[发明专利]安全、无混淆、唯一地将操作人员的指令授权对应到可控技术设备的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过利用移动操作装置将操作人员的指令授权安全、无混淆、唯一地暂时对应到可控技术设备的方法以及合适的装置。根据本发明的移动操作装置在技术上适用于以安全技术相关的危险可能性交替地操作多个可控技术设备。该移动操作装置具有通常被构造为安全开关元件的操作元件，如紧急开关、核准键和运行类型选择开关，它们用于单独地或与其它操作元件组合地输出安全关键的控制命令。尽管对于向可控技术设备传送安全关键的控制命令有特殊的安全技术要求，但是，通过中间连接通常的非特定的经安全认证的数据传输装置以及利用网络技术可以实现数据技术的耦合，并且通过根据本发明的操作装置以及相应的根据本发明的安全的数据传输接收机(Datenuebertragungsgegenstelle)的特殊构造保证所要求的安全性。借助于可电子获取的编码标记实现将操作人员或该操作人员的指令授权安全地空间对应到根据本发明的操作装置、以及将操作装置安全地空间及数据技术地对应到可控技术设备。操作人员、用于生成与可控技术设备的连接的准许的直拨位置(Einwahlposition)，以及用于输出安全关键的控制指令的准许的工作区配备有这样的编码标记。根据本发明的操作装置配备有用于电子获取该标记的读取装置，其中这样的获取仅与读取装置紧密相邻的区域内才可能。因此，错误的、否则通过物理装置可靠强制和唯一的对应由合适的数据技术的监控装置代替或补充。

背景技术

目前，广泛的工业制造设备、大型机器、协同合作的机械手和机床组统统具有高的自动化程度。

在这些设备的特定部件的局部区域中，可能在运行时出现对人员的明显危险，例如由于碰撞、挤压、其它的机械、热或化学影响或者辐射。大量的安全规则提供用于在这些设备自动由程序控制地运行时将对人员的危险降至最低的措施。其中例如包括针对各个处理点(Bearbeitungszell)或设备段(Anlagenabschnitte)的技术监控的保护围栏(Schutzumzaeunung)。

尽管有很高的自动化程度，但是仍然需要由专业人员进行定期的干预，尤其是在这些设备或设备部件启动、编程、维护和发生故障后修理时。在这样的工作中，即使在机器的直接影响和危险区域也需要有人员在场，也就是在设置的保护围栏内也要有人员在场，例如在所谓“教导”机器人时。其中，特别熟练的操作人员手动地控制至少单个机器功能，并且为此采用对应的操作装置。为此，优选采用移动的手工操作设备，以便在给出控制指令期间向操作人员提供足够的移动性以最佳地监视关键的机器或设备部件，如机器人的末端受动器。设备和在其影响区域内的人员的安全性在该阶段中决定性地受到操作人员的专注程度和仔细程度的影响。

虽然这些设备大多数时间都是自动运行，并且只在运行时间的一小部分期间需要手动控制，但是经过统计，大多数事故都发生在这一小部分时间内。为了将危险降至最低，有关安全规则通常在手动控制期间只允许以明显比自动化运行时更小的运动速度或驱动功率按照机器的所谓特殊操作类型进行受限的运行。另外，仅在操作人员确认在技术上特殊地构成为安全开关元件的核准键期间才可以使机器运动。此外，移动的手工操作设备通常还具有特殊的、被标识为符合标准的紧急开关，或相同或类似作用、但是被标识为替代的停止开关，其中操作人员可以在进入和识别出危险情况时利用该紧急开关或停止开关立即中断特定的相应设备段中所有运行的以及潜在有危险的机器操作，并产生安全的工作状态。用于在完全自动化的、由程序控制的运行和一个或多个用于至少部分通过操作人员手动控制的特殊操作类型之间手动切换可控技术设备的操作类型的操作类型选择开关通常也被实施为安全开关元件。

恰好在这些其中出现特殊操作状态；潜在的技术故障、如软件错误首次出现；或者设备的不同功能还根本没有完全进入运行状态和被测试，而且也特别容易和经常出现导致误操作的损坏的特殊的手动控制机器或设备的阶段内，该技术设备范围内的人员处于更大的危险中。相关的安全规定因此对构造从安全开关元件到可控技术设备的驱动器和执行器的整个信号路径定义了严格要求，其中这整个信号路径整体被统称为安全回路。与可控技术设备的正常功能性控制部件和信号部件相反，安全回路在技术上完全特别可靠地构建，从而各个错误不会导致失去安全性(所谓的单错误安全性)，并且能够识别存在的故障，也不会导致未识别的故障累积，这些故障累积最终可能导致失去安全性。