DD244099A1 - PORTAL ROBOT WITH PORTAL ROTATION FOR THE ALTERNATIVE OPERATION OF DIFFERENT TECHNOLOGICAL PROCESSES - Google Patents

Abstract

Dieser Portalroboter mit Portalrotation eignet sich besonders fuer den alternierenden Betrieb differenter technologischer Verfahren, beispielsweise zum Widerstandspunktschweissen auf der einen und zum MAG-Schweissen auf der anderen Seite des Portals. Dabei soll der Portalroboter derartig ausgebildet sein, dass die technologischen Verfahren mit derselben Bahnsteuerung realisiert werden. Der Portalroboter verfuegt ueber mehrere im kartesischen Koordinatensystem bewegbare Translations- sowie erforderlicher Rotations- und Schwenkbaugruppen, welche erfindungsgemaess zwei sich gegenueberliegende, dem jeweiligen technologischen Verfahren entsprechende Werkzeuge tragen. Die durch die Portalrotation moegliche Einbindung des Portalroboters in differente, teritorial getrennte Fertigungsstationen, die ebenfalls wechselseitig nach Erreichen einer definierten Schwenkposition des Portalroboters parallel zur x-Achse in den Arbeitsbereich des Portalroboters verfahren werden, erhoeht die Applikationsmoeglichkeit und fuehrt zwangslaeufig zur Verringerung des Materialaufwandes fuer die Herstellung eines derartigen Portalroboters.This gantry robot with gantry rotation is particularly suitable for the alternating operation of different technological processes, for example resistance spot welding on one side and MAG welding on the other side of the gantry. In this case, the gantry robot should be designed such that the technological processes are realized with the same path control. The gantry robot has several translational and pivotal assemblies which are movable in the Cartesian coordinate system and which, according to the invention, carry two opposing tools corresponding to the respective technological method. The integration of the gantry robot into different, teritorial separate production stations, which are also moved mutually after reaching a defined pivot position of the gantry robot parallel to the x-axis in the working area of the gantry robot, increases the application possibility and inevitably leads to the reduction of material costs for the Production of such gantry robots.

Description

Erfindungsgemäß verfügt der aus in den kartesichen Koordinaten verschiebbaren translatorischen und rotatorischen Baugruppen bestehende Portalroboter über zwei, jeweils von einer Rotationsbaugruppe und je nach Anforderung einer Schwenkbaugruppe differente, dem jeweiligen technologischen Verfahren entsprechende Werkzeuge, die über eine in z-Richtung verfahrbare Translationsbaugruppe stinrseitig an der in y-Richtung wirkenden Translationsbaugruppe angebracht sind. Beide Werkzeuge werden inx-Richtung gleichzeitig, in y-Richtung wechselseitig und in z-Richtung unabhängig voneinander verschoben. Alle translatorischen und rotatorischen Baugruppen sind auf einem Portal angeordnet, welcher über zwei Ständer auf einem Grundrahmen befestigt ist. Während der Grundrahmen an der einen Ständerseite des Grundrahmens ein Antrieb mit steuerungskompatiblen Wegmeßsystem, der das gesamte Portal um die drehbar gelagerte Ständerachse in definierte Positionen radial einschwenken läßt. Der Arbeitsrhythmus des Portalroboters mit Portalrotation wird zunächst durch das Anfahren des Portal roboters an die jeweilige Fertigungsstation bestimmt. Nach Erreichen des festgelegten Portalstandortes werden in x-Richtung beidseitig des Portals die peripheren Einrichtungen in eine definierte Lage verfahren. Der Arbeitsrhythmus beider, über jeweils eine Rotations- und je nach Erfordernis eine Schwenkbaugruppe stirnseitig mit der in y-Richtung wirkenden Translationsbaugruppe verbundenen Werkzeuge gestaltet sich alternierend, so daß nur eines der Werkzeuge die technologische Operation am Werkstück ausführt, währenddessen das andere Werkzeug in definierter z-Ordinate verharrt.According to the present invention, the gantry robot consisting of translatory and rotary assemblies that can be displaced in the Cartesian coordinates has two tools, each of a rotational assembly and, depending on the requirements of a pivot assembly, different tools corresponding to the respective technological method, which are mounted on the in-cylinder side via a translational assembly movable in the z-direction Y-direction translation assembly are mounted. Both tools are moved simultaneously in the inx direction, in the y direction alternately and in the z direction independently of each other. All translational and rotary assemblies are arranged on a gantry which is mounted on a base frame via two stands. While the base frame on the one stator side of the base frame, a drive with control-compatible position measuring system, which allows the entire portal to swing radially around the rotatably mounted stator axis in defined positions. The working rhythm of the portal robot with gantry rotation is first determined by the approach of the portal robot to the respective production station. After reaching the specified portal location, the peripheral devices are moved in a defined position in the x-direction on both sides of the portal. The working rhythm of both, connected via a respective rotation and depending on the requirement of a pivot assembly frontally with the translatory assembly acting in the y direction tools designed alternately, so that only one of the tools performs the technological operation on the workpiece, while the other tool in a defined z -Ordinate persists.

Das Anfahren einer weiteren Fertigungsstation durch den Portalroboter geschieht in umgekehrter Reihenfolge. Der Applikationsbereich des Portalroboters wird neben den vorhandenen peripheren Werkstückaufnahmen vorrangig durch die Anzahl der durch den Portalroboter erreichbaren Fertigungsstationen bestimmt.The approach of another manufacturing station by the gantry robot is done in reverse order. The application area of the gantry robot is primarily determined by the number of production stations that can be reached by the gantry robot in addition to the existing peripheral workpiece fixtures.

Der Vorteil dieser Lösung besteht vor allem darin, daß bei der Herstellung des Portalroboters mit Portal rotation im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen der Materialaufwand trotz zweier unterschiedlicher technologischer Verfahren sich auf einen Portalroboter reduziert, der durch seine Portalrotation einen zusätzlichen Freiheitsgrad besitzt und zwangsläufig wiederum differente Fertigungsstationen anfahren kann, die beidseitig des Portals alternierend die Applikation der differenten technologischen Verfahren ermöglichen.The advantage of this solution is, above all, that in the manufacture of the gantry robot with portal rotation compared to the previously known solutions, the cost of materials despite two different technological processes reduced to a gantry robot, which has an additional degree of freedom through its portal rotation and inevitably different Manufacturing stations can move on both sides of the portal alternately allow the application of the different technological processes.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll anhand nachstehenden Ausführungsbeispiels erläutert werden.The invention will be explained with reference to the following embodiment.

Der in der Figur 1 dargestellte Schweißroboter verfügt über die Translationsbaugruppen 3; 4; 5 und 6, welche entsprechend in x-, y- und z-Richtung des kartesischen Koordinatensystems bewegbar sind, wobei die Translationsbaugruppen 5 und 6 gleichzeitig über eine Rotations-und Schwenkbaugruppe verfügen. Die Translationsbaugruppe 3 fungiert gleichzeitig als Träger, währenddessen deren Laufkatze, versehen mit einem Antriebsmechanismus, als Auflage der Laufkatze mit Antriebsmechanismus der Translationsbaugruppe 4 dient. An beiden Stirnseiten dieser Translationsbaugruppe 4 sind die in z-Richtung bewegbaren Translationsbaugruppen 5 und 6 mit entsprechenden Rotations- und Schwenkbaugruppen befestigt. Stirnseitig sind an jeder der Translationsbaugruppen 5 und 6 differente, dem jeweiligen technologischen Verfahren angepaßte Werkzeuge 8 und 9 befestigt. Die Ausgangsstellung dieser Werkzeuge befindet sich an einem der Portalenden. Die als Träger fungierende Translationsbaugruppe 3 ist beidseitig auf zwei Ständer 2.1 und 2.2 gelagert, die sich ihrerseits auf einem Rahmen befinden. Während der Rahmen um die Ständerachse des Ständers 2.1 ein Antriebsmechanismus. Basierend auf die dadurch mögliche Rotation des gesamten Portals um die Ständerachse des Ständers 2.2 kann diese Portalroboterkonfiguration die differenten Fertigungsstationen 7.1 bis 7.4 erreichen. Nach Positionierung des Portals wird die für die Fertigungsstation typische Peripherie parallel zur x-Achse des Portals in eine definierte Lage zum Portalroboter verfahren.The welding robot illustrated in FIG. 1 has the translation assemblies 3; 4; 5 and 6, which are respectively movable in the x-, y- and z-direction of the Cartesian coordinate system, wherein the translation assemblies 5 and 6 have at the same time a rotating and pivoting assembly. The translation assembly 3 simultaneously acts as a carrier, while its trolley, provided with a drive mechanism, serves as a support for the trolley with drive mechanism of the translation assembly 4. On both end sides of this translation assembly 4, the translational assemblies 5 and 6, which are movable in the z direction, are fastened with corresponding rotation and pivot assemblies. At the front side, different tools 8 and 9 adapted to the respective technological method are fastened to each of the translation assemblies 5 and 6. The starting position of these tools is at one of the portal ends. The acting as a carrier translation assembly 3 is mounted on both sides of two stands 2.1 and 2.2, which in turn are located on a frame. While the frame about the stator axis of the stator 2.1, a drive mechanism. Based on the thereby possible rotation of the entire portal about the stator axis of the stand 2.2, this gantry robot configuration can reach the different manufacturing stations 7.1 to 7.4. After the portal has been positioned, the periphery typical for the production station is moved parallel to the x-axis of the portal into a defined position relative to the gantry robot.

Nach Beendigung der Fertigungsaufgabe wird die Peripherie aus dem Schwenkbereich des Portalroboters gefahren und der Portalroboter schwenkt zu einer weiteren Fertigungsstation ein.After completion of the manufacturing task, the periphery is moved out of the pivoting range of the portal robot and the gantry robot pivots to another manufacturing station.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Portalroboter mit Portalrotation für den alternierenden Betrieb differenter technologischer Verfahren, bestehend aus gegenüber dem Portal verschiebbar angeordneten Translationsbaugruppen und den das Werkzeug des differenten technologischen Verfahrens tragenden programmgesteuerten Rotations- und Schwenkbaugruppen, gekennzeichnet dadurch, daß der Portalroboter über zwei im Wechseltakt einsetzbare differente Werkzeuge (8; 9) des entsprechenden technologischen Verfahrens verfügt, welche stirnseitig der in y-Richtung des kartesischen Koordinatensystems wirkenden Translationsbaugruppe (4) angeordnet und mit derselben Bahnsteuerung funktionell verknüpft sind.1. gantry robot with gantry rotation for the alternate operation of different technological processes, consisting of translationally arranged against the portal translation assemblies and the tool of the different technological process supporting program-controlled rotation and pivot assemblies, characterized in that the gantry robot via two usable in alternating cycles different tools ( 8; 9) of the corresponding technological method, which are arranged on the front side of the translatory assembly (4) acting in the y direction of the Cartesian coordinate system and functionally linked to the same path control. 2. Portalroboter mit Portalrotation nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß durch Rotation des Portal ro böte rs um die eine Ständerachse mehrere Fertigungsstationen angefahren werden und nach Erreichen definierter Schwenkpositionen die peripheren Einrichtungen (7.1 bis 7.4) beidseitig des Portalroboters in eine fixierte Lage gebracht werden, die den Fertigungsablauf als Mehrstationenbetrieb ein und desselben Portalroboters ermöglichen.2. gantry robot with gantry rotation according to item 1, characterized in that by rotating the gantry ro böte rs approached by a stator axis several production stations and after reaching defined pivot positions the peripheral devices (7.1 to 7.4) are placed on both sides of the gantry robot in a fixed position that enable the production process as a multi-station operation of one and the same gantry robot. 3. Portalroboter nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß jedes Werkzeug (8; 9} frei bewegbar im Raum angeordnet ist.3. gantry robot according to item 2, characterized in that each tool (8; 9} freely movable in space is arranged. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft einen Portalroboter, welcher sich durch Rotation um die Ständerachse für mehrere radial angeordnete Fertigungsstationen und innerhalb dieser besonders für den alternierenden Betrieb differenter technologischer Verfahren, wie differenter Schweißverfahren, für unterschiedliche Fertigungslinien oder als Fertigungsnest eignet.The invention relates to a gantry robot, which is suitable for a variety of radially arranged production stations by rotation about the stator axis and within this especially for the alternating operation of different technological processes, such as different welding processes, for different production lines or as a production nest. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Die im Ergebnis von Automatisierungsprozessen vorgestellten Roboterkonfigurationen beziehen sich vorrangig auf schweißtechnische Prozesse. Ein in der DD-PS 157045 dargestellter „Selbstbeschickender Schweißroboter" für den lagegerechten Zusammenbau und das Schweißen von mindestens aus zwei Einzelteilen bestehenden Werkstücken beruht auf den wechselseitigen Einsatz des Schweißwerkzeuges und des um 180° versetzten Greifersystems, die an einer programmgesteuerten Baugruppe befestigt werden, in deren Mittelpunkt gleichfalls eine programmgesteuerte Rotation- und Schwenkbaugruppe angeordnet ist. Eine ähnliche Konfiguration weist auch der in den „Mitteilungen" des Zentralinstituts für Schweißtechnik der DDR, Heft 11/81 erläuterte Schweißroboter für Kleinteile auf, bestehend aus drei Translationsbaugruppen und einer Schwenkbaugruppe für das Schweißwerkzeug sowie einer Schwenk- und Rotationsbaugruppe für zwei als Werkstückaufnahme dienende Drehtische, die nebeneinander angeordnet das Schweißen im Wechseltakt ermöglichen. Das Einlegen der Schweißteile in die Aufnahmevorrichtungen erfolgt manuell.The robot configurations presented as a result of automation processes relate primarily to welding processes. A "self-loading welding robot" shown in DD-PS 157045 for the correct assembly and welding of at least two-piece workpieces is based on the mutual use of the welding tool and the offset by 180 ° gripper system, which are attached to a programmable assembly in A similar configuration is also shown in the "Mitteilungen" of the Central Institute for Welding of the GDR, Issue 11/81 explained welding robot for small parts, consisting of three translation assemblies and a pivot assembly for the welding tool and a pivot and rotation assembly for two serving as a workpiece holder turntables, which side by side arranged to allow welding in alternating cycles. The insertion of the welding parts in the receiving devices is done manually. Nachteil der oben genannten Schweißroboterkonfigurationen sind die einseitig zur Translation in x-Richtung angeordneten Schweißarbeitsplätze beziehungsweise die Applikation derartiger Schweißroboter vorrangig für die Kleinteilfertigung. Als der Erfindung naheliegende Lösungen sind der in der DD-PS 2591657 vorgestellte „Schweißroboter in Portalausführung, insbesondere zur Fertigung großer Bauteile", der beidseitig des Portals über zwei alternierend einsetzbare Schweißwerkzeuge desselben Verfahrens verfügt, und der in der DD-PS 2769504 angeführte „Portalroboter für den alternierenden Betrieb differenter technologischer Verfahren", der sich im Vergleich zur oben genannten Konfiguration durch die Applikation differenter technologischer Verfahren auszeichnet, anzuführen.Disadvantage of the abovementioned welding robot configurations are the welding workplaces arranged on one side for translation in the x-direction or the application of such welding robots primarily for the manufacture of small parts. As the invention obvious solutions are presented in DD-PS 2591657 "welding robot in portal design, especially for the manufacture of large components", the two sides of the portal has two alternately usable welding tools the same method, and in the DD-PS 2769504 cited "portal robot for the alternate operation of different technological processes ", which is distinguished by the application of different technological processes in comparison to the above-mentioned configuration. Nachteil aller vorgestellten Roboterkonfigurationen ist trotz alternierenden Betriebs beidseitig derx-Achse die stationäre Applikation des Roboters.Disadvantage of all presented robot configurations is the stationary application of the robot on both sides of the x-axis despite alternating operation. Ziel der ErfindungObject of the invention Es ist Ziel der Erfindung, einen Portalroboter mit Portalrotation für den alternierenden Betrieb differenter technologischer Verfahren, wie MAG-Schweißen, Widerstandspunktschweißen, Handhaben oder Entgraten zu entwickeln, welcher bei gleicher Arbeitseffektivität zu den bekannten Roboterkonfigurationen eine hohe Flexibilität bezüglich der Auswahl des technologischen Verfahrens beziehungsweise hinsichtlich der Standortauswahl nachweist, eine geringe Stellfläche beansprucht und mit reduziertem Materialeinsatz gefertigt werden kann.It is an object of the invention to develop a gantry robot with portal rotation for the alternate operation of different technological processes, such as MAG welding, resistance spot welding, handling or deburring, which with the same work efficiency to the known robot configurations a high flexibility in the selection of the technological process or in terms the location selection proves, a small footprint claimed and can be manufactured with reduced material use. Wesen der ErfindungEssence of the invention Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Portalroboter mit Portalrotation für den alternierenden Betrieb sich ausschließender technologischer Verfahren, angeordnet beidseitig des Portals, zu entwickeln, der durch Rotation um eine Ständerachse mehrere unterschiedliche Fertigungsstationen erreichen kann, die sowohl eine Einbindung differenter Fertigungslinien als auch eine Applikation als spezielles Fertigungsnest ermöglichen.The object of the invention is to develop a gantry robot with gantry rotation for the alternating operation of exclusive technological methods, arranged on both sides of the portal, which can achieve several different production stations by rotation about a column axis, both an integration of different production lines and an application as a special manufacturing nest.