<Desc/Clms Page number 1>
BESCHRIJVING BEHORENDE BIJ
DE OCTROOIAANVRAGE van
L. V. D. Company N. Y. - Nijverheidslaan 2 te 8630 WEVELGEM-GULLEGEM.
Betreffende "Positioneer-en volgrobot voor het bedienen van een pers".
EMI1.1
--------------
De uitvinding heeft betrekking op een robot voor het automatisch bedienen van een pers. Een stuk dat zich in de grijpers van het apparaat bevindt, wordt automatisch tussen beide gereedschappen van de pers gepositioneerd, wordt tijdens de vormbeweging ondersteunend gevolgd en wordt na de vormbeweging gepositioneerd voor de volgende vormbeweging of wordt van tussen de gereedschappen gehaald.
Gewoonlijk wordt een pers manueel door een operator bediend. Het te vormen stuk wordt manueel op de juiste plaats tussen de gereedschappen gebracht. Stukken die door hun afmetingen of gewicht neiging vertonen over hun opklappend uiteinde te buigen, dienen door de operator manueel ondersteund te worden. Een eerste verbetering bestaat bvb. bij een afkanters in een automatisch ingestelde achteraanslag die het voor elke plooibeweging positioneren van de plaat ten opzichte van de afkantgereedschappen verge- makkelijkt. Het manueel manipuleren van het stuk blijft echter een inefficiënte en dure methode. Een andere oplossing is vervat in de mechanische volgsteunen die de uiteinden tijdens de vormbeweging ondersteunend volgen en op die manier het doorbuigen van die uiteinden
<Desc/Clms Page number 2>
voorkomt.
De handelingen van de operator zijn hiermee echter nog niet geëlimineerd aangezien het stuk nog steeds manueel voor elke plooibeweging op een andere, specifieke plaats dient gepositioneerd te worden.
Het doel van de uitvinding is het manueel manipuleren en positioneren van het stuk te elimineren door het verschaffen van een volledig automatische pu. vormmachine die bestaat uit een pers en een met deze pers samenwerkende positioneer-en volgrobot.
Een eerste reeks bewegingen van deze robot heeft betrekking op het positioneren van het werkstuk : het stuk dient vddr elke vormbeweging een specifieke positie tussen de gereedschappen te hebben. Een tweede reeks bewegingen heeft betrekking op het volgen van het stuk tijdens een bepaalde vormbeweging : tijdens een vormbeweging dient het opklappend uiteinde, van het eventueel reeds over dit uiteinde verscheidene keren geplooide stuk, ondersteunend gevolgd te worden. Een derde reeks bewegingen heeft betrekking op het uitnemen van het gevormde stuk : het tussen-of eind- resultaat moet van tussen de gereedschappen, of eventueel van rondom een korte stempel, gemaneuvreerd worden.
De posi- tioneer- en volgrobot volgens de uitvinding, bestaande uit een aantal mechanisch gerealiseerde en door een of meerdere
EMI2.1
data-processoren gestuurde bewegingsassen, dient m. het 0 a. w.stuk met een door de mens niet te evenaren snelheid en accuraatheid te manipuleren en te positioneren ten opzichte van de gereedschappen van de pers.
De positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding bestaat in hoofdzaak uit twee symmetrisch uitgevoerde armen die voor de gereedschappen tegen de pers vastgemaakt zijn en die elk een grijper via een aantal hoofd- hewegingsassen in de ruimte vbbr de pers kunnen laten bewe-
EMI2.2
sen en wordt gekenmerkt door de specifieke opeenvolging en 'rd elk van zijn hoofdbewegingsassen, vertrekkend van ! aanhechtingspunt van de armen en eindigend tussen de
<Desc/Clms Page number 3>
vanklem van de grijper van de armen : een eerste rechtlijnige beweging evenwijdig met de lengte-as van de gereedschappen ;
een tweede draaiende beweging rond een as evenwijdig met de lengte-as van de gereedschappen en die het bewegingsvlak van de grijper, loodrecht op de lengte-as van de gereedschappen, tussen een laagste en hoogste stand via een nulpunt opklapt en een derde en vierde, rechtlijnige beweging die onderling loodrecht op elkaar staan en die samen de grijper in een vlak loodrecht op de lengte-as van de gereedschappen laten evolueren, waarvan de derde bewegingsrichting bij nulstand van dat vlak verticaal gericht-is en de vierde bewegingsrichting bij nulstand van dat vlak horizontaal gericht is.
Elk van deze vier hoofdbewegingsassen van elke arm van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding wordt gekenmerkt door een eigen sturing naar positie en snelheid die op elk ogenblik de positie van elk van de hoogdbewegingsassen kent en die zich enkel en alleen baseert op de gegevens over positie en snelheid van het bewegend gereedschap van de pers, rekening houdend met randgegevens.
Verder wordt de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding gekenmerkt door een hulpbewegingsas die volgt op de vierde hoofdbewegingsas en die bestaat uit een draaiende beweging, met twee uiterste haltes, rond een as loodrecht op het vlak bestreken door de derde en de vierde hoofdbewegingsas. Op deze hulpbewegingsas volgt er een grij- per.
Verder wordt de positioneer- en volgrobot volgens de uitvinding gekenmerkt door twee vrijheden van beweging : een eerste op de vierde hoofdbewegingsas en een tweede op de hulpbewegingsas loodrecht op het vlak bestreken door de derde en de vierde hoofdbewegingsas en volgend op die vierde hoofdbewegingsas.
De positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding wordt verder gekenmerkt door het tijdens een vormbeweging blijven vasthouden van het opklappend stukuit-
<Desc/Clms Page number 4>
einde met gesloten grijpers.
De hierboven beschreven, kenmerkende hoofden hulpbewegingsassen en vrijheden van beweging kunnen onder verschillende uitvoeringsvormen gerealiseerd worden. Hierna volgt een uitvoerige beschrijving van de principes van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding en,. als voorbeeld zonder enig begrenzend karakter, van een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding samenwerkend met een afkantpers, dit om bijkomende aspecten, voordelen en kenmerken van de uitvinding duidelijk te maken. Deze beschrijving verwijst naar de bijgevoegde figuren, waarin :
Figuur 1 een perspectief, schematisch zicht is op het concept van de opeenvolging en de aard van de hoofden hulpbewegingsassen en vrijheden van beweging dat aan de basis ligt van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding.
Figuur 2 een schema van de electronische sturingsmiddelen voor de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding is.
Figuur 3 een schematische weergave van twee stadia in de beweging van een plaatuiteinde tijdens de plooi- beweging in een afkantpers is.
Figuur 4 een zijaanzicht van een afkantpers uitgerust met een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding is.
Figuur 5 een dwarsdoorsnede over de looprail van de Z-as, het basisstuk en het opklapstuk is, waarop de uitvoering van de Z-as, 0-as en de R-as wergegeven is.
Figuur 6 een horizontale doorsnede, onder
AA aangeduid op figuur 5, van het opklapstuk en een horizon- Lale doorsnede van het schuifstuk is, waarop de uitvoering van de R-as en de X-as weergegeven is.
Figuur 7 een doorsnede van de aandrijving van de 9-as is, CC op figuur 8.
Figuur 8 een tweede doorsnede van de aandrij-
<Desc/Clms Page number 5>
ving van de 9-as is, met een gedeelte van de doorsnede die onder BB aangeduid is op figuur 7..
Figuur 9 een dwarsdoorsnede over het schuifstuk is, DD op figuur 6, waarop de uitvoering van de X-as weergegeven is.
Figuur 10 een detail van de figuur 6, van de drukcylinderverbinding voor de eerste vrijheid van beweging SX is.
Figuur 11 een doorsnede van het grijperhuis en van de aandrijving van de # -as is.
EMI5.1
Figuur 12 zijzicht op een gesloten, gedeeltelijk opengewerkte grijper is.
Figuur 13 een zijaanzicht op een open grijper is.
Figuren 14A en 14B stroomschema's zijn die aan de basis liggen van de sturing van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding.
De positoneer-en volgrobot volgens de uitvinding,
EMI5.2
figuur 1, bestaat in hoofdzaak uit twee symmetrisch uitgevoerde armen (1) en (2), elk autonoom beweegbaar vastgemaakt aan de tafel (3) van een afkantpers met matrijs (4) en de stempel (5).
Elke arm (1) of (2) bestaat in hoofdzaak uit vijf ten opzichte van elkaar bewegende delen : een basisstuk (6), een opklapstuk (7), een schuifstuk (8), een grijperbasis (9) en een grijper (10), allemaal onderling beweegbaar verbonden via een bewegingsas. Elk basisstuk (6) kan lateraal ten opzichte van de afkantpers of evenwijdig met de lengteas (i i) van matrijs (4) en stempel (5) rechtlijnig bewegen : de eerste hoofdbewegingsas Zl of Z 2 (de index slaat op de arm (1) of (2)). Het opklapstuk (7) draait ten opzichte van het basisstuk (6) rond de tweede hoofdbewegingsas 91 of Q2 die evenwijdig is met de lengte-as (11) van matrijs (4) en stempel (5).
Het schuifstuk (8) kan rechtlijnig bewegen ten opzichte van het opklapstuk (7) : de derde hoofdbewegingsas R of R2 die verticaal gericht is als de tweede hoofdbewegingsas of zijn nulstand (zie fig. 1) aanneemt. Bij die nulstand is de vierde hoofdbewegingsas X, of X die"uit een
<Desc/Clms Page number 6>
rechtlijnige beweging van de grijperbasis (9) over het schuifstuk (8) bestaat, horizontaal gericht. De grijper (10) kan . draaien ten opzichte van de grijperbasis (9) rond een hulpbewegingsas 0 (1 of 0 (2 die evenwijdig is met de lente-as (11) van matrijs (4) en stempel (5).
De grijper (10) bestaat uit een tang met twee uiterste standen : volledig open of dichtgeklemd.
De hoofdbewegingsassen Z1, Z2, #1, #2, R1, R2, X., X onderscheiden zich, in een eerste uitvoering van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding, van de hulpbe- wegingsassen , en < < door hun sturing en door hun mogelijkheden. Elke hoofdbewegingsas wordt apart en continu naar snelheid en positie en met controle op positie gestuurd door een eigen besturingselement. De positie van elke hoofdbewegingsas wordt op elk ogenblik digitaal opgemeten en de gegevens van deze continue meting worden teruggevoerd naar het besturingselement van elke hoofdbewegingsas. De positionering van elke hoofdbewegingsas gebeurt dus in een gesloten kring die de positie van elke hoofdbewegingsas op elk ogenblik controleert en corrigeert.
Een hoofdbewegingsas kan verder alle posities tussen zijn twee uiterste haltes aannemen en kan met variërende snelheid tussen beide uiterste haltes evolueren. De hulpbewegingsassen daarentegen bewegen steeds synchroon en kunnen slechts twee uiterste standen innemen zonder tussenposities. De beide uiterste standen hebben een verdraaiing van 180 tussen zich en houden een in de grijpers gelegen plaat in het vlak van de schuifstukken (8). Als de besturing van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding een einmalige impuls geeft aan de hulpbewegingsassen, voeren deze laatste een verdraaiing van 180 uit.
Bij een tweede uitvoeringsvorm van de positio-
EMI6.1
neer-en volgrobot volgens de uitvinding, is er geen onderscheid tussen de hoofdbewegingsassen Z,, , , X,, 2 en de hulpbewegingsassen ien. assen zijn ook hier apart en continu naar snelheid en positie
<Desc/Clms Page number 7>
en met controle op positie gestuurd door een eigen besturingselement. Dus ook hier digitale opname van positie en terugvoering van de gegevens of sturing in een gesloten kring die de positie van elke hulpbewegingsas op elk ogenblik controleert en corrigeert. De hulpbewegingsassen kunnen bij deze tweede uitvoeringsvorm alle posities tussen hun twee uiterste
EMI7.1
haltes aannemen en kunnen met variërende snelheid tussen beide t uiterste haltes evolueren.
Een tweede kenmerk van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding ligt in de zgn. vrijheden van beweging. Bepaalde bewegingsassen kunnen, over een beperkt positieveld en tijdens een gecontroleerd tijdsveld, vrij bewegen rond de door hun besturing opgelegde positie en/of opeenvolgende posities. De eerste vrijheid van beweging SX1 en SX2 is voorzien op de vierde hoofdbewegingsas X. of X, figuur 1, de tweede vrijheid van beweging S#1 of S#2 is voorzien op de hulpbewegingsas #1 of #2. De eerste vrijheid van beweging SX1 of SIX bestaat dus uit een vrij, dus niet gestuurd, lineair verschuiven van de grijperbasis (9) over het schuifstuk (8) volgens de vierde hoofdbewegingsas X, of. X .
Het ogenblik waarop en de duur waarover deze eerste vrijheid van beweging SX 1 of SX 2 mogelijk is, is echter wel door de
EMI7.2
sturing bepaald. De tweede vrijheid van beweging S < < , . bestaat dus uit een vrij, dus niet gestuurd, verdraaien binnen een bepaalde sector, bv. : 30 , rond een halte van de hulpbewegingsassen p < .. of . Het ogenblik waarop en de duur waarover
EMI7.3
deze tweede vrijheid van beweging S < X. is, is ook door de sturing bepaald. Beide vrijheden van beweging laten dus een in grootte en richting beperkte speling toe rond de starre, want door continu gestuurde bewegingsassen bepaalde, positie van de grijper (10).
De hoofdbewegingsassen maken drie reeksen van beweging mogelijk : een eerste reeks voor het positioneren van de plaat voor elke plooibeweging, een tweede reeks voor het volgen van het opklappend plaatuiteinde tijdens elke plooi-
<Desc/Clms Page number 8>
beweging en een derde reeks, die veel overeenkomsten vertoont met de eerste reeks, voor het uithalen van een geheel of gedeeltelijk geplooid werkstuk. De strikt voor deze reeksen
EMI8.1
noodzakelijke hoofdbewegingsassen zijn de E)-, de R-en de X-bewegingsassen. De Z-hoofdbewegingsassen en del-huipbewe- gingsassen vergroten de flexibiliteit van de positioneer- en volgrobot volgens de uitvinding, maar zijn niet wezenlijk noodzakelijk voor de hogervermelde reeksen van beweging.
Vooraleer er een plaat of werkstuk in de grijpers (10) wordt geplaatst, moeten deze grijpers eerst een correcte positie bekomen overeenkomstig de grootte en
EMI8.2
yorm van de plaat teneinde deze op de geschikte wijze in de grijpers te kunnen leggen. Alle hoofdbewegingsassen Z2'R R,, , daarvoor in aanmerking.
Men dient echter veel meer dan een vlakke plaat voor ogen te houden : ook platen die reeds een aantal keren geplooid werden of platen met een onregelmatige vorm kunnen door de postioneer-en volgrobot volgens de uitvinding gemanipuleerd worden. De 9-, R- en X-hoofdbewegingsassen worden dan derwijze gestuurd dat de plaat of het werkstuk tussen de plooigereedschappen, bv. stempel (5) en matrijs (4), gepositioneerd wordt. Dat positioneren bestaat uit het op de correcte positie ten opzichte van de plooigereedschappen houden van het werkstuk zodat de hieropvolgende plooibeweging het werkstuk op de gewenste plaats gaat plooien.
De Z-hoofdbewegingsas kan bij dit positioneren nuttig zijn als de plaats voor de afkantpers waar de grijpers het werkstuk ontvangen niet dezelfde is als de plaats waar de plooibeweging gebeurd, of kan nuttig zijn als er verschillende afkantgereedschappen op dezelfde pers gemonteerd zitten ; de positioneer-en volgrobot kan het werkstuk dan van het ene gereedschap naar het andere brengen. Ook hier moet benadrukt worden dat niet enkel vlakke platen te manipuleren zijn ; aangezien elke hoofdbewegingsas volledig gescheiden van de andere hoofdbewegingsassen gestuurd wordt, kan elke arm (1) of (2) een totaal verschillende beweging maken. Dit kan noodzakelijk
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
zijn voor werkstukken met een speciale vorm of met niveauververschillen.
De door de c < -hulpbewegingsassen mogelijk gemaakte van de werkstukken vallen ook onder deze eerste reeks van bewegingen. De < < -hulpbewegingsassen laten toe om de aan beide kanten van de grijpers (10) uitstekende plaat-of werkstukuiteinden tussen matrijs (4) en stempel (5) te brengen zonder dat de plaat of het werkstuk uit de grijpers (10) dient te worden genomen. Het volstaat beide grijpers (10) over 180 te laten draaien om het andere uiteinde in het bereik van het afka-ntgereedschap te brengen. Bij de eerste uitvoeringsvorm van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding is dit enkel mogelijk als de oc-hulpbewegingsas van elke grijper (10) in elkaars verlengde liggen. Als dit door de specifieke vorm van een plaat of werkstuk niet mogelijk is, toe.
De tweede uitvoeringsvorm van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding laat dit echter wel toe : een combinatie van een continu gestuurde beweging van een of beide oC-hulpbewegingsassen en van een of beide X- R-hoofdbewegingsassen laat toe om een plaat of een werkstuk vastgehouden door niet gelijnde grijpers (10) over 180 , of over een willekeurige hoek, te verdraaien tussen de armen (1) en (2).
De derde reeks van bewegingen, die bewegingen nodig voor het van tussen stempel (5) en matrijs (4) halen van het werkstuk, sluit nauw aan bij de eerste reeks van bewegingen en doet dus beroep op vergelijkbare bewegingscombinaties van de Z-, 6-, R- X-hoofdbewegingsassen.
1) electronische 2, voor het sturen - -- - - - - van de eerste en derde reeks van bewegingen van de positioneer- volgens de uitvinding omvatten minimaal de volgende onderdelen : een databus (12) waarop een hoofdprocessor (13) ; een invoereenheid (16), die een klavier, scherm en geheugendragerlezer omvat ; intern geheugen (14), die een RAM en ROM gedeelte omvat ; en een reeks hulpprocessoren
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
(15). Voor elke hoofdbewegingsas (Z-, 8-, en X-assen) is er een hulpprocessor (15) voorzien, het betreft hier een sturing van een hogergedefinieerde eerste uitvoeringsvorm. Elke huipprocessor (15) stuurt de aandrijvingen (17) van elke hoofdbewegingsas en krijgt informatie van de digitale positieopnemers (18) van elke hoofdbewegingsas.
Het ROM geheugen bevat naast vaste verwerkingsprogramma's, de gegevens eigen aan de robot o. bereik van elke bewegingsas... Het RAM geheugen bevat de zogenaamde randgegevens over de afmetingen en configuratie van zowel afkantgereedschappen als van het werkstuk in elk stadium van de opeenvolging van plooibewegingen, gegevens over de volgorde en plaats van de aan te brengen plooien, gegeven over de omgeving rond de afkantgereedschappen... Deze randgegevens werden d. de invoereenheid (16) ingebracht.
De sturing van de bewegingscombinaties nodig voor de eerste en derde reeks van bewegingen doet beroep op de randgegevens en op de controlegegevens, die tijdens de bewegingscombinaties door middel van de op elke hoofdbewegingsas opgestelde digitale positieopnemer bekomen worden. De sturing kan gebaseerd zijn op voorhand geheugen ingebrachte programma dat zieh oriënteert binnen een absoluut coördinatenstelsel en dat instructie per instructie gelezen en uitgevoerd wordt. De ruimtelijke posities die de gemanipuleerde plaat dient te doorlopen kan anderzijds geprogrammeerd worden door teach'-by-doing. De door de hoofdbewegingsassen aan te nemen posities worden door de hoofdprocessor (13) berekend en doorgespeeld aan de respectievelijke hulpprocessoren (15) via de databus (12). De hulpprocessoren (15) sturen hun aandrijving (17).
De controlegegevens bekomen d. de digitale positieopnemers (18) worden aan hun respectievelijke hulpprocessoren teruggevoerd. Deze laatsten vergelijken deze controlegegevens met de gewenste posities en doen het nodige tot de gewenste posities bekomen worden. De hoofprocessor (13) berekent de gewenste asposities, de hulpprocessoren (15) leiden
<Desc/Clms Page number 11>
uit deze positioneeralgorithmes de positie, snelheid en versnelling van hun respectievelijke bewegingsas.
De tweede reeks van bewegingen heeft betrekking op het volgen van het opklappend plaatuiteinde, Kenmerkend voor de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding is het volgen van dat opklappend plaatuiteinde met gesloten grijpers (10). Dat betekent dat na het beëindigen van een plooibeweging, de sturing nog steeds de plaats van de grijpers (10) ten opzichte van het werkstuk kent. Samen met de gegevens over de positie van elke bewegingsas, resulteert dit in exacte gegevens over de positie vaU het werkstuk in de ruimte voor of rond de afkantgereedschappen. Daardoor is de sturing in staat de nodige bewegingsasposities, nodig voor het positioneren voor de volgend plooibeweging, te berekenen.
Een positioneer-en volgrobot die het opklappend plaatuiteinde ondersteunend volgt met geopende grijpers, die hun initiële positie ten opzichte van het werkstuk dus niet bewaren tijdens de plooibeweging, heeft na die plooibeweging geen exacte gegevens meer over de positie van het werkstuk in de ruimte voor en rond de afkantgereedschappen en kan het werkstuk dan ook niet meer positioneren voor de volgende plooibeweging.
De beweging van het grijppunt A op het opklappend plaatuiteinde tijdens een plooibeweging is een combinatie van een ellipsvor- mige beweging rond het middelpunt 0 van de afronding van de groef (19) in de matrijs (4), figuur 3, en van een rechtlij- nige beweging volgens de raaklijnen aan deze afronding in de groef gericht en wordt veroorzaakt door de beweging van de stem- pel (5) op de ram (20). De beweging van die stempel (5) tijdens de plooibeweging is echter geen eenparig rechtlijnige beweging maar een veranderlijk rechtlijnige beweging. De beweging is afhankelijk van de buigweerstand van de plaat (21) of het werkstuk tijdens de plooibeweging, van de snelheid waarmee de hydraulische kringloop van de afkantpers zijn druk opbouwt, van vorm en afmetingen van de afkantgereedschappen...
De bewe- ging van de ram (20) determineert dus de beweging van de
<Desc/Clms Page number 12>
plaat, die op haar beurt de beweging van de grijper vastlegt tijdens het plooien.
Kenmerkend voor de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding is dat tijdens de plooibeweging de positie van de ram (20) continu opgemeten wordt ten opzichte van een referentiepositie door middel van een digitale verplaatsingsopnemer (22), figuur 2, en dat elke positiemeting aan de hoofdprocessor (13) wordt toegevoerd die hieruit de gewenste posities van elk van de acht hoofdbewegingsassen berekent.
De door de hoofdprocessoren (13) berekende positioneeralgorithmes worden dan door de hulpprocessoren (15) verwerkt.
De sturing van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding geeft dus geen effekt op de beweging van de ram (20) van de afkantpers, die beweging wordt enkel geregistreerd en verwerkt. De positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding kan dus samenwerken met een afkantpers die voordien manueel bediend werd op voorwaarde dat de ram van een digitale verplaatsingsopnemer wordt voorzien.
De beweging van de gesloten grijpers (10) tijdens de plooibeweging is dus in eerste instantie bedoeld om de grijpers tijdens het volledige plooipoces op dezelfde plaats op het werkstuk te kunnen houden, is in tweede instantie
EMI12.1
bedoeld om het buigen van het werkstuk over zijn opklappend 0 uiteinde onder invloed van zijn eigen gewicht te beletten door het ondersteunend volgen van het uiteinde met de grijpers (10) en is zeker niet bedoeld om een kracht op het werkstuk uit te oefenen. Kenmerkend voor de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding zijn de vrijheden van beweging SX-,
EMI12.2
SX,S < -,enS < van de opklappende plaatuiteinden voorzien zijn. Tijdens de plooibeweging worden deze vrijheden geaktiveerd, of ontgrendeld, door de hoofdprocessor zodat er een zekere speling rond de gestuurde grijperbaan mogelijk is.
Dit om afwijkingen tussen de gestuurde grijperbaan en de baan van het grijppunt A, fig. 3 of de baan van het punt op het werkstuk waar de grijper aangrijpt,
<Desc/Clms Page number 13>
EMI13.1
die opgelegd is door de beweging van het plaatuiteinde, belas- , 0 tingloos op te vangen. Als deze vrijheden van beweging ge- grendeld worden, wordt de starre, door de processor gekende verbinding met het werkstuk herstelt.
Aan de hand van de figuren 4 en volgende wordt een voorkeurdragende, eerste uitvoeringsvorm van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding beschreven. Een afkantpers (23), figuur 4 ; met een ram (20), matrijs (4) en stempel (5) ; is voorzien van een tegen haar tafel (3) gemonteerde positioneer-en volgrobot waarvan een arm (1) of (2) bestaat uit een basisstuk (6) dat transversaal voor de afkantpers beweegt : Z-as, uit een opklapstuk (7) dat rond de 0-as draait t. o. v. het basisstuk (6), uit een schuifstuk (8) dat verticaal (als 9 in nulstand is, volle lijn) beweegt over het : opklaps, tuk : :
(7) : de R-as, uit een grijperbasis (9) die horizontaal (als E) in nulstand is) over het schuifstuk (8) beweegt : de X-as en uit een grijper (10) draaibaar t. o. v. de grijperbasis (9), de * < .-as < .
De X- en R-as lig8en in het vlak van de figuur, de Z-as staat er loodrecht op en de 9-as is een draaias loodrecht op dat vlak.
Figuur 5 toont de realisatie van de Z-as, de 8-as en de R-as. Om de ten opzichte van elkaar bewegende delen duidelijk te maken is het basisstuk (6), dat de verbinding vormt tussen de tafel (3) en het opklapstuk (7), met al zijn onderdelen in streeplijn getekend.
De Z-as, figuur 5, bestaat uit een tegen de tafel (3) van de afkantpers geplaatste looprail die uit een geleidingsstaaf (24), een looplat (25) en een tandlat (26) bestaat. Op de geleidingsstaaf (24) schuift de schuifbus (27) van het basisstuk (6) en rond de looplat (25) lopen er aan elke zijde meerdere nokken rollen (28) die via een verbindings- stuk (29) verbonden zijn met het basisstuk (6). Deze voorzie- ningen vormen de uitvoering van de Z-as. De aandrijving van de Z-as bestaat uit een tandlat (26), die verbonden is met de vaste tafel (3), waarmee een tandwiel (30), dat via een tandwielkast (31) aangedreven wordt door een servomotor (32), samenwerkt. Als de servomotor (32) geactiveerd wordt,
<Desc/Clms Page number 14>
trekt het tandwiel (30) zieh over de tandlat (26) in beweging en neemt aldus het basisstuk (6) over de geleidingsstaaf (24) en de looplat (25) mee.
De e-as, figuur 5, wordt uitgevoerd met twee bovenaan het basisstuk (6) gelegen assteunen (33) (zie ook fig. 6) waartussen een as (34) opgehangen is. Rond de as (34)
EMI14.1
draait er een met het opklapstuk (7) verbonden bus (37) (fig.
9-as. Op de voorzijde van het basisstuk (6) is er een steun (35) met een lageropening (36) voorzien. Onderaan het opklapstuk (7) is er een tweede steun (38) met een lageropening (39) voorzien. Beide steunen (35 & .. 38) met hun lageropeningen (resp.
36 & 39) zijn de aangrijpingspunten van de aandrijving van de 6-as die de afstand tussen deze aangrijpingspunten instelt, of de verdraaiingshoek van de 9-beweging instelt.
Die aandrijving is weergegeven op de figuren 7 en 8. De aandrijving van de 8-as, figuren 7 en 8, bestaat in hoofdzaak uit een lange koker (40) (zie ook fig. 4) waarbinnen er een schroefspil (41) draaibaar is opgesteld. Die schroefspil (41) heeft een draadloos uiteinde (42) dat draaibaar door een vaste lagerhuls (43) loopt en dat na deze lagerhuls (43) van een tandriemschijf (44) voorzien is. Tegen de koker (40) van de @-aandrijving is er een servomotor (45) voorzien. Op de as van de servomotor (45) zit er een tandriemschijf (46).
Beide tandriemschijven (44 & 46) zijn verbonden met een tand- riem (47). Op de schroefspil (41) zit er een moerhuls (48) die samenwerkt met de schroefspil (41) maar die niet draaibaar is L. o. v. de koker (40). Als de servomotor (45) de schroefspil (41), via tandriem (47), doet draaien, voert de moerhuls (48) een lineaire beweging uit binnen de koker (40). Zowel op de lagerhuls (43) als op de moerhuls (48), figuur 8, is er een scharnierende as (49) gemonteerd. Elke as (49) wordt door een rond de lagerhuls (43) of moerhuls (48) grijpende beugel (50) (zie ook fig. 7) gedragen. De beugels (50) scharnieren rond vast op de lagerhuls (43) of moerhuls (48) bevestigde pennen (51).
De assen (49) passen in de lageropening (36)
<Desc/Clms Page number 15>
in de steun (35) van het basisstuk (6) en in de lageropening (39) van de steun (38) van het opklapstuk (7). Als de servomotor (45) geactiveerd wordt, wordt de as (49) op de moerhuls (48) bewogen, de afstand tussen beide assen (49) wordt dus verandert of de afstand tussen beide lageropeningen (36 & 39) verandert.
De R-as, figuur 5 en 6, is met een geleide as (52) en een looplat (53) gerealiseerd. Rond de geleide as (52) zit er een lange kogelbus (54) die verbonden is met het schuifstuk (8). Op het uiteinde van dat schuifstuk zitten nokken rollen (55) die rond de looplat (53) steun vinden (fig. 6). Het schuifstuk (8) kan op die manier een lineaire beweging uitvoeren t. o. v. het opklapstuk (7) : de R-as. De aandrijving van de R-as bestaat uit een naast de geleide as (52) opgestelde schroefspil (56) die rechtstreeks door een servomotor (57) aangedreven wordt. Met deze schroefspil (56) werkt er een moer (58) samen die verbonden is met de kogelbus (54), en dus met het schuifstuk (8).
Aangezien het schuifstuk (8) nietkan draaien, wordt de moer (58) omhoog of omlaag gedreven als de servomotor (57) werkt, of het schuifstuk (8) beweegt t. o. v. het opklapstuk (7).
De X-as, fig. 9 en 6, is met twee over gans de lengte van het schuifstuk (8) gemonteerde loopregels (59) uitgevoerd. Over elke loopregel (59) lopen er meerdere loopwie- 1 en (60) die draaien op deopgrijperbasis (9) gemonteerde assen (61). De grijperbasis (9) kan dus een lineaire beweging maken t. o. v. het schuifstuk (8) : de X-as. De vorm van de loopregels (59) en van de loopwielen (60) is zodanig dat verplaatsing van de grijperbasis (9) loodrecht op de loopregels niet mogelijk is. Tussen beide loopregels (59) loopt er, tevens over gans de lengte van het schuifstuk (8), een schroefspil (62) die op zijn beide uiteinden draaibaar is opgesteld. Op een uiteinde van de schroefspil (62) is er een tandriemschijf (63) voorzien.
Binnenin het schuifstuk (8), aan hetzelfde uiteinde als dat van de tandriemschijf (63), is er een servo-
<Desc/Clms Page number 16>
motor (64) voorzien die tandriemschijf (63) via een tandriem (65) aandrijft. Op de schroefspil (62) zit er een moerhuls * (66) die verbonden is met de grijperbasis (9) en die dus niet draaibaar is. Als de servomotor (64) de schroefspil (62) aandrijft, ondergaat¯ de moerhuls (66), die de grijperbasis meeneemt, een lineaire verplaatsing : de X-as.
De eerste vrijheid van beweging, deze op de X-as of SX, wordt gerealiseerd door de verbinding tussen de moerhuls (66) en de grijperbasis (9). Zoals weergegeven op figuur 10, een detail van figuur 6, en op figuur 9, een doorsnede van figuur 6, bestaat die verbinding uit een drukcylinder (67). Een binnenhuls (68) is met de moerhuls (66) verbonden, een buitenhuls (69) is met de grijperbasis verbonden.
De binnenhuls (68) draagt op een bepaalde plaats een naar buitengerichte ring (70) met een dichting tegen de buitenhuls (69), terwijl de buitenhuls (69), twee naar binnengerichte, op een zekere afstand van elkaar gelegen ringen (71), elk met een dichting tegen de binnenhuls (68), draagt. Beide ringen (71) van de buitenhuls (69), zitten aan weerszijden van de ring (70) van de binnenhuls (68). De ruimtes, die aan weerszijden van de ring (70), tussen buiten-en binnenhuls (resp.
69 & 68) kunnen ontstaan, zijn verbonden met een door de stu- ring gecontroleerd hydraulisch circuit. Als deze ruimtes druk- loos zijn, kunnen buiten-en binnenhuls (resp. 69 & 68) vrij over elkaar bewegen over een beperkte afstand : SX- Als één ruimte'met vloeistof onder druk gevuld is, is de verbinding tussen de moerhuls (66) en de grijperbasis (9) star of de eerste vrijheid van beweging SX is vastgezet op een door de sturing gekende positie.
Op de grijperbasis (9) is het grijperhuis (72), fig. 4, gemonteerd. Binnenin het grijperhuis (72), figuur
11, zit de aandrijving voor de ol-as en de realisatie van de tweede vrijheid van beweging S. Het frame (73) van het grijperhuis (72) is op de grijperbasis (9) gemonteerd. De as (74) is draaibaar opgesteld binnen dit frame (73) en leidt buiten
<Desc/Clms Page number 17>
het grijperhuis (72) waar de grijper (10) op deze as (74) gemonteerd zit. Op de as (74) zit er een tandwiel (75) gemon-* teerd dat samenwerkt met een tweede tandwiel (76), eveneens draaibaar opgesteld binnen het grijperhuis (72) op een as (77). Op diezelfde as (77) is er een hefboom (78) vast gemonteerd. Hefboom (78) eindigt op een aangrijpingspunt (79) waarop de zuigerstang (80) van een drukcylinder (81) draaibaar aangrijpt via een pen (82).
Er is een vloeistoftoevoer voorzien aan beide zijden van de op de zuigerstang (80) gemonteerde zuiger (83). Het hydraulisch circuit van drukcylinder (81) is eveneens door de sturing gecontroleerd. Bij een impuls van de sturing wordt de zuiger (83) naar het andere uiteinde van de drukcylinder (81) gedrukt. De slaglengte van de zuiger (83), de verhouding van de tandwielen (75 & 76) en de lengte van de hefboom (78) zijn zodanig ontworpen, dat de as (74) 1800 draait als de zuiger (83) zijn volledige slaglengte doorloopt ; bij een impuls van de sturing draait de grijper (10) over 180 : de -ars.
De tweede vrijheid van beweging Si wordt gerea- liseerd door de verbinding tussen de drukcylinder (81) en het frame (73). De drukcylinder (81) is namelijk op de zuigers-
Lang (84) van een drukcylinder (85) met vlottende zuigers (86) gemonteerd. Drukcylinder (85) is vast in het frame (73) gemonteerd. De zuigerstang (84) draagt een afstands- stuk (87) dat tussen de vlottende zuigers (86) geplaatst is, en dat niet aansluit met de binnenwand van de drukcylinder (85). Een vlottende zuiger (86) bestaat uit een rond de zui- gerstang (84) en tegen de binnenwand van de drukcylinder (85) sluitende ring die vrij in de opening tussen zuigerstang (84) en drukcylinder (85) kan bewegen.
De bewegingsvrijheid van een vottende zuiger (86) is aan zijn beide zijden beperkt : aan zijn ene zijde door het afstandsstuk (87), aan zijn andere zijde door een aanslag (88) binnenin de drukcylinder (85) of door een diametervergroting (89) van de zuigerstang (84). De ruimte tussen beide vlottende zuigers (86) is verbon-
<Desc/Clms Page number 18>
den met het door de sturing gecontroleerd hydraulisch circuit.
Als de vloeistof in die ruimte onder druk staat, worden beide vlottende zuigers (86) naar buiten gedreven en houden ze op die manier de zuigerstang (84) vast. Drukcylinder (81) is dan vast met het frame (73) verbonden of de tweede vrijheid van beweging is vergrendeld op een door de sturing gekende positie. Als de vloeistof in die ruimte drukloos is, kan de zuigerstang (84) over een door het afstandsstuk (87) bepaalde ruimte bewegen, de drukcylinder (81) kan vrij een zekere lineaire beweging uitvoeren hetgeen zieh vertaalt in vrije verdraaiingshoek voor de grijper (10) rond zijn door drukcylinder (81) bepaalde plaats : de tweede vrijheid van beweging S.
De grijper (10) is in wezen een hydraulische klem, figuren 12 & 13, met een vast been (90) en een bewegend been (91). Het vast been (90) maakt deel uit van het lichaam (92) van de grijper (10). De achterkant van dat lichaam is van een koppeling (93), eventueel een snelkoppeling, voorzien voor het monteren op de as (74) die uit het grijperhuis (72) kont (fig.11). Met een snelkoppeling kan men een grijper (10) eenvoudig verwisselbaar maken. Het bewegend been (91) is L-vormig en draait om een as (94) door het uiteinde van zijn kortste been.
Een koppelplaat (95), draaibaar rond pennen (98 & 99), verbindt het hoekpunt van het L-vormige, bewegend been (91) met de zuigerstang (96) van een drukcylinder (97). Zowel de ruimte boven als onder de zuiger (100) van de drukcylinder (97) is aangesloten op een door de sturing gecontroleerd hydraulisch circuit. Als de zuigerstang (96) door zijn zuiger (100) omhoog wordt gedrukt, wordt het bewegende been (91) met zijn klemvlak (101) tegen het klemvlak (102) van het vaste been (90) gedrukt (fig. 12). Wordt de zuiger (100) naar beneden gedrukt, dan is de grijper (10) geopend (fig. 13).
Bij een voorkeurdragende, tweede uitvoeringvorm van de positioneer-en volgrobot volgens de uitvinding, is de uit twee drukcylinders (81 & 85, fig. 11) bestaande aandrij- ving van de c, (.-as vervangen door een met de aandrijving van
<Desc/Clms Page number 19>
de X-as (fig. 6 & 9) vergelijkbaar systeem : een draaibare, door een motor aangedreven schroefspil (62) verplaatst een moerhuls (66) volgens haar lengteas, de beweging vanideihoerhuls (66) wordt via een drukcylinder (67), bestaande uit een binnenen buitenhuls (resp. 68 & 69) overgebracht op de hefboom (78, fig. 11) wiens beweging via de tandwielen (76 & 75) op de as (74),'waarop de grijper (10) komt, overgezet wordt.
Deze aandrijving laat een continuë sturing op plaats en positie met controle op positie toe, of de i-ars is op elke willekeurige positie in te stellen en met een te variëren snelheid te verplaatsen. Vòor elke -as dient er een bijkomende hulpprocessor (15, fig. 2) voorzien te worden. De drukcylinder (67, fig. 6 & 9) laat de tweede vrijheidl1 van beweging
EMI19.1
Sok met de eerste vrijheid van beweging SX.
Alle hoofd- zijn voorzien van de noodzakelijke verplaatsingsopnemers, eindschakelaars, stootdempers... om de sturing de nodige gegevens over positie en snelheid te verschaffen, om de aandrijving van elke bewegingsas op het einde van zijn bereik te onderbreken, om het einde van een beweging zacht te laten uitlopen.
Het bereik van elke hoofdbewegingsas dient in overeenstemming te zijn met de afmetingen van de platen die men wenst te manipuleren. De Z-as zal meestal over gans de breedte van de afkantpers lopen, hij kan eventueel met een gedeelte van zijn bereik de armen (1 of 2) tot naast de afkantpers laten bewegen. Het is zelfs niet denkbeeldig dat de Z-as meerdere plaatbewerkingsmachines verbindt om op die manier een geautomatiseerde produktielijn te bekomen. Het bereik van de 9-as is beperkt door de omgeving vbbr de afkantpers : de armen (1 of 2) mogen niet tegen de behuizing van de afkantpers of tegen het vloeroppervlak komen. Het bereik van de R-as dient niet zo groot te zijn aangezien de 8-as, of de opklappende beweging v66r de R-as gerangschikt is.
Het bereik van de X-as zal afhankelijk zijn van de plaatafmetingen enerzijds en van contructieve overwegingen anderzijds.
<Desc/Clms Page number 20>
De figuren 14A en 14B tonen aan de hand van een stroomschema de wijze waarop de bewegingen van de positio- neer-en volgrobot gestuurd worden. In een eerste stap 101, wordt de sturing geinitialiseerd. Dit omvat het invoeren van een taakomschrijving, d. i. gegevens over de plaats en hoek van elke aan te brengen plooi ; het invoeren van de gegevens i. v. m. de geometrie van plaat en afkantgereedschappen ; de programmatie van de afkantpers ;
de programmatie van programma 1, S 107, dat het positioneren van de plaat op de voor elke aan te brengen plooi vereiste plaats tussen de afkantgereedschappen stuurt de programmatie van programma 2, S 131, dat het uitnemen van de plaat van tussen stempel en matrijs en het over 1800 verdraaien van de plaat d. m. v. -hulpbewe-- gingsassen stuurt ; het ijken van de robot ; en het initialiseren van twee tellers op 1 : i voor het plaatnummer, j voor het plooinummer. In stap 103 wordt de plaat met plaatnummer i in de grijpers van de robot gelegd. De grijpers dienen daartoe ten gepaste tijde geopend en gesloten te worden.
Stap 105 leidt de plooibeweging met nummer j in, stap 107 voert het programma 1 uit zodat de plaat de juiste positie bekomt tussen de afkantgereedschappen voor uitvoeren van plooibeweging j. In stap 109 wordt de beweging van de ram, die vertrekt van het BDP, bovenste dood punt, geaktiveerd. Over de stappen
111,113 en 115 daalt de ram en wordt door voortdurende controle, door middel van de digitale verplaatsingsopnemer (22, fig. 2) op de ram, nagegaan of de ram reeds in contact is met de plaat. Dit contactpunt is vooraf te bepalen vertrekkend van de geometrie van de afkantgereedschappen en van de plaat.
Pas als de ram contact maakt met de plaat komt de sturing in stap 117 waar de verschillende gewrichtscoördinaten voor de verschillende robotassen berekend worden. Deze berekening gebeurt rekening houdend met de gegevens i. v. m. de geometrie van plaat en/of kantgereedschappen, en i. v. m. de robot en afkantpers. De positie van de ram wordt met een digitale verplaatsingsopnemer (22, fig. 2) ten opzichte van een referentie-
<Desc/Clms Page number 21>
positie opgemeten. De verplaatsingsopnemer (22, fig. 2) stuurt met een vastgelegde frequentie positiesignalen naar de sturing.
Tussen twee positiesignalen in worden de gewenste gewrichtsco- ördinaten voor de verschillende robotassen berekend. Voor het bekomen van gewenste gewrichtscoordinaten worden in stap 119 de verschillende aandrijvingen (17, fig. 2) van de bewegingsassen geaktiveerd. De posities van de verschillende bewegingsassen worden in S 121 gecontroleerd door een regelalgorithme dat zieh baseert op de gegevens van de digitale verplaatsingsopnemers (18, fig. 2) op de verschillende bewegingsassen, dat de gewenste posities met de bekomen posities vergelijkt en dat tevens de gelijkloop van beide robotdelen (1 en 2, fig. 1) regelt. Stap 123 controleert of de ram in het ODP, of onderste dood punt, is aangekomen : indien niet keert de sturing terug naar stap 117, indien wel dan vangt stap 125 aan. In stap 125 beweegt de ram zieh terug naar zijn BDP.
Stap 127 controleert of de plaat dient uitgenomen te worden voor de volgende plooi : indien niet wordt in stap 129 de plooinummerteller j met 1 vermeerdert en komt de sturing terug voor stap 105 terecht zodat de plooi met nummer j uitgevoerd wordt, indien wel wordt in stap 131 programma 2, waarin de plaat uitgenomen en eventueel over 180 gedraaid wordt, geakti- veerd. In stap 135 wordt er nagegaan of de plaat met nummer i, die zieh op dat ogenblik in de grijpers bevindt, reeds alle gewenste plooibewegingen ondergaan heeft : indien niet wordt de plooinummèrteller met 1 vermeerdert en komt de sturing terug voor stap 105 terecht, indien wel wordt de plaat met nummer i uitgenomen en komt de sturing op stap 137 terecht.
Stap 137 gaat na of de taak van de robot beëindigd is : indien niet wordt de plaatnummerteller i met 1 vermeerdert en wordt de plooinummerteller j terug op 1 geinitialiseerd in stap
139 waarna de sturing naar voor stap 103 geleid wordt, indien wel wordt de sturing stilgelegd.
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTION RELATING TO
PATENT APPLICATION FOR
L. V. D. Company N. Y. - Nijverheidslaan 2, 8630 WEVELGEM-GULLEGEM.
About "Positioning and tracking robot for operating a press".
EMI1.1
--------------
The invention relates to a robot for automatically operating a press. A piece located in the grippers of the device is automatically positioned between both tools of the press, is followed supportively during the molding movement and is positioned after the molding movement for the next molding movement or is taken from between the tools.
Usually a press is manually operated by an operator. The piece to be formed is manually placed in the right place between the tools. Parts that tend to bend over their flip-up ends due to their size or weight must be manually supported by the operator. A first improvement is eg. for an edger in an automatically set back gauge that makes it easier to position the plate with respect to the edging tools for every bending movement. Manually manipulating the piece remains an inefficient and expensive method. Another solution is contained in the mechanical follower supports that support the ends during the shaping movement and in that way the bending of those ends
<Desc / Clms Page number 2>
prevents.
However, the operator's actions have not yet been eliminated as the piece still has to be manually positioned in a different, specific location for each bend movement.
The object of the invention is to eliminate manual manipulation and positioning of the piece by providing a fully automatic pu. forming machine consisting of a press and a positioning and tracking robot cooperating with this press.
A first series of movements of this robot relates to the positioning of the workpiece: the piece must have a specific position between the tools for each molding movement. A second series of movements relates to following the piece during a certain molding movement: during a molding movement, the folding end of the piece, which may have already been folded several times over this end, must be followed supportively. A third series of movements concerns the removal of the formed piece: the intermediate or final result must be maneuvered from between the tools, or possibly from all around a short punch.
The positioning and tracking robot according to the invention, consisting of a number of mechanically realized and one or more
EMI2.1
data processors controlled axes of motion, should manipulate the 0 a. piece with a speed and accuracy unmatched by man and position it relative to the tools of the press.
The positioning and tracking robot according to the invention mainly consists of two symmetrically designed arms which are fixed to the press in front of the tools and which can each cause a gripper to move in the space via a number of main weighing axes for the press.
EMI2.2
sen and is characterized by the specific sequence and 'rd each of its main axes of motion, starting from! point of attachment of the arms and ending between the
<Desc / Clms Page number 3>
clamp of the gripper of the arms: a first rectilinear movement parallel to the longitudinal axis of the tools;
a second rotary movement about an axis parallel to the longitudinal axis of the tools and folding the gripping plane of the gripper perpendicular to the longitudinal axis of the tools between a lowest and highest position via a zero point and a third and fourth, rectilinear motion mutually perpendicular to each other and which together allow the gripper to evolve in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the tools, the third direction of movement of which is directed at zero position of that plane and the fourth direction of movement at zero position of that plane horizontally.
Each of these four main axes of movement of each arm of the positioning and tracking robot according to the invention is characterized by its own control of position and speed, which at all times knows the position of each of the axes of elevation of movement and which is based solely on the data on position and speed of the moving tool of the press, taking into account peripheral data.
Furthermore, the positioning and tracking robot according to the invention is characterized by an auxiliary movement axis which follows the fourth main movement axis and which consists of a rotary movement, at two extreme stops, about an axis perpendicular to the plane covered by the third and the fourth main movement axis. A gripper follows on this auxiliary movement axis.
Furthermore, the positioning and tracking robot according to the invention is characterized by two freedom of movement: a first on the fourth main axis of movement and a second on the auxiliary axis of movement perpendicular to the plane covered by the third and the fourth main axis of motion and following that fourth axis of axis of movement.
The positioning and tracking robot according to the invention is further characterized by retaining the folding-up piece during a shaping movement
<Desc / Clms Page number 4>
end with closed grippers.
The typical heads of auxiliary axes of movement and freedoms of movement described above can be realized under various embodiments. Below is a detailed description of the principles of the positioning and tracking robot according to the invention and. as an example without any limiting character, of a preferred embodiment of the positioning and tracking robot according to the invention cooperating with a press brake, in order to make clear additional aspects, advantages and features of the invention. This description refers to the attached figures, in which:
Figure 1 is a perspective, schematic view of the concept of the sequence and the nature of the heads of auxiliary axes of movement and freedoms of movement underlying the positioning and tracking robot according to the invention.
Figure 2 is a diagram of the electronic control means for the positioning and tracking robot according to the invention.
Figure 3 is a schematic representation of two stages in the movement of a plate end during the bending movement in a press brake.
Figure 4 is a side view of a press brake equipped with a preferred embodiment of the positioning and tracking robot according to the invention.
Figure 5 is a cross-section over the Z-axis running rail, the base piece and the folding piece, showing the design of the Z-axis, 0-axis and the R-axis.
Figure 6 is a horizontal section, bottom
AA is indicated in Figure 5 of the folding piece and is a horizontal section of the sliding piece, showing the design of the R-axis and the X-axis.
Figure 7 is a sectional view of the 9-axis drive, CC on Figure 8.
Figure 8 is a second cross-section of the actuator
<Desc / Clms Page number 5>
of the 9-axis, with part of the section indicated under BB in figure 7 ..
Figure 9 is a cross-sectional view of the slider, DD on Figure 6, showing the X-axis configuration.
Figure 10 is a detail of Figure 6, of the pressure cylinder connection for the first freedom of movement SX.
Figure 11 is a cross-sectional view of the gripper body and of the # shaft drive.
EMI5.1
Figure 12 is a side view of a closed, partially openwork gripper.
Figure 13 is a side view of an open gripper.
Figures 14A and 14B are flow charts that underlie the control of the positioning and tracking robot according to the invention.
The positioning and tracking robot according to the invention,
EMI5.2
Fig. 1 mainly consists of two symmetrically designed arms (1) and (2), each attached autonomously movably to the table (3) of a press brake with die (4) and the punch (5).
Each arm (1) or (2) mainly consists of five parts moving relative to each other: a base piece (6), a folding piece (7), a sliding piece (8), a gripper base (9) and a gripper (10) all movably connected by a movement axis. Each base piece (6) can move laterally with respect to the press brake or parallel to the longitudinal axis (ii) of die (4) and punch (5): the first main axis of movement Z1 or Z2 (the index refers to the arm (1) or (2)). The folding piece (7) rotates relative to the base piece (6) about the second main axis of movement 91 or Q2 which is parallel to the longitudinal axis (11) of the die (4) and punch (5).
The slider (8) can move in a straight line with respect to the folding piece (7): the third main axis of movement R or R2 which is oriented vertically when the second main axis of motion assumes its zero position (see fig. 1). At that zero position, the fourth main axis of motion is X, or X which is "from one
<Desc / Clms Page number 6>
there is a linear movement of the hook base (9) over the slider (8), oriented horizontally. The gripper (10) can. rotate relative to the gripper base (9) about an auxiliary movement axis 0 (1 or 0 (2) which is parallel to the spring axis (11) of die (4) and punch (5).
The gripper (10) consists of pliers with two extreme positions: fully open or clamped shut.
The main movement axes Z1, Z2, # 1, # 2, R1, R2, X., X are distinguished from the auxiliary movement axes in a first embodiment of the positioning and tracking robot according to the invention, and < <by their direction and by their possibilities. Each main movement axis is controlled separately and continuously to speed and position and with position control by its own control. The position of each main axis of motion is digitally measured at any time and the data from this continuous measurement is fed back to the control of each axis of axis of motion. Thus, the positioning of each main axis of motion is done in a closed loop that checks and corrects the position of each main axis of motion at any time.
A major axis of motion can further assume all positions between its two extreme stops and can evolve at varying velocity between both extreme stops. The auxiliary movement axes, on the other hand, always move synchronously and can only take two extreme positions without intermediate positions. The two extreme positions have a rotation of 180 between them and hold a plate located in the grippers in the plane of the sliders (8). If the control of the positioning and tracking robot according to the invention gives a one-time impulse to the auxiliary movement axes, the latter perform a rotation of 180.
In a second embodiment of the position
EMI6.1
down and tracking robot according to the invention, there is no distinction between the main axes of movement Z1, X, 2 and the auxiliary axes of movement. axes are also separate and continuous in speed and position
<Desc / Clms Page number 7>
and with position control controlled by its own control. So also here digital recording of position and return of the data or control in a closed circuit that checks and corrects the position of each auxiliary movement axis at any time. The auxiliary movement axes in this second embodiment can move all positions between their two extremes
EMI7.1
take stops and can evolve at varying speeds between the two extreme stops.
A second characteristic of the positioning and tracking robot according to the invention lies in the so-called freedom of movement. Certain axes of movement can move freely, over a limited position field and during a controlled time field, around the position imposed by their control and / or successive positions. The first freedom of movement SX1 and SX2 is provided on the fourth main movement axis X. or X, figure 1, the second freedom of movement S # 1 or S # 2 is provided on the auxiliary movement axis # 1 or # 2. The first freedom of movement SX1 or SIX thus consists of a free, i.e. non-controlled, linear displacement of the gripper base (9) over the sliding piece (8) along the fourth main axis of movement X, or. X.
However, the moment and duration over which this first freedom of movement SX 1 or SX 2 is possible is due to the
EMI 7.2
control determined. The second freedom of movement S < <,. therefore consists of a free, so not steered, turning within a certain sector, eg: 30, around a stop of the auxiliary movement axes p <.. or. The moment and duration for which
EMI7.3
this second freedom of movement S <X. is also determined by the control. Both freedoms of movement therefore allow a limited play in size and direction around the rigid position, because the position of the gripper (10) determined by continuously controlled movement axes.
The main motion axes allow three series of movement: a first series to position the plate for each pleat movement, a second series to follow the flip-up plate end during each fold.
<Desc / Clms Page number 8>
movement and a third series, which has many similarities with the first series, for extracting a partially or completely pleated workpiece. The strict for these series
EMI8.1
necessary main axes of movement are the E), the R and the X axes of movement. The Z main motion axes and del tub motion axes increase the flexibility of the positioning and tracking robot of the invention, but are not essential to the above ranges of motion.
Before placing a plate or workpiece in the grippers (10), these grippers must first be correctly positioned according to the size and
EMI8.2
shape of the plate so that it can be properly placed in the grippers. All main motion axes Z2'R R ,, are eligible.
However, it is important to keep in mind much more than a flat plate: plates that have already been pleated several times or plates with an irregular shape can also be manipulated by the positioning and tracking robot according to the invention. The 9, R and X main motion axes are then controlled so that the plate or workpiece is positioned between the bending tools, e.g. punch (5) and die (4). This positioning consists of holding the workpiece in the correct position relative to the bending tools so that the subsequent bending movement will bend the workpiece in the desired location.
The Z main axis of movement can be useful in this positioning if the location for the press brake where the grippers receive the workpiece is not the same as the location where the bending movement occurs, or it can be useful if several press tools are mounted on the same press; the positioning and tracking robot can then move the workpiece from one tool to another. Here too it must be emphasized that not only flat plates can be manipulated; since each main axis of movement is completely separated from the other main axes of movement, each arm (1) or (2) can make a completely different movement. This may be necessary
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
are for workpieces with a special shape or with level differences.
The c - auxiliary movement axes made possible from the workpieces are also included in this first series of movements. The < <auxiliary movement axes allow to insert the plate or workpiece ends protruding on both sides of the grippers (10) between die (4) and punch (5) without removing the plate or workpiece from the grippers (10) . It is sufficient to turn both grippers (10) through 180 degrees to bring the other end into the range of the cutting tool. In the first embodiment of the positioning and tracking robot according to the invention, this is only possible if the OC auxiliary movement axis of each gripper (10) is in line. If this is not possible due to the specific shape of a plate or workpiece.
However, the second embodiment of the positioning and tracking robot according to the invention allows this: a combination of a continuously controlled movement of one or both of the auxiliary oC axes of movement and of one or both of the X-R main axes of movement allows around a plate or a workpiece held by rotating non-lined grippers (10) through 180, or at any angle, between arms (1) and (2).
The third series of movements, which requires movements to take the workpiece from the punch (5) and the die (4), closely follows the first series of movements and thus makes use of comparable movement combinations of the Z-, 6- , R-X main motion axes.
1) electronic 2, for controlling - - - - - - the first and third series of movements of the positioning according to the invention comprise at least the following parts: a data bus (12) on which a main processor (13); an input unit (16) comprising a keyboard, screen and memory carrier reader; internal memory (14), which includes a RAM and ROM portion; and a series of auxiliary processors
<Desc / Clms Page number 10>
EMI10.1
(15). An auxiliary processor (15) is provided for each main movement axis (Z, 8, and X axes), this is a control of a higher-defined first embodiment. Each hood processor (15) controls the drives (17) of each main axis of movement and receives information from the digital position sensors (18) of each main axis of movement.
The ROM memory contains, in addition to fixed processing programs, the data specific to the robot o. Range of each axis of movement ... The RAM memory contains the so-called edge data about the dimensions and configuration of both chamfering tools and the workpiece at each stage of the succession of bending movements. , data on the order and location of the folds to be applied, given on the environment around the press-off tools ... These peripheral data were d. the feed unit (16).
The movement combinations required for the first and third series of movements rely on the peripheral data and the control data, which are obtained during the movement combinations by means of the digital position sensor arranged on each main axis of movement. The control may be based on a pre-memory program which orientates within an absolute coordinate system and which is read and executed instruction by instruction. On the other hand, the spatial positions that the manipulated plate has to go through can be programmed by teach-by-doing. The positions to be assumed by the main movement axes are calculated by the main processor (13) and passed on to the respective auxiliary processors (15) via the data bus (12). The auxiliary processors (15) control their drive (17).
Obtaining the control data d. the digital position sensors (18) are fed back to their respective auxiliary processors. The latter compare this control data with the desired positions and do what is necessary to achieve the desired positions. The main processor (13) calculates the desired axis positions, guiding the auxiliary processors (15)
<Desc / Clms Page number 11>
from these positioning algorithms the position, speed and acceleration of their respective axis of motion.
The second series of movements relates to the tracking of the folding plate end. Characteristic of the positioning and tracking robot according to the invention is the tracking of this folding plate end with closed grippers (10). This means that after finishing a bending movement, the control still knows the position of the grippers (10) relative to the workpiece. Together with the data on the position of each axis of motion, this results in exact data on the position of the workpiece in the space in front of or around the chamfering tools. As a result, the control is able to calculate the necessary axis of motion positions required for positioning for the next bend movement.
A positioning and tracking robot that supports the flip-up plate end with open grippers, so that they do not retain their initial position with respect to the workpiece during the bending movement, after that bending movement no longer has exact data about the position of the workpiece in the space in front and around the edging tools and can therefore no longer position the workpiece for the next bending movement.
The movement of the gripping point A on the flip-up plate end during a folding movement is a combination of an elliptical movement around the center 0 of the rounding of the groove (19) in the die (4), figure 3, and of a straight Any movement along the tangents to this rounding is directed into the groove and is caused by the movement of the punch (5) on the ram (20). However, the movement of that punch (5) during the bending movement is not a uniform rectilinear movement but a variable rectilinear movement. The movement depends on the bending resistance of the plate (21) or the workpiece during the bending movement, the speed with which the hydraulic circuit of the press brake builds up its pressure, the shape and dimensions of the press tools ...
Thus, the movement of the ram (20) determines the movement of the
<Desc / Clms Page number 12>
plate, which in turn records the movement of the gripper during bending.
Characteristic for the positioning and tracking robot according to the invention is that during the folding movement the position of the ram (20) is continuously measured with respect to a reference position by means of a digital displacement sensor (22), figure 2, and that each position measurement is main processor (13) is supplied which calculates the desired positions of each of the eight main axes of movement therefrom.
The positioning algorithms calculated by the main processors (13) are then processed by the auxiliary processors (15).
The control of the positioning and tracking robot according to the invention thus has no effect on the movement of the ram (20) of the press brake, that movement is only registered and processed. The positioning and tracking robot according to the invention can thus cooperate with a press brake that was previously manually operated on the condition that the ram is provided with a digital displacement sensor.
The movement of the closed grippers (10) during the bending movement is therefore primarily intended to keep the grippers in the same place on the workpiece during the entire bending process.
EMI12.1
intended to prevent the workpiece from bending over its flip-up end under the influence of its own weight by supporting the end with the grippers (10) and is certainly not intended to exert any force on the workpiece. Characteristic of the positioning and tracking robot according to the invention are the freedom of movement SX-,
EMI12.2
SX, S <-, andS <are provided with the folding plate ends. During the bending movement, these freedoms are activated, or unlocked, by the main processor so that a certain amount of play is possible around the controlled gripper track.
This is due to deviations between the controlled gripper track and the track of gripping point A, fig. 3 or the track of the point on the workpiece where the gripper engages,
<Desc / Clms Page number 13>
EMI13.1
imposed by absorbing the movement of the plate end without load. When these freedoms of movement are locked, the rigid processor-known connection to the workpiece is restored.
A preferred first embodiment of the positioning and tracking robot according to the invention will be described with reference to Figures 4 and following. A press brake (23), Figure 4; with a ram (20), die (4) and punch (5); is equipped with a positioning and tracking robot mounted against its table (3), of which an arm (1) or (2) consists of a base piece (6) that moves transversely in front of the press brake: Z-axis, from a folding piece (7) that revolves around the 0 axis t. o. v. the base piece (6), from a sliding piece (8) that moves vertically (if 9 is in zero position, full line) over the: fold up, piece::
(7): the R axis, from a gripper base (9) that moves horizontally (if E) in zero position) over the slider (8): the X axis and rotatable from a gripper (10) t. o. v. the gripper base (9), the * <. axis <.
The X and R axes are in the plane of the figure, the Z axis is perpendicular to it and the 9 axis is a pivot axis perpendicular to that plane.
Figure 5 shows the realization of the Z-axis, the 8-axis and the R-axis. In order to make clear the moving parts relative to each other, the base piece (6), which forms the connection between the table (3) and the folding piece (7), is drawn in dashed line with all its parts.
The Z-axis, figure 5, consists of a running rail placed against the table (3) of the press brake, consisting of a guide bar (24), a running bar (25) and a rack (26). The sliding sleeve (27) of the base piece (6) slides on the guide bar (24) and around the running bar (25) there are several cam rollers (28) on each side, which are connected to the base piece via a connecting piece (29) (6). These features make up the Z axis. The drive of the Z axis consists of a rack (26), which is connected to the fixed table (3), with which a gear (30), which is driven via a gearbox (31) by a servomotor (32), interacts . When the servomotor (32) is activated,
<Desc / Clms Page number 14>
pulls the gear (30) over the rack (26) and thus moves the base (6) over the guide bar (24) and the running rail (25).
The e-axis, figure 5, is executed with two axle supports (33) located at the top of the base piece (6) (see also figure 6) between which an axle (34) is suspended. Around the shaft (34)
EMI14.1
turns a sleeve (37) connected to the folding piece (7) (fig.
9 axis. A support (35) with a bearing opening (36) is provided on the front of the base (6). At the bottom of the folding piece (7), a second support (38) with a bearing opening (39) is provided. Both supports (35 & .. 38) with their bearing openings (resp.
36 & 39) are the engagement points of the 6-axis drive that adjust the distance between these engagement points, or adjust the angle of rotation of the 9 movement.
This drive is shown in figures 7 and 8. The drive of the 8-axis, figures 7 and 8, mainly consists of a long sleeve (40) (see also figure 4) within which a screw spindle (41) is rotatable lined up. This screw spindle (41) has a cordless end (42) which rotates through a fixed bearing sleeve (43) and which is provided with a toothed pulley (44) after this bearing sleeve (43). A servo motor (45) is provided against the sleeve (40) of the @ There is a toothed pulley (46) on the shaft of the servomotor (45).
Both timing belt pulleys (44 & 46) are connected to a timing belt (47). On the screw spindle (41) there is a nut sleeve (48) which cooperates with the screw spindle (41) but which is not rotatable L. o. V. The sleeve (40). When the servomotor (45) rotates the lead screw (41) via toothed belt (47), the nut sleeve (48) performs a linear movement within the sleeve (40). A hinged shaft (49) is mounted on both the bearing sleeve (43) and the nut sleeve (48), figure 8. Each shaft (49) is carried by a bracket (50) (see also fig. 7) engaging around the bearing sleeve (43) or nut sleeve (48). The brackets (50) pivot round pins (51) fixedly on the bearing sleeve (43) or nut sleeve (48).
The shafts (49) fit into the bearing opening (36)
<Desc / Clms Page number 15>
in the bracket (35) of the base piece (6) and in the bearing opening (39) of the bracket (38) of the folding piece (7). When the servomotor (45) is activated, the shaft (49) is moved on the nut sleeve (48), so the distance between both shafts (49) is changed or the distance between both bearing openings (36 & 39) changes.
The R-axis, figures 5 and 6, is realized with a guide shaft (52) and a running bar (53). Around the guide shaft (52) there is a long ball bush (54) that is connected to the slider (8). On the end of that slider there are cam rollers (55) which find support around the running bar (53) (fig. 6). The slider (8) can thus perform a linear movement t. o. v. the folding piece (7): the R-axis. The drive of the R-axis consists of a screw spindle (56) arranged next to the guide shaft (52) and driven directly by a servo motor (57). With this screw spindle (56), a nut (58) interacts which is connected to the ball bushing (54), and thus to the sliding piece (8).
Since the slider (8) cannot rotate, the nut (58) is driven up or down when the servomotor (57) is operating, or the slider (8) moves. o. v. the folding piece (7).
The X axis, fig. 9 and 6, is provided with two running rails (59) mounted over the entire length of the sliding piece (8). Several running wheels 1 and (60) rotate on the looper base (9) mounted axles (61) over each running bar (59). The gripper base (9) can thus make a linear movement t. o. v. the slider (8): the X axis. The shape of the running rails (59) and of the running wheels (60) is such that displacement of the gripper base (9) perpendicular to the running rails is not possible. Between the two running rails (59) there is, also over the entire length of the sliding piece (8), a screw spindle (62) which is rotatably arranged on both ends. A toothed pulley (63) is provided on one end of the lead screw (62).
Inside the slider (8), at the same end as that of the timing belt pulley (63), there is a servo
<Desc / Clms Page number 16>
motor (64) that drives timing belt pulley (63) via a timing belt (65). On the screw spindle (62) there is a nut sleeve * (66) which is connected to the gripper base (9) and is therefore not rotatable. When the servo motor (64) drives the lead screw (62), the nut sleeve (66), which carries the gripper base, undergoes a linear displacement: the X axis.
The first freedom of movement, this on the X-axis or SX, is realized by the connection between the nut sleeve (66) and the gripper base (9). As shown in Figure 10, a detail of Figure 6, and in Figure 9, a cross-section of Figure 6, that connection consists of a pressure cylinder (67). An inner sleeve (68) is connected to the nut sleeve (66), an outer sleeve (69) is connected to the gripper base.
The inner sleeve (68) carries an outwardly directed ring (70) with a seal against the outer sleeve (69) at a given location, while the outer sleeve (69), two inwardly spaced rings (71), each with a seal against the inner sleeve (68). Both rings (71) of the outer sleeve (69) are on either side of the ring (70) of the inner sleeve (68). The spaces, on either side of the ring (70), between the outer and inner sleeves (resp.
69 & 68) are connected to a control circuit controlled hydraulic circuit. If these spaces are pressureless, outer and inner sleeves (resp. 69 & 68) can move freely over each other over a limited distance: SX- If one space is filled with liquid under pressure, the connection between the nut sleeve (66 ) and the gripper base (9) rigid or the first freedom of movement SX is locked in a position known by the controller.
The gripper housing (72), fig. 4, is mounted on the gripper base (9). Inside the shuttle body (72), figure
11, the drive is for the ol-axis and the realization of the second freedom of movement S. The frame (73) of the gripper housing (72) is mounted on the gripper base (9). The shaft (74) is rotatably mounted within this frame (73) and leads outside
<Desc / Clms Page number 17>
the hook housing (72) where the hook (10) is mounted on this shaft (74). Mounted on the shaft (74) is a gear (75) that interacts with a second gear (76), also rotatably disposed within the gripper housing (72) on a shaft (77). A lever (78) is permanently mounted on the same shaft (77). Lever (78) terminates at an engagement point (79) at which the piston rod (80) of a pressure cylinder (81) rotates via a pin (82).
A fluid supply is provided on both sides of the piston (83) mounted on the piston rod (80). The hydraulic circuit of the pressure cylinder (81) has also been checked by the controller. With an impulse from the control, the piston (83) is pushed to the other end of the pressure cylinder (81). The stroke length of the piston (83), the ratio of the gears (75 & 76) and the length of the lever (78) are designed so that the shaft (74) rotates 1800 when the piston (83) runs its full stroke length ; with an impulse from the control, the gripper (10) rotates through 180: the -ars.
The second freedom of movement Si is realized by the connection between the pressure cylinder (81) and the frame (73). The pressure cylinder (81) is namely on the pistons
Long (84) of a pressure cylinder (85) with floating pistons (86) mounted. Pressure cylinder (85) is permanently mounted in the frame (73). The piston rod (84) carries a spacer (87) placed between the floating pistons (86) and which does not connect to the inner wall of the pressure cylinder (85). A floating piston (86) consists of a ring closing around the piston rod (84) and against the inner wall of the pressure cylinder (85) which can move freely in the gap between the piston rod (84) and the pressure cylinder (85).
The freedom of movement of a floating piston (86) is limited on both sides: on one side by the spacer (87), on the other side by a stop (88) inside the pressure cylinder (85) or by an increase in diameter (89) of the piston rod (84). The space between the two floating pistons (86) is connected
<Desc / Clms Page number 18>
with the hydraulic circuit controlled by the steering.
When the fluid in that space is pressurized, both floating pistons (86) are driven outward to hold the piston rod (84). Pressure cylinder (81) is then fixedly connected to the frame (73) or the second freedom of movement is locked in a position known by the controller. When the liquid in this space is pressureless, the piston rod (84) can move over a space defined by the spacer (87), the pressure cylinder (81) can freely perform a certain linear movement, which translates into free angle of rotation for the gripper (10 ) around its position determined by the pressure cylinder (81): the second freedom of movement S.
The gripper (10) is essentially a hydraulic clamp, Figures 12 & 13, with a fixed leg (90) and a moving leg (91). The fixed leg (90) is part of the body (92) of the gripper (10). The back of that body is provided with a coupling (93), optionally a quick coupling, for mounting on the shaft (74) exiting the gripper housing (72) (Fig. 11). A gripper (10) can be easily exchanged with a quick coupling. The moving leg (91) is L-shaped and rotates about an axis (94) through the end of its shortest leg.
A coupling plate (95), rotatable about pins (98 & 99), connects the vertex of the L-shaped, moving leg (91) to the piston rod (96) of a pressure cylinder (97). The space above and below the piston (100) of the pressure cylinder (97) is connected to a hydraulic circuit controlled by the control. When the piston rod (96) is pushed upwards by its piston (100), the moving leg (91) is pressed with its clamping surface (101) against the clamping surface (102) of the fixed leg (90) (fig. 12). When the piston (100) is pressed down, the gripper (10) is open (fig. 13).
In a preferred second embodiment of the positioning and tracking robot according to the invention, the drive of the c, (. Axis) consisting of two pressure cylinders (81 & 85, fig. 11) has been replaced by one with the drive of
<Desc / Clms Page number 19>
the X axis (fig. 6 & 9) similar system: a rotatable motor driven screw spindle (62) moves a nut sleeve (66) along its longitudinal axis, the movement of the thimble sleeve (66) is controlled by a pressure cylinder (67), existing transferred from an inner and outer sleeve (resp. 68 & 69) to the lever (78, fig. 11) whose movement is transferred via the gears (76 & 75) to the shaft (74) on which the gripper (10) comes .
This drive allows continuous control of position and position with control of position, or the i-ars can be set at any position and can be moved at a variable speed. An additional auxiliary processor (15, fig. 2) must be provided for each axis. The pressure cylinder (67, fig. 6 & 9) allows the second freedom of movement
EMI19.1
Sock with the first freedom of movement SX.
All main units are equipped with the necessary displacement transducers, limit switches, shock absorbers ... to provide the steering with the necessary position and speed data, to interrupt the drive of each axis of movement at the end of its range, to end the movement run gently.
The range of each main axis of movement should be in accordance with the dimensions of the plates to be manipulated. The Z-axis will usually run across the width of the press brake, it can possibly move the arms (1 or 2) next to the press brake with part of its range. It is not even imaginary that the Z-axis connects multiple sheet metal working machines in order to obtain an automated production line. The range of the 9-axis is limited by the environment eg the press brake: the arms (1 or 2) must not touch the housing of the press brake or the floor surface. The range of the R axis should not be as large as the 8 axis, or the folding movement is arranged in front of the R axis.
The range of the X axis will depend on the plate dimensions on the one hand and constructive considerations on the other.
<Desc / Clms Page number 20>
Figures 14A and 14B show, by means of a flow chart, the way in which the movements of the positioning and tracking robot are controlled. In a first step 101, the control is initialized. This includes entering a job description, d. i. information about the location and angle of each pleat to be applied; entering the data i. v. the geometry of sheet and edging tools; the programming of the press brake;
the programming of program 1, S 107, that the positioning of the plate in the place required for each pleat to be applied between the chamfering tools controls the programming of program 2, S 131, that the removal of the plate from between punch and die and turning the plate by 1800 d. m. v. auxiliary movement axes; calibrating the robot; and initializing two counters to 1: i for the plate number, j for the pleat number. In step 103, the plate with plate number i is placed in the grippers of the robot. The grippers must be opened and closed in due time.
Step 105 initiates the bend movement with number j, step 107 executes the program 1 so that the plate obtains the correct position between the bending tools for performing bend movement j. In step 109, the movement of the ram departing from the TDC becomes upper dead point, activated. About the steps
111,113 and 115, the ram descends and is continuously checked, by means of the digital displacement sensor (22, fig. 2) on the ram, whether the ram is already in contact with the plate. This contact point can be determined in advance, starting from the geometry of the edging tools and the plate.
Only when the ram makes contact with the plate does the control come in step 117 where the different joint coordinates for the different robot axes are calculated. This calculation takes into account the data i. v. the geometry of sheet and / or edging tools, and i. v. m. the robot and press brake. The position of the ram is measured with a digital displacement sensor (22, fig. 2) with respect to a reference
<Desc / Clms Page number 21>
position measured. The displacement sensor (22, fig. 2) sends position signals to the control with a fixed frequency.
The desired joint coordinates for the different robot axes are calculated between two position signals. In order to obtain desired joint coordinates, the different drives (17, fig. 2) of the movement axes are activated in step 119. The positions of the different axes of motion are controlled in S 121 by a control algorithm based on the data from the digital displacement transducers (18, fig. 2) on the different axes of motion, which compares the desired positions with the obtained positions and that also the synchronization of both robot parts (1 and 2, fig. 1). Step 123 checks whether the ram has arrived at the ODP, or bottom dead center, if not the control returns to step 117, if it does, step 125 starts. In step 125, the ram moves back to its BDP.
Step 127 checks whether the plate should be taken out for the next pleat: if not, in step 129 the pleat number counter j is increased by 1 and the control returns for step 105 so that the pleat with number j is carried out, if in step 129 131 program 2, in which the plate is removed and rotated through 180 if necessary, is activated. In step 135 it is checked whether the plate with number i, which is currently in the grippers, has already undergone all the desired bending movements: if not, the bending number counter is increased by 1 and the control returns to step 105, if the plate with number i is taken out and the control arrives at step 137.
Step 137 checks whether the task of the robot has been completed: if not, the plate number counter i is increased by 1 and the pleat number counter j is initialized back to 1 in step
139 after which the control is forwarded to step 103, if so, the control is stopped.