93.29停放区
94.30进入方向
95.31通过方向
96.32人
97.33发射器
98.34接收器。