DE102008050969A1

DE102008050969A1 - Werkstückgreifeinrichtung und Werkstücktransportvorrichtung unter Verwendung von dieser

Info

Publication number: DE102008050969A1
Application number: DE102008050969A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Kariya-city Usui
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2009-04-16
Also published as: US20090096148A1; JP2009091129A

Abstract

Eine Werkstückgreifeinrichtung (10) und eine Werkstücktransportvorrichtung verkürzen die Zeit, die eine Bearbeitungseinrichtung (40) gestoppt werden muss. Ein Werkstück (200) wird entlang einer Produktionslinie (100) transportiert und in drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen (40) bearbeitet. Eine Werkstückgreifeinrichtung (10) greift das Werkstück (200), das zwischen den Bearbeitungseinrichtungen (40) transportiert werden muss, und ordnet dieses an. Die Werkstückgreifeinrichtung (10) weist einen Wechselmechanismus (15a) und zwei Hände (16) auf, die in der Lage sind, das Werkstück (200) zu greifen und anzuordnen. Der Wechselmechanismus (15a) wechselt die Hand (16) durch das Rotieren der zwei Hände (16) oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks (200). Der Rotationsmechanismus wechselt die Hände (16) zum Greifen des Werkstücks (200) von einer Bearbeitungseinrichtung (40) und wechselt die Hände (16) zum Anordnen des gegriffenen Werkstücks (200) an einer Bearbeitungseinrichtung (40).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkstückgreifeinrichtung und eine Werkstücktransportvorrichtung unter Verwendung von dieser, die auf eine Produktionslinie mit zwei oder mehr Transportprozessen anwendbar sind.
Der in der JP-2001-191278A beschriebene, herkömmliche Transportroboter sieht ein Beispiel für eine Werkstückgreifeinrichtung vor, die erste und zweite Hände aufweist, die zum Greifen und Transportieren eines Werkstücks verwendet werden.
Wenn ein Transportroboter, wie dieser in der JP-2001-191278A beschrieben ist, in einer Produktionslinie mit zwei oder mehr Transportprozessen, wie z. B. Transporten zu Bearbeitungseinrichtungen 1–3, oder einfach Einrichtungen 1–3, verwendet wird, liegt ein bekannter Nachteil vor, der sich auf die Erhöhung der Zeit zum Anhalten der Einrichtungen während der Werkstücktransportvorgänge bezieht.
Der in der JP-2001-191278A beschriebene Transportroboter senkt erste und zweite Hände ab, um ein Werkstück von der Einrichtung 2 zu greifen und dieses anzuheben. Der Transportroboter bewegt das von der Einrichtung 2 aufgenommene Werkstück zur Einrichtung 3 und ordnet das Werkstück an der Einrichtung 3 an. Nach dem Anordnen des Werkstücks auf der Einrichtung 3 fährt der Transportroboter zur Einrichtung 1 zurück, senkt die Hände zum Greifen eines Werkstücks von der Einrichtung 1 ab und hebt die Hände und bewegt diese zur Einrichtung 2. Nachteile treten darin auf, dass während des Transportes die Einrichtung 2 das Bearbeiten für die Montage und Demontage der Werkstücke anhalten muss. D. h., dass die Einrichtung 2 während der Zeit, in der sich die Hände von der Einrichtung 2 zur Einrichtung 3, von der Einrichtung 3 zur Einrichtung 1 und von der Einrichtung 1 zurück zur Einrichtung 2 bewegen, was ferner acht getrennte Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Arme beinhaltet, das Bearbeiten der Werkstücke anhalten muss, wodurch ein nachteiliger Leerlauf entsteht.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung des vorstehend Gesagten getätigt. Es ist daher Aufgabe des vorliegenden Ausführungsbeispiels, eine Werksrückgreifeinrichtung und eine Werkstücktransportvorrichtung unter Verwendung der Werkstückgreifeinrichtung vorzusehen, die in der Lage sind, die Zeit zum Anhalten der Ver- bzw. Bearbeitungseinrichtung zu verkürzen.
Zum Lösen der vorstehend beschriebenen Aufgabe wird eine Werkstückgreifvorrichtung entsprechend einem ersten Aspekt in einer Produktionslinie zum Transportieren eines Werkstücks und zum Bearbeiten eines Werkstücks unter Verwendung von drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen zum Greifen und Anordnen des Werkstücks zum Übertragen des Werkstücks zwischen den Verarbeitungseinrichtungen verwendet. Die Werkstückgreifeinrichtung weist zwei Hände auf, die das Werkstück greifen und anordnen, und einen Wechselmechanismus zum Rotieren der zwei Hände oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks, um eine Hand zum Greifen des Werkstücks von der Bearbeitungseinrichtung zu wechseln und eine Hand zum Anordnen des gegriffenen Werkstücks auf der Bearbeitungseinrichtung zu wechseln.
Die zwei Hände können unterschiedliche Werkstücke zur gleichen Zeit greifen. Ferner kann eine Hand ein Werkstück greifen, während die andere Hand das Werkstück anordnen kann. Die eine Hand kann das Werkstück von der Bearbeitungseinrichtung greifen und die andere Hand kann das gegriffene Werkstück auf der Bearbeitungseinrichtung anordnen. Es ist dadurch möglich, die Zeit zum Anhalten der Bearbeitungseinrichtung zu verkürzen.
Die beispielhafte Werkstückgreifeinrichtung verwendet eine Hand zum Greifen eines ersten Werkstücks von einer ersten Bearbeitungseinrichtung. Während des Aufrechterhaltens des Zustands des Greifens des ersten Werkstücks von der ersten Bearbeitungseinrichtung mit einer Hand bewegt sich die Werkstoffgreifeinrichtung zu einer zweiten Bearbeitungseinrichtung, findet ein Wechsel zur anderen Hand statt und erfolgt eine Verwendung der anderen Hand zum Greifen eines zweiten Werkstücks von der zweiten Bearbeitungseinrichtung. Die Werkstückgreifeinrichtung wechselt dann die Hand bei der zweiten Einrichtung, um das erste Werkstück, das an der ersten Einrichtung gegriffen wurde, an der zweiten Einrichtung anzuordnen. Wenn der Vorgang abgeschlossen ist, ist die zweite Einrichtung erneut für einen Bearbeitungsvorgang bereit. Im Vergleich zu einem Transport von Werkstücken unter Verwendung von nur einer Hand kann eine beispielhafte Werkstückgreifeinrichtung die Anzahl der notwendigen Bewegungsvorgänge verringern und die Zeit, während die Verarbeitungseinrichtung angehalten ist, verkürzen.
Entsprechend einem weiteren Aspekt können die zwei Hände in einem offenen Zustand mit einem spezifizierten Winkel für ein Grundelement angeordnet sein, das oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks angeordnet ist. Der Wechselmechanismus kann das Grundelement drehen, um die zwei Hände oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks zu drehen.
Das Grundelement wird gedreht, um die Hände oberhalb der Linie entlang der Transportrichtung der Werkstücke zu drehen, wodurch ein einfaches Wechseln der Hände möglich wird.
Zum Lösen der vorstehend beschrieben Aufgabe weist die Werkstücktransportvorrichtung entsprechend einen weiteren Aspekt auf: einen ersten Prozess, bei dem einer erste Hand von zwei Händen zum Greifen des Werkstücks von einer vorgegebenen Bearbeitungseinrichtung von drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen verwendet wird, einen zweiten Prozess, bei dem die Werkstückgreifeinrichtung zu einer zweiten Bearbeitungseinrichtung als einer nächsten Bearbeitungseinrichtung bewegt wird und der gestattet, dass der Wechselmechanismus beispielsweise eine aktive Hand von der ersten Hand, die das Werkstück greift, zu einer zweiten Hand wechselt, einen dritten Prozess, der gestattet, dass die zweite Hand das Werkstück von der zweiten Bearbeitungseinrichtung greift, einen vierten Prozess, der gestattet, dass der Wechselmechanismus beispielsweise die aktive Hand von der zweiten Hand zur ersten Hand nach dem dritten Prozess wechselt, einen fünften Prozess, der das durch die erste Hand gegriffene Werkstück auf der zweiten Bearbeitungseinrichtung nach dem vierten Prozess anordnet, einen sechsten Prozess, der die Werkstückgreifeinrichtung zu einer dritten Bearbeitungseinrichtung als einer nächsten Bearbeitungseinrichtung bewegt und gestattet, dass die erste Hand das Werkstück von der dritten Bearbeitungseinrichtung nach dem fünften Prozess greift, einen siebenten Prozess, der gestattet, dass der Wechselmechanismus eine Hand zum Anordnen des Werkstücks zur zweiten Hand nach dem sechsten Prozess wechselt und einen achten Prozess, der das durch die zweite Hand gegriffene Werkstück an der dritten Bearbeitungseinrichtung nach dem siebenten Prozess anordnet.
Es sollte festgehalten werden, dass nach der Beendigung des fünften Prozesses die zweite Bearbeitungseinrichtung für den Betrieb bereit ist. Im Vergleich zum Transport von Werkstücken unter Verwendung nur einer Hand kann die beispielhafte Werkstückgreifeinrichtung, die hier beschrieben ist, notwendige Vorgänge verringern und die Zeit zum Anhalten der Verarbeitungseinrichtung verkürzen.
Weitere Aufgaben, Merkmal und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann besser eingeschätzt und werden deutlich, wobei all diese Teil der vorliegenden Anmeldung bilden. In den Zeichnungen:
ist 1 eine schematische graphische Darstellung, die eine skizzierte Konstruktion einer Produktionslinie unter Verwendung einer Werkstücktransportvorrichtung mit einer beispielhaften Werkstückgreifeinrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel darstellt,
ist 2 eine Ansicht, die eine skizzierte Konstruktion der beispielhaften Werkstückgreifeinrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel darstellt,
ist 3 eine schematische graphische Darstellung, die die beispielhafte Werkstückgreifeinrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel bei Montage an einer Schiene darstellt,
ist 4 ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Transportprozess der Werkstücktransportvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel darstellt,
ist 5 eine graphische Darstellung, die einen Unterschied zwischen der Werkstücktransportvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel und einer Transportvorrichtung unter Verwendung einer Hand darstellt,
ist 6 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Antriebsgenauigkeitskorrektur der Werkstücktransportvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel darstellt,
ist 7 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Erfassung einer Vorrichtung durch Kontakt darstellt,
ist 8 eine graphische Darstellung, die eine Perspektivansicht eines Korrekturstabes zum Messen und Kalibrieren einer absoluten Genauigkeit darstellt,
ist 9 eine graphische Darstellung, die eine teilweise vergrößerte Ansicht von 8 darstellt,
ist 10 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem wahren Wert und einem Befehlswert oder einem Antriebswert darstellt,
ist 11A eine schematische graphische Darstellung, die einem beispielhaften Raum mit kalibrierten Koordinaten und einen Raum um diesen Raum herum darstellt,
ist 11B eine schematische graphische Darstellung, die einen beispielhaften Raum mit kalibrierten Koordinaten und einen Raum um diesen herum darstellt,
sind die 12A–12D schematische graphische Darstellungen, die unterschiedliche Referenzpunkte darstellen,
sind die 13A und 13B graphische Darstellungen, die ein Kalibrieren einer Messvorrichtung darstellen,
ist 14 eine graphische Darstellung, die eine perspektivische Ansicht eines an der Messvorrichtung montieren Korrekturstabes darstellt,
ist 15 eine graphische Darstellung, die eine Draufsicht einer Kalibriervorrichtung auf der Messvorrichtung darstellt,
ist 16 eine graphische Darstellung, die eine Seitenansicht von 15 darstellt,
ist 17 eine graphische Darstellung, die eine teilweise vergrößerte Ansicht von 16 darstellt,
ist 18 eine graphische Darstellung, die eine Seitenansicht eines Loches einer Korrekturvorrichtung darstellt,
sind die 19A, 19B schematische graphische Darstellungen, die eine Parallel- und Nivellier-Einstellung darstellen,
ist 20 eine schematische graphische Darstellung, die die wahren X- und Y-Werte darstellen,
ist 21 eine schematische graphische Darstellung, die einen Antriebswert der beispielhaften Werkstückgreifeinrichtung darstellt,
ist 22 eine schematische graphische Darstellung, die wahre Koordinatenwerte für die beispielhafte Werkstückgreifeinrichtung darstellt,
ist 23 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einer wahren Koordinate und einer Antriebsgröße darstellt, wenn eine Vielzahl von Kalibriereinrichtungen an einer Schiene montiert sind,
ist 24 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Antriebswert und einem Gewicht von einer Kurve des geschätzten Antriebswertes darstellt,
ist 25 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Antriebswert und einem Gewicht von einer Kurve des geschätzten Antriebswertes darstellt, wenn die Anzahl der Proben vier ist,
ist 26 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Raum mit einem Referenzpunkt und einem Raum, der einen Antriebswert erlangt, darstellt,
ist 27 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem wahren Wert und einem Antriebswert, wenn ein Referenzpunkt verwendet wird, darstellt,
ist 28 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Raum mit zwei Referenzpunkten und einem Raum, der einen Antriebswert erlangt, darstellt,
ist 29 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Raum mit vier Referenzpunkten und einem Raum, der einen Antriebswert erlangt, darstellt,
ist 30 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem wahren Wert und einem Antriebswert, wenn vier Referenzpunkte verwendet werden, darstellt,
ist 31 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem wahren Wert und einem Antriebswert, wenn acht Referenzpunkte verwendet werden, darstellt,
ist 32 ein Blockschaltbild, das eine skizzierte Konstruktion eines beispielhaften Kalibriersystems darstellt,
ist 33 eine schematische graphische Darstellung, die eine skizzierte Konstruktion einer beispielhaften Roboterinstanz darstellt,
ist 34 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Funktion zum Umwandeln eines wahren Wertes in einen Antriebswert darstellt,
ist 35 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Funktion des Umwandelns eines Antriebswertes in einen wahren Wert darstellt,
ist 36 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einer wahren Koordinate und einer Antriebsgröße zum Erläutern einer Bereichsbestimmung darstellt,
ist 37 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einer wahren Koordinate und einer Antriebsgröße, die einem Kalibrierungsbereich zugeordnet ist, darstellt,
ist 38 eine schematische graphische Darstellung, die eine skizzierte Konstruktion der beispielhaften Werkstückgreifeinrichtung und der Vorrichtung, die mit der Kalibrierung der Kalibriereinrichtungs- und Vorrichtungspositionen im Zusammenhang stehen, darstellt,
ist 39 eine schematische graphische Darstellung, die eine skizzierte Konstruktion eines beispielhaften Einrichtungs- und Vorrichtungspositions-Kalibriersystems darstellt,
ist 40 eine graphische Darstellung, die eine Schnittansicht einer Konstruktion einer Hand der beispielhaften Werkstückgreifeinrichtung darstellt,
ist 41 eine graphische Darstellung, die eine vergrößerte Ansicht eines Flansches der beispielhaften Werkstückgreifeinrichtung darstellt,
ist 42 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Erfassung der automatischen Feineinstellung der Einrichtung darstellt,
ist 43 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Erfassung der automatischen Feineinstellung der Vorrichtung darstellt,
ist 44 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Positionsbeziehung zwischen der Einrichtung und einem Werkzeug oder der Hand während der Erfassung der automatischen Feineinstellung darstellt,
ist 45 eine schematische graphische Darstellung, die eine Positionsbeziehung zwischen der Vorrichtung und einem Werkzeug oder der Hand während der Erfassung der automatischen Feineinstellung darstellt,
ist 46 eine schematische graphische Darstellung, die eine Systemkonstruktion der Erfassung der automatischen Feineinstellung darstellt,
ist 47 eine schematische graphische Darstellung, die ein Einrichtungskoordinatensystem und ein Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystem darstellt,
ist 48 eine schematische graphische Darstellung, die Werkzeugkontaktpositionen darstellt,
ist 49 eine graphische Darstellung, die Koordinatensymbole entsprechend den X-Y-Z-Parallelverschiebungen und -Winkeln, die zu korrigieren sind, darstellt,
sind die 50A und 50B eine graphische Darstellungen, die X_S, Mes, Z_XS, YsttXS und YstpXS auf der Grundlage der XS-Korrektur darstellen,
sind die 51A und 51B graphische Darstellungen, die Nomenklaturen und Abmessungen einer beispielhaften Hand darstellen,
ist 52 eine graphische Darstellung, die Nomenklaturen und Abmessungen für eine beispielhafte Kontaktkalibrierung darstellen,
sind die 53A und 53B graphische Darstellungen, die beispielhafte Nomenklaturen und Abmessungen zum Greifen eines Werkstücks darstellen,
ist 54 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Kontaktmessfühlerstartpunkt, einer Messfühlerachse und einer Messfühlerrichtung und einer Messfühlerlänge darstellt,
ist 55A eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Referenzstab und einem Koordinatensystem unter einer Bedingung von X_PY ≥ 0 darstellt,
ist 55B eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Referenzstab und einem Koordinatensystem unter einer Bedingung X_PY < 0 darstellt,
ist 56 eine graphische Darstellung, die Kontaktkoordinaten MPO, MPX, MPY, MXS, MXL, MYS und MYL nach der Versatzkorrektur darstellt,
ist 57 eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes System zum Auffinden eines Ursprungs von einem Schnittpunkt zwischen geraden Linien X und Y darstellt,
ist 58 eine graphische Darstellung, die MZPO, MZPX, MZPY, MXYS, MXYL und MYXS darstellt,
ist 59 eine schematische graphische Darstellung, die eine Gleichung für eine XY-Ebene von einem Vorrichtungsmesskoordinatensystem MM darstellt, das aus MZPO, MZPX und MZPY aufgefunden wurde,
ist 60 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Substitution von (MXYS, Y_YS) und (MXYL, Y_YL) für die XY-Ebenen-Gleichung und eine beispielhafte Berechnung der Z-Koordinatenwerte für die entsprechenden Punkte darstellt,
ist 61 eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Substitution eines Wertes von (X_XS, MYXS) für die XY-Ebenen-Gleichung und eine beispielhafte Berechnung der Z-Koordinatenwerte darstellt,
ist 62 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Korrekturelemente, Koordinaten und Kontaktwerte darstellt, die mit dem Auffinden einer Ebenen-Gleichung von diesen drei Messpunkten im Zusammenhang stehen,
ist 63 eine graphische Darstellung, die das beispielhafte Ersetzen einer Ebenen-Gleichung darstellt,
ist 64 eine schematische graphische Darstellung, die das Hinzufügen eines beispielhaften Wertes von 50 zur Z-Achse eines Vorrichtungs-Definitions-Koordinatensystems JD darstellt,
ist 65 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Korrekturelemente, Koordinaten und Kontaktwerte darstellt, wenn eine Z-Koordinate aufgefunden wird,
ist 66 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Korrekturelemente, Koordinaten und Kontaktwerte beim Auffinden von PZXS darstellt,
ist 67 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte geradlinige Gleichung darstellt, wenn der Gerade-Linien-Gradient und die Koordinate eines Punktes auf der geraden Linie bekannt sind,
ist 68 eine schematische graphische Darstellung, beispielhafte Koordinaten Ox, Oy und Oz für einen Schnittpunkt zwischen den X- und Y-Achse im Vorrichtungs-Definitions-Koordinatensystem JD darstellt,
ist 69 eine graphische Darstellung, die einen beispielhaften Vektor zum Auffinden der Z-Achsenkomponenten Zx, Zy, Zz darstellt,
ist 70 eine graphische Darstellung, die MZPO, MZPX, MZPY, MYXS, MYXL und MXYS darstellt,
ist 71 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Korrekturelemente, Koordinaten und Kontaktwerte darstellt, wenn eine Ebenen-Gleichung aus diesen drei Messpunkten aufgefunden wird,
ist 72 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Korrekturelemente, Koordinaten und Kontaktwerte beim Auffinden einer Z-Koordinate darstellt,
ist 73 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Korrekturwerte, Koordinaten und Kontaktwerte beim Auffinden von PZYS darstellt,
ist 74 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte geradlinige Gleichung darstellt, wenn der Gerade-Linien-Gradient und die Koordinaten eines Punktes auf der geraden Linie bekannt sind,
ist 75 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Korrekturelemente, Koordinaten und Kontaktwerte darstellt, wenn der Ursprung Ox, Oy und Oz aufgefunden wird,
ist 76 eine schematische graphische Darstellung, die beispielhafte Koordinaten Ox, Oy, Oz für einen Schnittpunkt zwischen der X- und Y-Achse in dem Vorrichtungs-Definitions-Koordinatensystem JD darstellt,
ist 77 eine schematische graphische Darstellung, die eine skizzierte Konstruktion einer beispielhaften Projektionslinie darstellt,
ist 78 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Positionsbeziehung zwischen einer Schiene, einer Werkstückgreifeinrichtung R, einer Werkstückgreifeinrichtung B und einem Referenzstab darstellt,
ist 79 eine graphische Darstellung, die Berechnungsergebnis darstellt, das Positionen eines Referenzstabes bei Ansicht von den beispielhaften Werkstückgreifeinrichtungen R und B anzeigt,
ist 80 eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Ist-Position des Referenzstabes und einer Position darstellt, die den beispielhaften Werkstückgreifeinrichtungen R und B gegeben wurde,
ist 81 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Positionsverschiebung des Referenzstabes darstellt,
ist 82 eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der Referenzstabsposition für die beispielhafte Werkstückgreifeinrichtung R und der Referenzstabsposition für die beispielhafte Werkstückgreifeinrichtung B darstellt,
ist 83 eine graphische Darstellung, die eine Draufsicht auf eine beispielhafte Einrichtung darstellt, wenn eine Kamera und eine Laser-Abstandsmesseinrichtung zum Messen einer Höhe verwendet werden,
ist 84 eine graphische Darstellung, die eine Seitenansicht einer Positionsbeziehung zwischen der beispielhaften Werkstückgreifeinrichtung und der Einrichtung darstellt, wenn eine Kamera und eine Laser-Entfernungsmesseinrichtung zum Messen einer Höhe verwendet werden,
ist 84 eine graphische Darstellung, die seine Seitenansicht einer skizzierten Konstruktion einer Vorrichtung darstellt, die zum automatischen Messen eines Versatzes zwischen der Hand und der Mittelachse der Kamera verwendet wird,
ist 86 eine graphische Darstellung, die eine Draufsicht von 85 darstellt,
ist 87 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Arbeitsvorgänge einer Hand und einer Kamera für das automatische Messen eines Versatzes und der Mittelachse der Kamera darstellt, die an einer Weiß-Schwarz-Grenze positioniert ist,
ist 88 eine graphische Darstellung, die beispielhafte Arbeitsvorgänge einer Hand und einer Kamera für das automatische Messen eines Versatzes und der Hand in Kontakt mit der Vorrichtung darstellt,
ist 89 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte automatische Messung eines Versatzes zwischen der Hand und einer Laser-Höhenmesseinrichtung darstellt,
ist 90 eine graphische Darstellung, die das beispielhafte automatische Messen eines Versatzes zwischen der Hand und einer Laser-Höhenmesseinrichtung darstellt, wobei die Hand zur Einrichtung abgesenkt wird,
ist 91 eine graphische Darstellung, die einen Brennpunkt und eine Brennweite einer beispielhaften Kamera darstellt,
ist 92 eine graphische Darstellung, die eine beispielhafte Positionsbeziehung zwischen einem Beobachtungspunkt und einer Markierung darstellt,
sind die 93A und 93b graphische Darstellungen, die Draufsichten eines beispielhaften trennbaren Referenzstabes darstellen,
sind die 94A und 94B graphische Darstellungen, die einen beispielhaften Vorteil des trennbaren Referenzstabes darstellen,
ist 95 eine graphische Darstellung, die eine Seitenansicht einer skizzierten Konstruktion eines Vakuum-Kontaktflecks, der als Hand verwendet wird, darstellt, und
ist 96 eine graphische Darstellung, die eine Seitenansicht von 95 darstellt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ausführungsbeispiele werden detaillierter unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Die 1 bis 5 zeigen jeweilige unterschiedliche Aspekte einer beispielhaften Werkstücktransportvorrichtung entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Wie es in 1 gezeigt ist weist die Werkstücktransportvorrichtung eine Werkstückgreifeinrichtung 10 auf und wird diese bei einer Produktionslinie 100 verwendet, die drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen verwendet, beispielsweise Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f, die verwendet werden, um ein Werkstück 200 zu verarbeiten bzw. zu bearbeiten. Die Werkstücktransportvorrichtung transportiert automatisch das Werkstück 200, das eine Platine, eine gedruckte Verdrahtungsplatte, eine gedruckte Leiterplatte oder ähnliches aufweist, bei denen Schaltungsteile an einer Platine montiert sind. Die Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f werden zum Bearbeiten des Werkstücks 200 verwendet.
Die Bearbeitungseinrichtung 40a bis 40f der Produktionslinie 100 entsprechen individuellen Bearbeitungen des Werkstücks 200. Die Werkstücktransportvorrichtung transportiert das Werkstück 200 zu Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer Konfiguration von nahezu gerader Linie angeordnet sein können. Die Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f sind mit Vorrichtungen 50a bis 50f zum Montieren des Werkstücks 200 versehen. Die Werkstücktransportvorrichtung hat eine Schiene 30 zum Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung 10, die durch eine Steuereinrichtung (nicht gezeigt) gesteuert werden kann.
Ein Stützträger 20 ist oberhalb der Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f vorgesehen, um die Werkstückgreifeinrichtung 10, die das Werkstück 200 greift und transportiert, zu stützen oder aufzuhängen. Genauer gesagt ist der Stützträger 20 mehr oder weniger direkt oberhalb der Vorrichtung 50a bis 50f vorgesehen. Der Stützträger 20 ist vorgesehen, um die Schiene 30 in der Gravitationsrichtung gegen die Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f zu stützen. Die Schiene 30 stützt beweglich die Werkstückgreifeinrichtung 10 in der Längsrichtung des Stützträgers 20.
Der Stützträger 20 und die Schiene 30 sind vorgesehen, um eine Reihe zumindest von einem Ende zum anderen zu bedecken. In der Reihe sind die Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f angeordnet. D. h., dass der Stützträger 20 und die Schiene 30 über alle Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f angrenzend vorgesehen sind, so dass die Werkstückgreifeinrichtung 10 sich über alle Verarbeitungseinrichtungen 40a bis 40f bewegen kann. Beispielsweise bewegt ein Linearmotor die Werkstückgreifeinrichtung 10, während die Werkstückgreifeinrichtung 10 von der Schiene 30 herabhängt, wenn die Schiene 30 als eine Linearmotorantriebsschiene oder -schienenpaar konfiguriert ist.
Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, weist die Werkstückgreifeinrichtung 10 einen Stützabschnitt 11, einen Y-Achsen-Einstellabschnitt 12, einen Z-Achsen- Einstellabschnitt 13, einen θ-Achsen-Einstellabschnitt 14, ein Grundelement 15 und Hände 16a und 16b auf. Der Stützabschnitt 11 ist mit dem Y-Achsen-Einstellabschnitt 12, dem Z-Achsen-Einstellabschnitt 13, dem θ-Achsen-Einstellabschnitt 14, dem Grundelement 15 und den Händen 16a und 16b, die sich in der Werkstückgreifeinrichtung 10 befinden, vorgesehen. Der Stützabschnitt 11 ist mit einem Antriebsabschnitt (nicht gezeigt) versehen, der von der Schiene 30 beweglich hängt.
Der Y-Achsen-Einstellabschnitt 12 weist eine Betätigungseinrichtung auf und stellt die Hände 16a und 16b in der Y-Achsen-Richtung ein. Die Y-Achsen-Richtung ist parallel zum Boden und ist senkrecht zur Transportrichtung des Werkstücks 200. Der Y-Achsen-Einstellabschnitt 12 stellt die Hände 16a und 16b in der Y-Achsen-Richtung auf der Grundlage von Befehlen von der Steuereinrichtung (nicht gezeigt) ein.
Der Z-Achsen-Einstellabschnitt 13 weist eine Betätigungseinrichtung auf und stellt die Hände 16a und 16b in der Z-Achsen-Richtung ein. Die Z-Achsen-Richtung ist senkrecht zum Boden. Der Z-Achsen-Einstellabschnitt 13 bewegt die Hände 16a und 16b senkrecht zum Boden, um das Werkstück 200 nahe an die Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40b oder von diesen weit weg zu bewegen. Anders ausgedrückt bewegt der Z-Achsen-Einstellabschnitt 13 die Hände 16a und 16b vertikal. Der Z-Achsen-Einstellabschnitt 13 stellt die Hände 16a und 16b in der Z-Achsen-Richtung auf der Grundlage von Befehlen von der Steuereinrichtung (nicht gezeigt) ein.
Der θ-Achsen-Einstellabschnitt 14 weist eine Betätigungseinrichtung auf und stellt die Hände 16a und 16b in der θ-Achsen-Richtung ein. Die θ-Achsen-Richtung stellt eine Rotationsrichtung um die Richtung senkrecht zum Boden als eine Rotationsachse dar. Der θ-Achsen-Einstellabschnitt 14 rotiert die Hände 16a und 16b um die Rotationsachse, die die Richtung senkrecht zum Boden ist. Der θ-Achsen-Einstellabschnitt 14 stellt die Hände 16a und 16b in der θ-Achsen-Richtung auf der Grundlage von Befehlen von der Steuereinrichtung (nicht gezeigt) ein.
Das Grundelement 15 ist mit zwei Händen 16a und 16b versehen, die mit einem spezifizierten Winkel geöffnet sind, und weist einen Rotationsmechanismus 15a als einen Schaltmechanismus einschließlich einer Betätigungseinrichtung auf. Der Rotationsmechanismus 15a dreht das Grundelement 15 oberhalb einer Linie entlang der Transportrichtung des Werkstücks 200. Das Grundelement 15 dreht sich oberhalb der Linie entlang der Transportrichtung des Werkstücks 200, während die zwei Hände 16a und 16b gestützt werden. Anders ausgedrückt gestattet der Rotationsmechanismus 15a, dass das Grundelement 15 parallel zum Boden ist und das sich dieses um die Rotationsachse senkrecht zur Transportrichtung des Werkstücks 200 dreht. Die Hände 16a und 16b sind am Grundelement 15 vorgesehen, um mit einem spezifizierten Winkel, der um die Rotationsachse zentriert ist, geöffnet zu werden.
Entsprechend einem Ausführungsbeispiel dreht der Rotationsmechanismus 15a das Grundelement 15, um zwischen den Händen 16a und 16b zu schalten. Der Rotationsmechanismus 15a schaltet zwischen den Händen 16a und 16b für das Greifen des Werkstücks 200 von den Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f und schaltet zwischen den Händen 16a und 16b für das Montieren des gegriffenen Werkstücks 200 an den Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f. Anders ausgedrückt betrifft das Auswählen von Hand 16a oder 16b zum Positioniert-Sein gegen die Vorrichtungen 50a–f oder Werkstück 200, das an den Vorrichtungen 50a–f montiert ist, das Schalten zwischen den Händen 16a und 16b. Die Hände 16a und 16b können vorgesehen sein, um an dem Grundelement 15 befestigt zu sein oder von diesem gelöst zu sein.
Die Hände 16a und 16b halten und befestigen das Werkstück 200 unabhängig. Die Hände 16a und 16b können Zylinderelemente verwenden, um das Werkstück 200 mit Vakuum zu halten oder können das Werkstück 200 zwischen sich greifen. Wenn das Werkstück 200 ein Loch hat, können die Hände 16a und 16b in das Loch eingeführt werden, um das Werkstück unter Verwendung eines Innenrohres und eines Stabelementes zu halten. Das innere Rohr hat einen Zylinderabschnitt, der sich in Axialrichtung des Loches erstreckt, und einen unterteilten Abschnitt, der in eine Vielzahl von Abschnitten am Ende des Zylinderabschnitts unterteilt ist. Das Zylinderelement hat einen vorstehenden Abschnitt, der kleiner als das Loch ist und größer als die Öffnung des Innenrohres. Bevor ein Teil des Innenrohres und des Stabelementes in das Loch eingeführt werden, wird der vorstehende Abschnitt außerhalb des Innenloches angeordnet. Wenn ein Teil des Innenloches und des Stabelementes in das Loch eingeführt wird, bewegt sich das Stabelement entgegengesetzt zur Einführungsrichtung, um den vorstehenden Abschnitt in dem Innenrohr anzuordnen. Der vorstehende Abschnitt verbreitert den unterteilten Abschnitt und der unterteilte Abschnitt hält das Werkstück 200. In vielen Fällen ist ein Loch für eine Platine oder eine gedruckte Leiterplatte vorgesehen, die als das vorstehende genannte Werkstück 200 verwendet wird. Selbst wenn kein Loch vorgesehen ist, kann ein Loch relativ einfach am Werkstück vorgesehen werden, ohne dass die Gestaltung und die Funktion beeinflusst werden.
In der vorstehend beschriebenen Weise können die zwei Hände 16a und 16b gleichzeitig unterschiedliche Werkstücke 200 halten. Außerdem kann eine Hand, wie z. B. die Hand 16a, das Werkstück 200 halten, und die andere Hand, wie z. B. die Hand 16b, kann auf dem Werkstück 200 sitzen bzw. dieses aufnehmen. Während eine Hand, wie z. B. die Hand 16a, das Werkstück 200 von einer beliebigen der Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f greift, kann die andere Hand, wie z. B. die Hand 16b auf dem gegriffenen Werkstück 200 an der Bearbeitungseinrichtung aufsitzen. Es ist dadurch möglich, die Zeit abzukürzen, während der die Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40f gestoppt sind.
Die zwei Hände 16a und 16b können durch das Rotieren des Grundelementes 15 einfach geschaltet werden, um die Hände 16a und 16b oberhalb der Linie entlang der Transportrichtung 200 zu rotieren.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 wird ein Werkstücktransportprozess der Werkstücktransportvorrichtung bezüglich eines montierten Werkstücks beschrieben, wie z. B. das in 3 gezeigte Beispiel, wo ein Werkstück 200b an einer Vorrichtung 50a, die für eine Bearbeitungseinrichtung 40a vorgesehen ist, montiert ist. Es ist festzuhalten, dass der Betrieb der Bearbeitungseinrichtung 40a gestoppt werden muss, wenn das Werkstück 200b, das bearbeitet werden soll, ersetzt wird.
Wie es in der Position (a) in 4 gezeigt ist, bewegt die Werkstücktransportvorrichtung die Werkstückgreifeinrichtung 10 zur Bearbeitungseinrichtung 40a von dem vorherigen Prozess. Die Werkstückgreifeinrichtung 10 verwendet eine Hand 16a zum Greifen des Werkstücks 200a.
Wie es in der Position (b) in 4 gezeigt ist, verwendet die Werkstücktransportvorrichtung die andere Hand 16b, die nicht das Werkstück 200a greift, um das Werkstück 200b, das an der Vorrichtung 50a montiert ist, zu greifen. Die Werkstücktransportvorrichtung senkt die Hände 16a und 16b ab, um sich der Vorrichtung 50a zu nähern und verwendet die Hand 16b zum Greifen des Werkstücks 200b.
Wie es in der Position (c) in 4 gezeigt ist, wechselt die Werkstücktransportvorrichtung die die Hand 16b zur Hand 16a, um das Werkstück 200a, das durch die Hand 15b gegriffen wird, auf der Vorrichtung 50a anzuordnen. Die Werkstücktransportvorrichtung hebt die Hände 16a und 16b zum Verlassen der Vorrichtung 50a an.
Wie es in der Position (d) in 4 gezeigt ist, rotiert die Werkstücktransportvorrichtung das Grundelement 15 zum Wechseln der Hände 16a und 16b. Vor dem Wechseln der Hände 16a und 16b wird die Vorrichtung 50a senkrecht zur Hand 16b positioniert. Nach dem Wechseln der Hände 16a und 16b wird die Vorrichtung 50a senkrecht zur Hand 16 positioniert. Das Werkstück 200a, das durch die Hand 16a gegriffen wird, kann an der Vorrichtung 50a montiert werden.
Wie es in der Position (e) in 4 gezeigt ist, montiert die Werkstücktransportvorrichtung das Werkstück 200a, das durch die Hand 16a gegriffen wird, an der Vorrichtung 50a. Die Werkstücktransportvorrichtung senkt die Hände 16a und 16b zum Annähern an die Vorrichtung 50a ab.
Wie es in der Position (f) in 4 gezeigt ist, ordnet die Werkstücktransportvorrichtung das Werkstück 200a, das durch die Hand 16a gegriffen wird, auf der Vorrichtung 50a zum Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung zum nächsten Prozess an. Die Werkstücktransportvorrichtung hebt die Hände 16a und 16b zum Verlassen der Vorrichtung 50a an. Die Bearbeitungseinrichtung 40a ist mit der Vorrichtung 50a montiert und bereit für Bearbeitungsvorgänge. Die Bearbeitungseinrichtung 40a stoppt die Verarbeitungsvorgänge zwischen (a) und (e) in 4.
Nachfolgend werden die Werkstückgreifeinrichtung 10 und die Werkstücktransportvorrichtung entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und einer Einhandgreifeinrichtung und einer Werkstücktransportvorrichtung unter Verwendung der Greifeinrichtung verglichen. 5 zeigt ein Beispiel einer Produktionslinie unter Verwendung von drei Bearbeitungseinrichtungen 40a, 40b und 40c. In 5 wird ein Werkstück 200b auf der Einrichtung 40 angeordnet. Ein Werkstück 200a wird auf der Einrichtung 40b angeordnet. Ein Ziel ist der Transport der Werkstück 200a und 200b und das Anordnen des Werkstücks 200b auf der Vorrichtung 40a und des Werkstücks 200a auf der Vorrichtung 40c.
Unter Berücksichtigung eines Transport-Diagrammsabschnitts von 5 für die Einhandgreifeinrichtung und die Werkstücktransportvorrichtung unter Verwendung der Greifeinrichtung nimmt die Greifeinrichtung das Werkstück 200a von der Einrichtung 200b durch das Absenken der Hand, das Greifen des Werkstücks 200a und das Anheben der Hand auf. Die Greifeinrichtung bewegt das von der Einrichtung 40b aufgenommene Werkstück zur Einrichtung 40c und ordnet das Werkstück auf der Einrichtung 40c an. Nach dem Anordnen des Werkstücks auf der Vorrichtung 40c kehrt die Greifeinrichtung zur Einrichtung 40a zurück, senkt die Hand ab, um das Werkstück 200b auf der Vorrichtung 40a zu greifen, hebt die Hand an, bewegt das Werkstück zur Einrichtung 40b und ordnet das Werkstück auf der Einrichtung 40b an. Bei der Einrichtung 40b ist es notwendig, die Verarbeitung zu stoppen, um die Werkstücke 200a und 200b zu montieren und zu demontieren. Die Einrichtung 40b stoppt die Bearbeitung, während sich die Greifeinrichtung zwischen vier Orten bewegt, und bewegt sich achtmal auf und ab.
Unter Berücksichtigung einer graphischen Transportdarstellung für die Werkstückgreifeinrichtung 10 und die Werkstücktransportvorrichtung entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gestattet die Werkstücktransportvorrichtung, dass die Hand 16a als die erste von zwei das Werkstück 200b von der Einrichtung 40a entsprechend einem ersten Prozess greift. Die Werkstücktransportvorrichtung bewegt die Werkstückgreifeinrichtung 10 zur nächsten Bearbeitungseinrichtung 40b und gestattet, dass ein Rotationsmechanismus 14a die Hand 16a als die erste Hand zu einer Hand 16b als eine zweite Hand zum Greifen des Werkstücks entsprechend einem zweiten Prozess wechselt. Die Werkstücktransportvorrichtung gestattet, dass die Hand 16b das Werkstück 200a von der Einrichtung 40b entsprechend einem dritten Prozess greift. Nach dem dritten Prozess gestattet die Werkstücktransportvorrichtung, dass der Rotationsmechanismus 14a die Hand 16b zur Hand 16a entsprechend einem vierten Prozess wechselt. Nach dem vierten Prozess ordnet die Werkstücktransportvorrichtung das Werkstück 200b, das durch die Hand 16a gegriffen wird, an der Einrichtung 40b entsprechend einem fünften Prozess an. Nach dem fünften Prozess bewegt die Werkstücktransportvorrichtung die Werkstückgreifeinrichtung 10 zur nächsten Bearbeitungseinrichtung 40c und gestattet der Hand 16a, ein Werkstück (nicht gezeigt) von der Einrichtung 40c entsprechend einem sechsten Prozess zu greifen. Nach dem sechsten Prozess gestattet die Werkstücktransportvorrichtung, dass der Rotationsmechanismus 15a die Hand 16a zur Hand 16b entsprechend einem siebenten Prozess wechselt. Nach dem siebenten Prozess ordnet die Werkstücktransportvorrichtung das Werkstück 200a, das durch die Hand 16b gegriffen wird, an der einen Einrichtung 40c entsprechend einem achten Prozess an.
Anders ausgedrückt gestattet die Werkstücktransportvorrichtung, dass die Hand 16a das Werkstück 200b von der Einrichtung 40a aufnimmt. Die Werkstücktransportvorrichtung bewegt die Werkstückgreifeinrichtung 10 zur Einrichtung 40b und wechselt die Hand. Die Werkstücktransportvorrichtung gestattet, dass die andere leere Hand 16b das Werkstück 200a von der Einrichtung 40b aufnimmt. Die Werkstücktransportvorrichtung wechselt dann die Hand und ordnet das Werkstück 200a, das durch die Hand 16b gegriffen wird, auf der Einrichtung 40b an. Die Einrichtung 40b ist für den Betrieb bereit. Die Zeit zum Stoppen der Einrichtung 40b ist äquivalent zur Zeit der Bewegung der Werkstückgreifeinrichtung 10 vier mal auf und ab und zum Wechseln der Hand.
Im Vergleich zum Werkstücktransport unter Verwendung von der Einhandgreifeinrichtung kann die Werkstücktransportvorrichtung entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die notwendigen Vorgänge verringern und die Zeit zum Anhalten der Bearbeitungseinrichtung verkürzen.
Die Werkstücktransportvorrichtung entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Zeit zum Anhalten der Verarbeitung an der Einrichtung aufgrund der Verschiebung der Werkstücke verringern. Die Werkstücktransportvorrichtung kann einer Erhöhung der Ladezeit für die Bearbeitungseinrichtung 40a bis 40f aufgrund einer Erhöhung der Zeit zum Ersetzen der Werkstücke an der automatischen Transportproduktionslinie unterdrücken. Außerdem kann eine Werkstückgreifeinrichtung 10 das Werkstück 200 über die Bearbeitungseinrichtung 40a bis 40f transportieren, wodurch ermöglicht wird, dass Investitionen für die automatische Transportproduktionslinie vermieden werden.
Nachfolgend wird eine Antriebsgenauigkeitskorrektur für die Werkstückgreifeinrichtung 10 der Werkstücktransportvorrichtung beschrieben.
Die Werkstückgreifeinrichtung 10 kann die Vorrichtung 50, wie z. B. ein Referenzstab, berühren und sich zum Ende der Vorrichtung genau bewegen. Auf die Werkstückgreifeinrichtung 10 wird sich nachfolgend ebenfalls als ein Roboter bezogen. Die Werkstückgreifeinrichtung 10 kann das Werkstück 200 durch das Einführen der Hände 16a und 16b, die für die Werkstückgreifeinrichtung 10 vorgesehen sind, in ein Loch in dem Werkstück 200 greifen. Wie es in 6 gezeigt ist, müssen die Hände 16a und 16b zur Lochposition entsprechend einem Bewegungsbefehlswert genau bewegt werden. Auf die Hände 16a und 16b wird sich nachfolgend ebenfalls als ein Werkzeug 16 bezogen. Wie es in 6 gezeigt ist, benötigt die Werkstückgreifeinrichtung 10 eine genaue Bewegung von der Position in Berührung mit dem Referenzstab zur Lochposition, die für das Werkstück 200 vorgesehen ist. Es wird angenommen, dass ^FDM eine Antriebsgröße ist, wenn die Werkstückgreifeinrichtung 10 den Referenzstab berührt. Das Messen und Kalibrieren der Bewegungsgenauigkeit entsprechend vorliegendem Ausführungsbeispiel basiert auf der vorherigen Messung der Genauigkeit der Bewegung, die von der Position der Werkstückgreifeinrichtung 10, in Kontakt mit dem Referenzstab zur Lochposition, die für das Werkstück 200 vorgesehen ist, reicht.
Wie es in 7 gezeigt ist, erfasst die Werkstücktransportvorrichtung für die Produktionslinie 100 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vorrichtungsposition durch den Kontakt zum Herstellen des Koordinatensystems für den Referenzstab als die Vorrichtung 50, die zurzeit genutzt werden soll. Die Werkstücktransportvorrichtung bewegt die Werkstückgreifeinrichtung von dem Koordinatensystem zur Lochposition des Werkstücks 200 und positioniert die Spitze des Werkzeugs 16 zum Loch des Werkstücks 200.
Die absolute Genauigkeit ist für das Bewegen um einen Abstand erforderlich, der genau der Gleiche, wie die spezifizierte Abmessung im Hinblick auf X- und Y-Koordinatenwerte zur Montage und Demontage ist. Jedoch sichert ein gewöhnliches Robotersystem nur die Wiederholungsgenauigkeit nicht die absolute Genauigkeit ab.
Zum Vorsehen einer absoluten Genauigkeit wird eine Vorrichtung, wie dies in 8 gezeigt ist, zum Messen und Kalibrieren der absoluten Genauigkeit verwendet. Die Vorrichtung ist mit einer rechteckigen Metallsäule versehen, die Ecken hat, die an spezifizierten Gitterpunkten positioniert sind. Die Ecken sind ebenfalls auf drei Niveaus, wie bei 10, 60 und 100 mm beispielsweise, vorgesehen. Das Werkzeug 16 ist an den Ecken, wie es in 9 gezeigt ist, befestigt, um X-, Y- und Z-Antriebswerte der Werkstückgreifeinrichtung 10 zu einem gegebenen Zeitpunkt zu lesen. Die Herstellung des Kontaktes mir der Vorrichtung erfasst X-, X- und Z-Antriebswerte der Werkstückgreifeinrichtung 10 an jedem Gitterpunkt in einem Bereich von 300 × 300 × 100 h.
Die wahre Koordinate bei jedem Gitterpunkt wird gemessen, wenn die Vorrichtung beendet ist. Die X-, Y- und Z-Antriebswerte zum Kontaktieren des Werkzeugzeugs 16 mit der Koordinate werden wie nachstehend ausgeführt herausgefunden. Beide Werte können verwendet werden, um ein Korrekturverzeichnis zum Erlangen von X-, Y- und Z-Antriebswerten, um an einem spezifischen Koordinatenwert positioniert zu sein, verwendet werden.
10 sieht eine eindimensionale Darstellung einer Korrekturgleichung oder eines Korrekturverzeichnisses unter Verwendung einer Achse für den wahren Wert und einer Achse für den Antriebswert vor. Die Koordinatenumwandlung unter Verwendung des Korrekturverzeichnisses weist eine Umwandlung des wahren Wertes zum Antriebswert und eine Umwandlung des Antriebswertes zum wahren Wert auf. Die Umwandlung vom wahren Wert zum Antriebswert wandelt einen wahren Wert zu einem Antriebswert um, wenn ein Befehl zum Bewegen zu einer entgegneten Position in einen dreidimensionalen Raum aufgenommen wird. Im Gegensatz dazu wandelt eine Umwandlung vom Antriebswert zum wahren Wert ein Antriebswert zu einem wahren Wert um, wenn die Vorrichtung berührt wird.
Wie es in 11 gezeigt ist, werden ein Raum, der durch Gitterpunkte umgeben ist, und ein anderer Raum, der diesen Raum umgibt, angenommen, wenn die eindimensionale Korrektur auf eine dreidimensionale Korrektur erweitert wird.
Der Raum in 11 wird, wie es in den 12A bis 12D gezeigt ist, entsprechend der Anzahl der Gitterpunkte oder Referenzpunkte, die für die Kategorisierung verwendbar sind, kategorisiert. Das Kalibrierungsverfahren hängt von der Anzahl der Gitterpunkte, auf die sich bezogen werden kann, ab. Nachfolgende Beschreibung entspricht der Anzahl der Gitterpunkte, auf die sich bezogen werden kann. 11 ist eine schematische Darstellung, die einen Raum mit kalibrierten Koordinaten und einen Raum um diesen Raum herum darstellt.
Der Mechanismus und die Installation der Messvorrichtung wird beschrieben werden. Die Messvorrichtung hat einen Einstellmechanismus, wie es in den 13A und 13B gezeigt ist, um zur Schiene 30 parallel und mit dieser auf gleicher Höhe zu sein. 13b zeigt eine Vorrichtungsmontagefläche, die durch das Rotieren von Rotationseinstellmessschrauben bewegt wird.
14 ist eine schematische Darstellung, die die Messvorrichtung, an der Korrekturstäbe montiert sind, darstellt. Der Mechanismus wird verwendet, um die Vorrichtung wie folgt einzustellen. Als erstes wird die Rotationseinstellmessschraube um die Z-Achse bewegt, so dass Y-Werte für die X-Achse, die an der Schiene gemessen werden, eingestellt werden, um den gleichen Wert am linken und rechten Ende der Vorrichtung zu haben. Dann wird die Rotationseinstellmessschraube um die Y-Achse bewegt, um die Vorrichtung in die Horizontalrichtung oder der X-Achsen-Richtung zu nivellieren. Ein Nivellierinstrument wird zum Messen der Horizontalausrichtung verwendet. Schließlich wird die Rotationseinstellmessschraube um die X-Achse bewegt, um die Vorrichtung in der Tiefenrichtung oder der Y-Achsenrichtung zu nivellieren. Ein Nivellierinstrument wird zum Messen der Horizontalausrichtung verwendet.
Die tatsächliche Vorrichtung ist mit Gitterpunkten unter Verwendung von quaderförmigen Löchern 300a bis 300c in Dreischichtplatten statt des Vorsehens von Referenzpunkten unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Projektionen bzw. Vorsprünge versehen. 15 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung 300. 16 zeigt eine Schnittansicht der Vorrichtung 300. Das Bezugszeichen 320 bezeichnet eine Welle mit einer Hülse. Wie es in 17 gezeigt ist, ist beispielsweise eine 45-Milimeter-Hülse zwischen Messplatten angeordnet und ist von oben befestigt. Das Bezugszeichen 310 bezeichnet eine gestufte Welle für die Positionierung. Wie es in 18 gezeigt ist, werden die quaderförmigen Löcher 300a bis 300c in der Dreischichtplatte zwischen den 3 Schichten verschoben. Jedes Loch ist abgeschrägt.
Die Vorrichtung 300 wird wie folgt ausgerichtet. Die Messschraube, die an der Vorrichtung 300 befestigt ist, wird bewegt, so dass die Vorrichtung 300 zur Schiene parallel verläuft und senkrecht zur Gravitationslinie. Das heißt, dass die Vorrichtung 300 eingestellt wird, um zur Schiene parallel zu verlaufen, wie es in 19a gezeigt ist, und horizontal, wie es in 19b gezeigt ist.
Wie es in den 20 und 21 gezeigt ist, wird ein wahrer Wert oder ein wahrer Koordinatenwert für einen Messpunkt auf der Vorrichtung aus dem Koordinatensystem für die Vorrichtung bemessen. Ein Antriebswert zeigt einen Abstand von dem Antriebsursprung an. Beide weichen absolut voneinander ab. Die Werkstücktransportvorrichtung nimmt das Folgende vor, um in der Lage zu sein, den wahren Wert in den Antriebswert und umgekehrt zu wandeln, indem beide miteinander in der Position zugeordnet werden. Die Werkstücktransportvorrichtung erfasst den Ursprung oder die Position entsprechend der Koordinate 0 für die Kalibrierungsvorrichtung mit absoluter Genauigkeit. Die Werkstücktransportvorrichtung nimmt einen Antriebswert an, der den Ursprung als einen wahren Wert erfasst. Die Werkstücktransportvorrichtung findet den wahren Koordinatenwert für den Gitterpunkt auf der Vorrichtung vom Ursprung, indem der Antriebswert von dem Ursprung zur Gitterpunktmessung addiert wird. 22 zeigt eine eindimensionale Darstellung der Beziehung. 23 zeigt eine Darstellung von mehreren Kalibrierungsvorrichtungen auf der Schiene 30.
Das Korrektionsverfahren weist die Gewichtskorrektur und die Fahrtkorrektur auf. Die Gewichtskorrektur wird verwendet für einen Ablenkungspositionsfehler aufgrund eines Gewichtes. Die Fahrkorrektur wird für einen Positionsfehler verwendet, der auftritt, wenn die X-, Y- und Z-Achsen einen bestimmten Abstand entlang einer Schiene fahren, die nicht gerade oder ungenau senkrecht ist.
Die Gewichtskorrektur hängt von der Steifigkeit des X-Y-Z-Roboters gegenüber einem Transportgewicht ab. Die Gewichtskorrektur ist unnötig, wenn die volle Steifigkeit abgesichert ist. Wenn die volle Steifigkeit nicht verfügbar ist, ist es notwenig mehrere Gewichte in Kontakt mit den Gitterpunkten als Probe zu nehmen und zu interpolieren. Das Gewicht bedeutet ein Gesamtgewicht der Werkstückgreifeinrichtung 10. Der Tisch wird verwendet, um einen Antriebswert für ein gegebenes Gewicht wie folgt abzuschätzen.
Es wird angenommen, dass Xedw, Yedw und Zedw als Antriebswerte für das Gewicht W abgeschätzt werden. Es wird angenommen, dass Xedl, Yedl und Zedl Antriebsgrößen zum Zeitpunkt für das Gewicht WL sind, das leichter als das Gewicht W und am stärksten an dieses angenähert ist. Es wird angenommen das Xedh, Yedh und Zedh Antriebsgrößen zu diesem Zeitpunkt für das Gewicht WH sind, das schwerer und am stärksten angenähert an das Gewicht W ist. Dann kann das Gewicht W unter der Voraussetzung der spezifizierten Antriebswerte Xedw, Yedw und Zedw wie folgt abgeschätzt werden (Gleichung 1).
Für das abzuschätzende Gewicht können alle als probegenommene Gewichte untere oder obere sein anstatt von zwei der unteren und oberen Seite entsprechende. Der Antriebswert für das vom stärksten angenäherte Gewicht wird als ein abgeschätzter Wert verwendet. Wenn das vorstehend beschriebene Verfahren für ein Probenahmegewicht verwendet wird, wird der Antriebswert zu diesem Zeitpunkt für das gesamte Gewicht verwendet.
Es gibt vier Fahrkorrekturen in Abhängigkeit davon, ob die Anzahl der Referenzpunkte 1, 2, 4 oder 8 ist.
Nachfolgend wird die Fahrkorrektur für einen Referenzpunkt beschrieben. Wie es in 26 gezeigt wird, gibt es 8 Räume, von den jeder nur einen Referenzpunkt entsprechend den Ecken des Raumes hat, wo der Antriebswert erlangt wird. 27 zeigt eine Beziehung zwischen dem wahren Wert und dem Antriebswert. Die Umwandlung zwischen dem Antriebswert und dem wahren Wert wird nachstehend beschrieben.
Die Umwandlung des wahren Wertes zum Antriebswert ist D = D1 + (R – R1) = D1 + R – R1 = R – (R1 – D1). Die Umwandlung des Antriebswertes zum wahren Wert ist R = R1 + (D1 – D1) = R1 + D – D1 = D(R1 – D1).
Die Gleichungen werden dreidimensional expandiert für die Umwandlung zwischen dem wahren Wert und dem Antriebswert wie folgt. Es wird angenommen, dass Xjr, Yjr und Zjr Vor-Vorrichtungsmessungen am Referenzpunkt oder Gitterpunkt sind. Es wird angenommen, dass Xd, Yd und Zd Antriebswerte in Kontakt mit dem Referenzpunkt oder dem Gitterpunkt sind. Nachfolgend wird die Berechnung von Err1 (Gleichung 2) gezeigt, die Umwandlung der Sollposition zur Antriebsposition (Gleichung 3) und die Umwandlung der Antriebsposition zur wahren Position (Gleichung 4).
Nachfolgend wird die Fahrkorrektur für zwei Referenzpunkten beschrieben. Wie es in 28 gezeigt ist, sind 12 Korrekturzielräume bzw. Korrektursollräume, von denen jeweils 2 Referenzpunkte um einen gemessenen Gitterfestkörper hat. Der Korrekturzielraum hat zwei Referenzpunkte entlang von jeder der X-, Y- und Z-Achsen. Ein Wert für einen gegebenen Punkt zwischen den zwei Punkten wird abgeschätzt, indem eine Differenz zwischen den zwei Punkten durch einen Abstand von dem abgeschätzten Punkt zum Gitterpunkt für die zwei Punkte intern dividiert wird. Die Korrektur wird wie folgt vorgenommen.
Es wird angenommen, dass Xjr1, Yjr1 und Zjr1 Vor-Vorrichtungsmessungen für den Referenzpunkt 1 oder Gitterpunkt 1 sind. Es wird angenommen, dass Xdr1, Ydr1 und Zdr1 Antriebswerte in Kontakt mit dem Referenzpunkt 1 oder dem Gitterpunkt 1 sind. Es wird angenommen, dass Xjr2, Yjr2 und Zjr2 Vor-Vorrichtungsmessungen für den Referenzpunkt 2 oder Gitterpunkt 2 sind. Es wird angenommen, dass Xdr2, Ydr2 und Zdr2 Antriebswerte in Kontakt mit dem Referenzpunkt 2 oder Gitterpunkt 2 sind. Es wird angenommen, dass Xt, Yt und Zt Ziel- bzw. Sollpositionen sind. Es wird angenommen, dass Xd, Yd und Zd Antriebswerte entsprechend den Zielpositionen sind.
Unter Verwendung von Err1 und Err2 (Gleichung 5 und Gleichung 6) können die Umwandlung der Sollposition zur Antriebsposition (Gleichung 7) und die Umwandlung der Antriebsposition zur wahren Position (Gleichung 8), wenn zwei Referenzpunkte in X-Achsen-Richtung vorliegen, wie folgt ausgedrückt werden.
Die Umwandlung der Sollposition zum Antriebswert und die Umwandlung des Antriebswertes zur wahren Position kann wie folgt ausgedrückt werden (Gleichung 9 und 10), wenn zwei Referenzpunkte in Y-Achsen-Richtung vorliegen.
Nachfolgend ist die Gleichung 11 für die Umwandlung der Sollposition zum Antriebswert und die Gleichung 12 für die Umwandlung des Antriebswertes zur wahren Position gezeigt, wenn zwei Referenzpunkte in der Z-Achsen-Richtung vorliegt.
Nachfolgend wird die Fahrkorrektur für vier Referenzpunkte beschrieben. Wie es in 29 gezeigt ist, gibt es sechs Korrektursollräume bzw. Korrekturzielräume, von denen jeder vier Referenzpunkte um einen gemessen Gitterfestkörper hat. Der Korrektursollraum enthält vier Referenzpunkt auf einer XY-, YZ- oder XZ-Ebene. Beispielsweise werden vier Punkte in der XY-Ebene zum Beschreiben der Korrektur des Raumes verwendet. Wenn vier Referenzpunkte zur Verfügung stehen, wird die vorstehend beschriebene Korrektur unter Verwendung von zwei Referenzpunkten zweimal in der X- und Y-Richtung ausgeführt, wie es in 30 gezeigt ist.
Die zwei Punkte werden in der X-Achsen-Richtung korrigiert, um eine r12-Koordinate und Err1 und Err2 aus r1 und r2 zu finden (Gleichung 13 und Gleichung 14). Die zwei Punkte werden in der X-Achsen-Richtung korrigiert, um eine r34-Koordinate und Err3 und Err4 aus r3 und r4 zu finden (Gleichung 15 und Gleichung 16). Die zwei Punkte werden in der Y-Achsen-Richtung korrigiert, um eine r1234-Koordinate und Err12 aus r12 und r34 zu finden. Es wird angenommen, dass Xjr1, Yjr1 und Zjr1 Vor-Vorrichtungsmessungen für Referenzpunkt 1 oder Gitterpunkt 1 sind. Es wird angenommen, dass Xdr1, Ydr1 und Zdr1 Antriebswerte in Kontakt mit Referenzpunkt 1 oder Gitterpunkt 1 sind. Es wird angenommen, dass Xjr2, Yjr2 und Zjr2 Vor-Vorrichtungsmessungen für Referenzpunkt 2 oder Gitterpunkt 2 sind. Es wird angenommen, dass Xdr2, Ydr2 und Zdr2 Antriebswerte in Kontakt mit Referenzpunkt 2 oder Gitterpunkt 2 sind. Es wird angenommen, dass Xjr3, Yjr3 und Zjr3 Vor-Vorrichtungsmessungen für Referenzpunkt 3 oder Gitterpunkt 3 sind. Es wird angenommen, dass Xdr3, Ydr3 und Zdr3 Antriebswerte in Kontakt mit Referenzpunkt 3 oder Gitterpunkt 3 sind. Es wird angenommen, dass Xjr4, Yjr4 und Zjr4 Vor-Vorrichtungsmessungen für Referenzpunkt 4 oder Gitterpunkt 4 sind. Es wird angenommen, dass Xdr4, Ydr4 und Zdr4 Antriebswerte in Kontakt mit Referenzpunkt 4 oder Gitterpunkt 4 sind. Es wird angenommen, dass Xt, Yt und Zt Sollpositionen sind. Es wird angenommen, dass Xd, Yd und Zd Antriebswerte entsprechend den Sollpositionen sind.
Die zwei Punkte werden in der X-Achsenrichtung korrigiert, um eine r12-Koordinate und Err aus r1 und r2 zu finden. Es wird angenommen, dass Err12 ein abgeschätzter Fehler an den r12-Punkt ist (Gleichung 17) die nachfolgend in der Standard- und dreidimensionalen Formen dargestellt ist.
Es wird angenommen, dass t12 ein abgeschätzter wahrer Wert an den r12-Punkt ist (Gleichung 18).
Es wird angenommen, dass d12 eine abgeschätzte Antriebsgröße an dem r12-Punkt ist (Gleichung 19).
Die zwei Punkte werden in der X-Achsen-Richtung korrigiert, um eine r34-Koordinate und Err aus r3 und r4 zu finden (Gleichung 20). Es wird angenommen, dass Err34 ein abgeschätzter Fehler an dem r34-Punkt ist.
Es wird angenommen, dass t34 ein abgeschätzter wahrer Wert an dem r34-Punkt ist (Gleichung 21).
Es wird angenommen, dass d34 eine abgeschätzte Antriebsgröße an dem r34-Punkt ist (Gleichung 22).
Die zwei Punkte werden in der X-Achsen-Richtung korrigiert, um eine r1234-Koordinate und Err aus r12 und r34 zu finden. Die Soll-Position wird in den Antriebswert wie folgt umgewandelt (Gleichung 23).
Der Antriebswert wird in die wahre Position umgewandelt.
Nachfolgend wird die Fahrkorrektur für acht Referenzpunkte beschrieben. Die Fahrkorrektur für acht Referenzpunkte ist eine Erweiterung der Korrektur für vier Referenzpunkte, die vorstehend beschrieben wurde. Die X-, Y- und Z-Punkte werden durch das Verfahren zum Abschätzen von Err und Koordinatenachsen für Punkte spezifiziert, die intern in der Reihenfolge der X-, Y- und Z-Achsen unterteilt wurden, auf der Grundlage der gleichen Methode. Gleichungen werden für das Umwandeln von Sollpositionen für die X-, Y- und Z-Punkte zu Antriebswerten erzeugt und es liegt eine Gleichung zum Umwandeln der Antriebswerte in Sollpositionen vor, wie es in 31 gezeigt ist.
Wie es in 32 gezeigt ist, verwendet ein Kalibrierungssystem ein Korrektur PG zum Umwandeln des wahren Wertes zum Antriebswert und für dieses einen Robotertreiber einen Antriebsbefehl unmittelbar vor der Ausgabe eines Bewegungsbefehls zum Robotertreiber durch eine Roboterinstanz zu. Wenn ein Antriebswert von dem Robotertreiber aufgenommen wird, wandelt das System den Antriebswert zum wahren Wert um und verwendet dann den Wert für eine spätere Berechnung, wie es in 33 gezeigt ist. Intern wandelt das gewichtsbasierte Kalibrierungssystem einen wahren Wert zu einem Antriebswert und einen Antriebswert zu einem wahren Wert um, wie es in 34 und 35 gezeigt ist. Der Bereichsbestimmungsprozess bestimmt, ob eine Koordinate im Kalibrierungsbereich in 36 eingeschlossen ist oder nicht.
In 36 ist der Kalibrierungsbereich auf Gitterpunkte der Vorrichtung begrenzt, wodurch es unmöglich wird, nahe dem Äußeren der Gitterpunkte zu korrigieren. Ein tatsächlicher Kalibrierungsbereich bedeckt einen spezifizierten Bereich nahezu bis zu 25 mm außerhalb eines äußersten Gitterpunktes, wie es in 37 gezeigt ist. Ein diskontinuierlicher Punkt tritt an einer Grenze zwischen dem Kalibrierungsbereich und einem Nichtkalibrierungsbereich auf, erzeugt jedoch kein Problem, da der Kalibrierungsbereich alle Punkte zum Montieren oder Demontieren von Werkstücken und den Referenzstab zum Referenzieren der Punkte zum Montieren oder Demontieren der Werkstücke einschließt.
Nachfolgend wird die Korrektur der Einrichtungs- und Vorrichtungspositionen beschrieben.
Mehrformwerkstücke können transportiert werden, wenn die Werkstückgreifeinrichtung 10 mit der Hand 16a oder 16b versehen ist, die in der Lage ist, einen einzelnen Punkt zu halten, und diese die Hand in ein Loch des Werkstücks 200 zum Halten des Werkstücks 200 einführt. Der Transport der Mehrformwerkstücke erfordert einen Roboterlehrvorgang um eine Position zum Greifen des Werkstücks. Der Roboterlehrvorgang bedeut die Verwendung eines Roboterbedienfeldes zum physikalischen Bewegen eines Roboters als die Werkstückgreifvorrichtung 10, wobei die Spitze der Hand 16a oder 16b zum Loch als einen Halteabschnitt des Werkstücks 200 bewegt wird und die entsprechenden Koordinate gespeichert wird.
Im Allgemeinen müssen neue Produkte und auslaufende Produkte auf eine Produktionslinie, wo zahlreiche Produkte laufen, immer ausgetauscht werden. Das Folgende kann auftreten, wenn der Versuch gemacht wird, den Roboterlehrvorgang für das automatische Montieren oder Demontieren neuer Produkte und einer solchen Produktionsumgebung ausgeführt wird.
Da die Produktionslinie nicht nur Artikel produziert, die dem neuen Produkt zugeordnet sind, sondern ebenfalls Artikel, die mit den laufenden Produkten in Zusammenhang stehen, ist es schwierig, die Linie zum Zweck des Lehrvorgangs zu stoppen, das heißt den Roboter mit Informationen zu aktualisieren, die mit den neuen Produkten in Zusammenhang stehen. Außerdem verringert das Stoppen der Produktionslinie die Auslastung der Linie, wodurch die Produktionseffizienz verringert wird.
Der Offline-Lehrvorgang sieht eine Einrichtung vor, die sich dem Anhalten aufgrund eines Lehrvorgangs widmet. Wie es in 38 gezeigt ist, führt der Offline-Lehrvorgang der Steuereinrichtung DO, JO und H als numerische Werte zu und führt diese die Berechtigung von D = JO + H – DO aus, um eine Antriebsgröße D zum Einführen der Spitze der Hand 16a oder 16b in das Loch zu finden.
Wenn der Versuch unternommen wird, tatsächlich das vorstehend beschriebene Verfahren zu verwenden, ist jedoch nur möglich, zahlreiche Millimeter an Messgenauigkeit zwischen der Referenzlinie auf dem Boden und dem Schienenende oder dem Ende der Vorrichtung 50 beispielsweise abzusichern. Es ist schwierig, das vorstehend beschriebene Verfahren anzuwenden, während die Genauigkeit von nahezu +/–0,1 mm abgesichert wird, die erforderlich ist, um die Hand 16a oder 16b in das Loch des Werkstücks 200 einzuführen.
Die Einrichtungs- und Vorrichtungspositions-Kalibrierung von Kontakttyp ist ein Verfahren zum Vorsehen des Offline-Lehrvorgangs in der vorstehend beschriebenen Umgebung. Die Hände 16a und 16b werden von einer Position nahezu an der Kante der Vorrichtung 30 automatisch fein eingestellt, die Antriebsgröße DC wird gespeichert, wenn die Hände 16a und 16b die Vorrichtung 5 berühren und dann werden die Hände 16a und 16b zu H + r bewegt, wobei r der Radius der Hände 16a und 16b ist, um die Hände 16a und 16b im Zentrum des Loches zu positionieren.
Während das ein Feineinstellungsverfahren in dem eindimensionalen Raum relativ einfach ist, sind die Bearbeitungseinrichtung und die Vorrichtung in einem dreidimensionalen Raum angeordnet. Die Positionen und Winkel der Bearbeitungseinrichtung und der Vorrichtung müssen unter Berücksichtigung der Horizontalausrichtung der Bearbeitungseinrichtung und der Vorrichtung oder einer Neigung von dieser gegenüber der XY-Ebene für die Installation und gegenüber einer einachsigen Schiene kalibriert werden.
39 zeigt ein Beispiel einer verfügbaren Konstruktion. Das Ausführungsbeispiel erfasst automatisch eine Vorrichtungsposition. Wie es in 39 gezeigt ist, berühren die Hände 16a und 16b die Vorrichtung zur Leitfähigkeitsprüfung zum Erfassen einer Position.
Die Hände 16a und 16b haben isolierte Spitzen, an die 5 Volt nur zur Bestätigung des Kontaktes angelegt werden. Wenn kein Test ausgeführt wird, kann die Spitze statische Elektrizität aufgrund des Kontaktes mit dem Werkstück 200 akkumulieren. Ein Kurzschlussschalter verbindet die Spitzen der Hände 16a und 16b mit dem Stützabschnitt 11, wenn keine Kontaktuntersuchung ausgeführt wird. Wenn ein Kontakttest ausgeführt wird, wird ein Testschalter geschlossen und wird der Kurzschlussschalter geöffnet. Wenn kein Kontakttest ausgeführt wird, wird der Testschalter geöffnet und der Kurzschlussschalter geschlossen.
Wie es in 40 gezeigt ist, können die Hände 16a und 16b an ihren Wurzeln isoliert sein. Die Isolierung verbindet einen Flanschabschnitt 16a2 und den anschließenden Abschnitt über Isolierkörper 16a1 und 16b1. Eine Isolierplatte 16a3 kann als ein Isolierelement verwendet werden. Die Isolierplatte 16a3 kann ebenfalls für die Höheneinstellung verwendet werden. Der Isolierabschnitt und der anschließende Abschnitt der Werkstückgreifeinrichtung 10 kann auf +5 V eingestellt sein oder kann über 1 mΩ geerdet sein. Es sollte beachtet werden, dass eine Verdrahtung verhindert wird, bei der die Hände 16a und 16b für das Erden verwendet werden.
Die Einrichtung und die Vorrichtung sind positioniert, wie es in den 42 bis 46 gezeigt ist, so dass das Werkzeug den Referenzstab für die Erfassung kontaktiert. Die Einrichtung kann mit einer Genauigkeit von ungefähr +/–10 mn installiert sein. Die Vorrichtung kann mit einer Genauigkeit von ungefähr +/–3 mn installiert sein.
47 zeigt ein Beispiel der Vorrichtungskoordinatenkalibrierung bei Betrachtung von einem Beobachtungspunkt des Koordinatensystems. Ein Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystem JD wird durch 4×4-Homogenkoordinaten von ^MJD bei Betrachtung von einem Einrichtungskoordinatensystem M dargestellt.
Das Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystem JD bedeutet Daten, die Vorrichtungsposition und Winkel auf der Zeichnung anzeigen, wobei eine Entsprechung zum Vorrichtungskoordinatensystem vorliegt, wenn eine Betrachtung von dem Einrichtungskoordinatensystem auf einer Einrichtungszeichnung und einer Vorrichtungszeichnung vorgenommen wird. Wenn eine Betrachtung vom Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystem JD vorgenommen wird, ist ein Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM durch 4×4 Homogenkoordinaten ^JDJM dargestellt. Das Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM bedeutete Daten, die die Position und den Winkel der momentan installierten Vorrichtung bei Betrachtung von dem Vorrichtungskoordinatensystem auf der Zeichnung anzeigen. Die Daten werden von L1, L2 und L3 entsprechend tatsächlich gemessenen Referenzstabpositionen für die Vorrichtung im Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystem JD abgeleitet.
Eine Koordinatenumwandlungsgleichung ^MJM = ^MJD^JDJM wird verwendet, um 4×4-Homogenekoordinaten ^MJM in einem momentanen Vorrichtungsrelationskoordinatensystem JM bei Betrachtung von dem Einrichtungskoordinatensystem M zu finden. Eine Kontaktuntersuchung wird als erstes ausgeführt, um XYZ Werte zu erlangen, die dann verwendet werden, um ein 4×4 homogenes Koordinatensystem für einen Fehler zu erlangen. Das 4×4-Homogenkoordinatensystem für den Fehler wird in ein 4×4-Homogenkoordinatensystem für tatsächliche Positionen der Einrichtung als ^WM und die Einrichtung als ^MJ umgewandelt.
Es folgt eine detailliertere Beschreibung. Die Kontaktuntersuchung erfordert eine Prozedur des Auffindens eines Punktes zum Starten der Überprüfung, des Auffindens eines Punktes zum Stoppen der Überprüfung, des Betriebes der Werkstückgreifeinrichtung 10 zum Ausführen der Kontaktuntersuchung und des Erlangens eines Kontaktkoordinatenwertes.
Mit Ausnahme der tatsächlichen Antriebsvorgänge wird nachfolgend beschrieben, wie eine Kontaktuntersuchungsstartkoordinate und eine Kontaktuntersuchungstoppkoordinate gefunden wird. Die Kontaktuntersuchungstoppkoordinate wird wie folgt verwendet. Die Einrichtung oder die Vorrichtung können an ziemlich unterschiedlichen Positionen angeordnet werden, wenn die Kontaktuntersuchung ausgeführt wird. Die Kontaktuntersuchungstoppkoordinate beendet abnorm die Kontaktuntersuchung, wenn nach der Überprüfung bis zur Kontaktuntersuchungstoppkoordinate kein Kontakt erfasst wird.
Wenn die Hände 16a und 16b den Referenzstab zum Messen der Positionen berühren, müssen die Hände 16a und 16b den Referenzstab an spezifischen Positionen des Referenzstabes berühren, während Hindernisse an der Einrichtung vermieden werden. Kontaktpositionen der Hände 16a und 16b sind sowohl für die Einrichtung als auch die Vorrichtung definiert, wie es in 48 gezeigt ist. In der Maßzeichnung beispielsweise bedeutet PO einen Ebenenursprung nahe dem Ursprung zum Auffinden einer Ebene. Zur Vornahme des Kontaktes bewegen sich die Spitzen der Hände 16a und 16b in negativer Richtung entlang der Z-Achse in 48.
49 definiert Koordinatensymbole entsprechend parallelen XYZ-Bewegungen und Winkeln, die zu korrigieren sind. Eine schraffierte Zelle zeigt eine Messposition an, die durch einen Nutzer zu spezifizieren ist. Eine Mes-Zelle zeigt eine Messung der Achse an, um die Kontaktuntersuchung entlang der Achse durchzuführen. Ein Kontaktwert vor der Korrektur bezeichnet einen Rohkoordinatenwert, wenn das Werkzeug kontaktiert wird. Einen Kontaktwert nach der Korrektur ergibt sich aus dem kontaktierten Rohkoordinatenwert durch das Korrigieren eines Werkzeugradius (XY) und einer übermäßigen Größe (Z). Wenn XS, XL, YS und YL gemessen werden, wird nur XS gemessen, wenn XS und XL gemessen werden; und nur XS wird gemessen, wenn YS und YL gemessen werden. Die 50a und 50b sind erläuternde grafische Darstellungen von X_XS, Mes, Z_XS, YsttXS und YstpXS unter Verwendung der XS-Korrektur als ein Beispiel.
Die Außenseite des Werkzeugs wird tatsächlich kontaktiert, während das Werkzeugkoordinatensystem um das Werkzeugzentrum definiert ist. Die Differenz muss korrigiert werden, um Positionen zum Starten und Stoppen der Kontaktuntersuchung zu bestimmen.
Nachfolgend werden die Abmessungsdifferenzen zwischen dem Werkzeugkoordinatensystem um den Werkzeugmittelpunkt und der tatsächlich berührten Werkzeugaußenseite aufgeführt. HIR bezeichnet den Werkzeugradius an dem Kontaktabschnitt während der Horizontalfeineinstellung, wenn eine Kontaktposition kalibriert wird. HIH bezeichnet die Z-Koordinate des Werkzeugs an dem Kontaktabschnitt während der horizontalen Feineinstellung, wenn eine Kontaktposition kalibriert wird. VIH bezeichnet die Z-Koordinate des Werkzeugs an dem Kontaktabschnitt während der vertikalen Feineinstellung, wenn eine Kontaktposition kalibriert wird. XYErrM/J weist tatsächlich XYErrM und XYErrj auf, die jeweils Fehler zwischen der deklarierten Position und der tatsächlichen Position der Einrichtung und der Vorrichtung in der X-Achsen-Richtung und der horizontalen Y-Achsen-Richtung anzeigen. ZErrM/J weist tatsächlich ZErrM und Zerr auf, die jeweils Fehler zwischen der deklarierten Position und der tatsächlichen Position der Einrichtung und der Vorrichtung in der vertikalen Z-Achse anzeigen. Die 51a bis 53b zeigen Nomenklaturen der Einrichtung, der Vorrichtung des Werkzeugs auf.
54 zeigt den Kontaktuntersuchungsstartpunkt, die Untersuchungsachse und die Untersuchungsrichtung und die Untersuchungslänge entsprechend einem derartig gekennzeichneten System an. Die Untersuchungslänge bedeutet einen Abstand zum Stoppen der Untersuchung, wenn kein Kontakt auftritt. Der Untersuchungsstartpunkt und der Untersuchungsstopppunkt hängen von positiven und negativen X_PX und Y_PY ab, da der Referenzstab an der positiven oder negativen Seite der zu untersuchenden Ebene angeordnet ist.
55A zeigt eine Beziehung zwischen dem Referenzstab für X_PY ≥ 0 und für das Koordinatensystem von 55B zeigt eine Beziehung zwischen dem Referenzstab für X_PY < 0 und dem Koordinatensystem entsprechend der YS-Messung als ein Beispiel. Wie es den 55A und 55B entnommen werden kann, schreitet die Untersuchung von der negativen Seite zur positiven Seite der X-Achse unter der Bedingung X_PY ≥ 0 fort. Die Untersuchung schreitet von der positiven Seite zur negativen Seite der X-Achse unter der Bedingung vom X_PY < 0 fort.
Im Unterschied zur XY-Achsen-Untersuchung erfordert das Starten oder Stoppen der Z-Achsen-Untersuchung keine Unterscheidung, da die Z-Achsen-Untersuchung von oben nach unten, genauer gesagt von der positiven Seite der Z-Achse für die Einrichtung oder die Vorrichtung zur negativen Seite von dieser fortschreitet. Das heißt, dass die Referenzebene zum Boden positioniert ist.
Die Koordinate der kontaktierten Vorrichtung befindet sich mit einem Versatz bzw. eine Versetzung von HIH, HIR oder VIH von den folgenden Werten. Es ist notwendig, dass das Werkzeugkoordinatensystem positioniert wird, indem der Versatzwert zum Kontaktwert addiert oder eine Subtraktion von diesen vorgenommen wird. Es wird angenommen, dass CPO, CPX, CPY, CXS, CXL, CYS und CYL Koordinatensystemwerte für die kontaktierte Vorrichtung sind. Die Gleichungen in 56 werden verwendet, um Kontaktkoordinaten MPO, MPX, MPY, MXS, MXL, MYS und MYL nach der Versatzkorrektur aufzufinden.
Die XYZ-Werte, die aus dem Kontakt erlangt werden, werden verwendet, um das 4×4-Homogenkoordinatensystem für Fehler zu erlangen. Nach der Korrektur der Koordinaten der Einrichtung und dem Installieren der Vorrichtung müssen die folgenden Umwandlungsmatrizen aus den erlangten XYZ-Werten, wie zum Beispiel MZPO, MZPX, MZPY, MYXS, MYXL, MXYS und MXYL aufgefunden werden. Eine ist die 4×4-Homogenkoordinatentransformationsmatriz ^MDMM für die Einrichtung in einem Gestaltungsmesskoordinatensystem MM bei Betrachtung von einem Einrichtungsdefinitionskoordinatensystem MD. Eine weitere ist die 4×4-Homogenkoordinatentransformationsmatriz ^JDJM für die Vorrichtung in einem Vorrichtungsmesskoordinatensystem MM betrachtet von einem Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystem MD. Das 4×4-Homogenkoordinatensystem wird wie folgt ausgedrückt (Gleichung 25).
In Gleichung 25 bedeuten Xx bis Oz das Folgende, wenn die 4×4-Homogenkoordinatentransformationsmatriz als grundlegendes Ziel für das Sollkoordinatensystem bei Betrachtung von dem grundlegenden Koordinatensystem gemäß Vorbeschreibung dargestellt wird. Xx bezeichnet ein Verhältnis der X-Einheits-Vektorkomponenten im grundlegenden Koordinatensystem, die in einem X-Einheits-Vektor des Sollkoordinatensystems enthalten sind. Xy bezeichnet ein Verhältnis der Y-Einheits-Vektorkomponenten im grundlegenden Koordinatensystem, die in einem X-Einheits-Vektor des Sollkoordinatensystems enthalten sind. Xz bezeichnet ein Verhältnis der Z-Einheits-Vektorkomponenten im grundlegenden Koordinatensystem, die im X-Einheits-Vektor des Zollkoordinatensystems enthalten sind. Yx bezeichnet ein Verhältnis der X-Einheits-Vektorkomponenten im grundlegenden Koordinatensystem, die in einem Y-Einheits-Vektor des Sollkoordinatensystems enthalten sind. Yy bezeichnet ein Verhältnis der Y-Einheits-Vektorkomponenten im grundlegenden Koordinatensystem, die in einem Y-Einheits-Vektor des Sollkoordinatensystems enthalten sind. Yz bezeichnet ein Verhältnis der Z-Einheits-Vektorkomponenten im grundlegenden Koordinatensystem, die in den Y-Einheits-Vektor des Sollkoordinatensystems enthaften sind. Zx bezeichnet ein Verhältnis der X-Einheits-Vektorkomponenten im grundlegenden Koordinatensystem, die in einem Z-Einheits-Vektor des Sollkoordinatensystems enthalten sind. Zy bezeichnet ein Verhältnis der Y-Einheits-Vektorkomponenten im grundlegenden Koordinatensystem, die in einem Z-Einheits-Vektor des Sollkoordinatensystems enthalten sind. Zz bezeichnet ein Verhältnis der Z-Einheits-Vektoren im grundlegenden Koordinatensystem, die in einem Z-Einheits-Vektor des Sollkoordinatensystems enthalten sind. Oz bezeichnet den Ursprung eines Sollkoordinatensystems entsprechend der X-Achse des grundlegenden Koordinatensystems. Oy bezeichnet den Ursprung des Sollkoordinatensystems entsprechend der Y-Achse des grundlegenden Koordinatensystems. Oz bezeichnet den Ursprung eines Sollkoordinatensystems entsprechend der Z-Achse des grundlegenden Koordinatensystems.
Beispielsweise bezeichnet das Auffinden der homogenen 4×4-Koordinatentransformationsmatriz ^JDJM für die Vorrichtung im Vorrichtungsmesskoordinatensystem MM bei Betrachtung von dem Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystem MD das Auffinden von zwölf Matrixelementen Xx bis Ox in der 4×4-Homogenkoordinatentransformationsmatrix ^JDJM. Zum Auffinden der zwölf Werte wird eine Winkelkomponente aufgefunden und wird dann eine Parallelbewegungskomponente aufgefunden, wie es in 57 gezeigt ist.
Die Winkelkomponente wird aus dem folgenden Grund als erstes aufgefunden. Da der Ursprung ein einzelner Punkt im Raum ist, kann die Nähe des Ursprungs gemessen werden, kann jedoch der Ursprung selbst durch Berührung nicht gemessen werden. Um den Ursprung zu finden, werden eine gerade Linie X als die X-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems von einer geraden Linie y der Y-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems von einem Messpunkt ausgefunden. Ein Schnittpunkt der zwei Geraden wird dann aufgefunden, um den Ursprung zu finden.
Nachfolgend wird beschrieben, wie ein Winkelvektor, der zu korrigieren ist, und der Ursprung aus einer Messung in jeweiligen Fällen aufgefunden werden. Ein tatsächlicher Messprozess verwendet eine Kombination von MZPO, MZPX, MZPY, MXYS, MXYL und MYXS oder eine Kombination von MZPO, MZPX, MZPY, MYXS, MYXL und MXYS. Der Messprozess wird für jede der Kombinationen beschrieben.
Nachfolgend wird die Messung von MZPO, MZPX, MZPY, MXYS, MXYL und MYXS beschrieben, die Messung von zwei Punkten auf der Y-Achse.
MZPO, MZPX, MZPY; MXYS, MXYL und MYXS entsprechen Messungen für die Positionen in 58. Dieses basiert auf MZPO, MZPX, MZPY, MXYS, MXYL und MYXS. Die 4×4-Homogenkoordinatentransformationsmatrix ^JDJM im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM bei Betrachtung von dem Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystem JD kann wie folgt aufgefunden werden (Gleichung 26).
MZPO, MZPX und MZPY werden verwendet, um eine Gleichung für die XY-Ebene in den Vorrichtungsmesskoordinatensystem MM zu finden, wie es in 59 gezeigt ist.
Bei der Gleichung für die XY-Ebene wird eine Zuweisung in Bezug auf (MXYS, Y_YS) und (MXYL, Y_YL) vorgenommen, um die Z-Koordinatenwerte für die Punkte zu berechnen, wie es in 60 gezeigt ist.
Die zwei aufgefundenen Punkte (MXYS, Y_YS, PZYS) und (MXYL, Y_YL, PZYL) verlaufen durch die Y-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM. XYZ-Komponenten einer geraden Linie, die durch die zwei Punkte verläuft wird, werden verwendet, um die Y-Achsenkomponenten (Yx, Yy, Yz) des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM in Gleichung 26 aufzufinden.
Der Gleichung für die XY-Ebene werden Werte von (X_XS, MYXS) zugewiesen, um den Z-Koordinatenwert zu berechnen, wie es in 61 gezeigt ist. Die aufgefundenen Punkte werden als (X_XS, MYXS, PZXS) angenommen.
Wenn eine Koordinate (Ox, Oy, Ox) als der Ursprung des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM bei Betrachtung des Vorrichtungsdefinitionskoordinatensystems JD angenommen wird, wird die Linie, die durch die zwei vorstehend aufgefundenen Punkte (Ox, Oy, Oz) und (X_XS, MYXS, PZXS) verläuft, die X-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM. Die folgenden Beziehungen (1) und (2) werden verwendet, um Ox, Oy, Oz zu finden. In Beziehung (1) verläuft die Y-Achse des Koordinatensystems JM senkrecht zur Linie, die (Ox, Oy, Oz) und (X_XS, MYXS, PZXS) verbindet, als die X-Achse des Koordinatensystems JM senkrecht. Ein inneres Produkt ist 0. In der Beziehung (2) befindet sich der Punkt (Ox, Oy, Oz) auf der dritten Y-Achse, die vorstehend aufgefunden wurde, und erfüllt dieser die Gleichung für die gerade Linie an der Y-Achse.
Die X-Achsen-Komponenten (Xx, Xy, Xz) im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM werden unter Verwendung der Ursprungskoordinate (Ox, Oy, Oz) und des Punktes (X_XS, MYXS, PZXS) auf der X-Achse, die vorstehend aufgefunden wurde, im fünften Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM gefunden.
Ein äußeres Produkt des Vektors wird aus den X-Achsen-Komponenten (Xx, Xy, Xz) in dem Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM und aus dem Y-Achsen-Komponenten (Yx, Yy, Yz) im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM aufgefunden, um Z-Achsen-Komponenten (Zx, Zy, Zz) im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM zu erlangen.
Drei Messpunkte werden verwendet, um eine Gleichung für eine Ebene zu finden. Die drei Punkte, die hier verwendet werden, sind Kombinationen von XYZ-Werten für die drei Punkte in 62. Jede Zeichenkette ist lang und wird geändert, wie es in 63 gezeigt ist. 50 wird zur Z-Achse aus Gründen der Bequemlichkeit addiert, um d = 0 zu verhindern, wenn eine Gleichung für eine Ebene aufgefunden wird. Wie es in 64 gezeigt ist, ist eine aufzufindende Ebene 50 mm höher als die Ursprungs-XY-Ebene in Z-Achsenrichtung.
Die vorstehend beschriebenen drei Punkte befinden sich auf einer Ebene und sehen drei Gleichungen, die nachstehend gezeigt sind, vor. Bei der Lösung der Gleichungen werden Werte a, b und c wie folgt und wie es in 64 gezeigt ist aufgefunden.
Die vorstehend beschriebenen drei Punkte werden der Gleichung für die Ebene ax + by + cz + d = 0 wie folgt zugewiesen (Gleichung 27). ax1 + by1 + cz1 + d = 0 ax2 + by2 + cz2 + d = 0 ax3 + by3 + cz3 + d = 0 (Gleichung 27)
Das folgende System für drei Gleichungen wird gelöst, um a, b und c zu finden (Gleichung 28).
Auf der Grundlage von d ≠ 0 können die Resultate wie folgt angewendet werden (Gleichung 29).
Die Gleichung für die Ebene kann wie folgt umgewandelt werden (Gleichung 30). a'X + b'Y + C'Z + 1 = 0 (Gleichung 30)
Wobei a', b' und c' wie folgt erweitert werden können (Gleichung 31).
Gleichung 31 kann wie folgt vereinfacht werden (Gleichung 32).
Es sollen nun Y-Achsenkomponenten Yx, Yy und Yz von Gleichung 25 aus der Gleichung für die Ebene aufgefunden werden. Die zwei Punkte verlaufen durch die Y-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM entsprechend der Gleichung für die Ebene. Die XYZ-Komponenten für die Gerade, die durch die zwei Punkte verläuft, werden verwendet, um eine nachstehende Y-Achsenkomponente aufzufinden.
Die Gleichung für die vorstehend aufgefundene Ebene wird in Gleichung 33 wie folgt umgewandelt.
Die Ebene wurde zuvor 50 mm nach oben verschoben aus Gründen der Bequemlichkeit aufgefunden. Eine Korrektur von 50 mm kann angewendet werden und eine Koordinate kann wie folgt aufgefunden werden (Gleichung 34).
Der Gleichung 34 werden XY-Koordinaten für die zwei Punkte in 65 zum Auffinden der Z-Koordinate zugewiesen.
Unter der Annahme, dass die Gleichung die Z-Koordinate als PZYS und PZYL auffindet, verläuft die Y-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM durch zwei Punkte (MXYS, Y_YS, PZYS) und (MXYL, Y_YL, PZYL).
Y-Achsen-Komponenten Yx, Yy und Yz des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM können wie folgt aufgefunden werden (Gleichung 35).
PZXS kann aus der Gleichung für die Ebene aufgefunden werden. In zur vorstehend beschriebenen Technik ähnlicher Weise werden X_XS und MYXS zugewiesen, um PZXS aufzufinden, was folgt (Gleichung 36). 66 zeigt Symbole für Werte, die aufgefunden und zugewiesen werden sollen.
Es wird angenommen, dass ein Ursprung, der Ox, Oy und Oz entspricht, gefunden werden kann. Beispielsweise kann eine Gleichung für eine gerade Linie wie in 67 gezeigt, dargestellt sein, wenn ein geradliniger Gradient und eine Koordinate eines Punktes auf der geraden Linie in zweidimensionalen Koordinaten bekannt sind. Das Gleiche gilt für das dreidimensionale Koordinatensystem. Ein gegebener Punkt auf der Y-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM das vorstehend aufgefunden wurde, kann dargestellt werden als X = MXYS + tYx, Y = Y_YS + tYy und Z = PZYS + tYz. Es wird angenommen, dass Ox, Oy und Oz verwendet werden, um eine Koordinate für den Schnittpunkt zwischen der X- und Y-Achsen im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM, wie es in 68 gezeigt ist, darzustellen. Da der Punkt (Ox, Oy und Oz) auf der Y-Achse sowie auf der X-Achse vorliegt, ist ein Wert für t vorhanden, der erfüllt Ox = MXYS + tYx, Oy = Y_YS + tYy und Oz = PZYS + tYz.
Die Komponenten Xx, Xy und Xz der X-Achse können wie folgt dargestellt werden (Gleichung 37).
Die X- und Y-Achsen des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM werden orthogonal gekreuzt, wodurch das Innenprodukt 0 und XxYx + XyYy + XzYz = 0 vorgesehen werden. Die Gleichung wird gelöst, um t wie folgt zu finden (Gleichung 38).
Das aufgefundene t wird Ox = MXYS + tYx, Oy = Y_YS + tYy und Oz = PZYS + tYz zugewiesen, um Ox, Oy und Oz aufzufinden.
Es sollen die X-Achsen-Komponenten Xx, Xy und Xz aufgefunden werden. Die vorstehend aufgefundenen Werte Ox, Oy und Oz werden der Gleichung 38 zugewiesen, um Xx, Xy und Xz aufzufinden.
Es sollen die Z-Achsen-Komponenten Zx, Zy und Zz aufgefunden werden. Wie es in 69 gezeigt ist, ist ein äußeres Produkt ab der Vektoren a und b zu einem Vektor äquivalent, der zu beiden Vektoren a und b senkrecht verläuft, in einer solchen Weise, dass eine Schraube im Uhrzeigersinn in der Richtung von a zu b gedreht wird. In 69 soll angenommen werden, dass der a-Vektor der X-Achsen-Einheitsvektor und der b-Vektor der Y-Achsen-Einheitsvektor im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM sind. Das äußere Produkt ab wird dann als ein Z-Achsen-Einheitsvektor im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM angenommen. Daher wird der Z-Achsen-Einheitsvektor (Zx, Zy und Zz) im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM als Zx = XyYz – XzYy, Zy = XzYx – XxYz und Zz = XxYy – XyYx aufgefunden, wobei der X-Achsen- Einheitsvektor (Xx, Xy und Xz) und der Y-Achsen-Einheitsvektor (Yx, Yy und Yz), die vorstehend aufgefunden wurden, verwendet werden.
Nachfolgend wird die Messung von MZPO, MZPX, MZPY, MYXS, MYXL und MXYS beschrieben, wobei die Messungen an zwei Punkten auf der X-Achse erfolgt.
MZPO, MZPX, MZPY, MYXS, MYXL und MXYS entsprechen Messungen für die Position in 70. Das Konzept für die Berechnung ist ähnlich dem von MZPO, MZPX, MZPY, MXYS, MXYL und MYXS und eine Beschreibung wird unterlassen.
Drei Messpunkte werden verwendet, um eine Gleichung für eine Ebene aufzufinden. Die drei hier verwendeten Punkte sind Kombinationen von XYZ-Werten für die drei Punkte in 71. Die Kombination ist die gleiche wie die für MZPO, MZPX, MZPY, MXYS, MXYL und MYXS beschriebene. Die gleiche Berechnung wird verwendet, um eine Gleichung für die Ebene a'x + b'y + c'z + d = 0 aufzufinden.
Die Werte für a', b' und c' sind wie folgt definiert (Gleichung 40).
Es sollen die X-Achsen-Komponenten Xx, Xy und Xz aus der Gleichung für die Ebene aufgefunden werden. Die zwei Punkte verlaufen durch die Y-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM entsprechend der Gleichung für die Ebene. Die XYZ-Komponenten der geraden Linie, die durch die zwei Punkte verläuft, werden verwendet, um eine X-Achsenkomponente von Gleichung 25 aufzufinden.
Die Gleichung für die Ebene, die vorstehend aufgefunden wurde, kann wie folgt umgewandelt werden (Gleichung 41).
Vorstehend wurde die Ebene zuvor mit einer Verschiebung von 50 mm aus Gründen der Bequemlichkeit aufgefunden. Die 50 mm können korrigiert werden, wobei die Koordinate wie folgt aufgefunden wird (Gleichung 42).
Der vorstehend beschriebenen Gleichung werden XY-Koordinaten für die zwei Punkte in 72 zugewiesen, um die Z-Koordinate aufzufinden. Es wird angenommen, dass die Gleichung Z-Koordinate mit PZXS und PZXL auffindet, wobei die Y-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM durch die zwei Punkte (X_XS, MYXS und PZXS) und (X_XL, MYXL and PZXL) verläuft.
Die Y-Achsen-Komponente Yx, Yy und Yz des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM können wie folgt aufgefunden werden (Gleichung 43).
PZYS kann aus der Gleichung für die Ebene aufgefunden werden. In einer ähnlichen Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Technik werden Y_YS und MXYS zugewiesen, um PZYS wie folgt zu finden (Gleichung 44). 73 zeigt Symbole für Werte, die zugewiesen und aufgefunden werden sollen.
Es soll ein Ursprung, der Ox, Oy und Oz entspricht, aufgefunden werden. Beispielsweise kann eine Gleichung für eine gerade Linie dargestellt sein, wie es in 74 gezeigt ist, wenn ein Gradient einer geraden Linie und eine Koordinate eines Punktes auf der geraden Linie in zweidimensionalen Koordinaten bekannt sind. Das Gleiche gilt für das dreidimensionale Koordinatensystem. Ein gegebener Punkt auf der X-Achse des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM, das vorstehend aufgefunden wurde, kann als X = X_XS + tXx, Y = MYXS + tXy, Z = PZXS + tXz dargestellt werden, wie es in 75 gezeigt ist.
Es wird angenommen, dass Ox, Oy und Oz eine Koordinate des Schnittpunktes zwischen den X- und Y-Achsen im Vorrichtungsmesskoordinatensystem JM darstellen, wie es in 76 gezeigt ist. Da der Punkt (Ox, Oy und Oz) auf der X-Achse sowie auf der Y-Achse vorliegt, gibt es einen Wert für den t, der Ox = X_XS + tXx, Oy = MYXS + tXy, Oz = PZXS + tXz erfüllt.
Die Komponenten Yx, Yy und Yz der Y-Achse können wie folgt dargestellt werden (Gleichung 45).
Die X- und Y-Achsen des Vorrichtungsmesskoordinatensystems JM sind rechtwinklig gekreuzt, wodurch ein inneres Produkt 0 und XxYx + XyYy + XzYz = 0 vorgesehen werden.
Die Gleichung wird gelöst, um t wie folgt aufzufinden (Gleichung 46).
Das t, das in Gleichung 46 aufgefunden wird, wird Ox = XforOY + tXx, Oy = MOy + tXy und Oz = Zoy + tXz zugewiesen, um Ox, Oy und Oz aufzufinden.
Die Y-Achsen-Komponenten Yx, Yy und Yz können wie folgt aufgefunden werden (Gleichung 47). Die Werte Ox, Oy und Oz, die vorstehend aufgefunden wurden, werden der Gleichung 47 zugewiesen, um Yx, Yy un Yz aufzufinden.
Die Z-Achsen-Komponenten Zx, Zy und Zz können auf der Grundlage eines äußeren Produktes der X- und Y-Vektoren aufgefunden werden. Die Z-Achsen-Einheitsvektorkomponenten (Zx, Zy und Zz) mit Zx = XyYz – XzYy, Zy = XzYx – XxYz und Zz = XxYy – XyYx können dann aufgefunden werden.
Der folgende Vorgang ist, an einer Grenze zwischen einem Transportbereich der Werkstückgreifeinrichtung 10a und einem Transportbereich der nächsten Werkstücktransporteinrichtung 10b während des Werkstücktransportes auf der Produktionslinie entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel notwendig. Die Werkstückgreifeinrichtung 10a ordnet das Werkstück 200 auf einer Vorrichtung an und die nächste Werkstückgreifeinrichtung 10b nimmt das Werkstück 200 von der Vorrichtung auf.
In 77 entspricht die Einrichtung 40c der Transportgrenze zwischen der Werkstückgreifeinrichtung 10a und der Werkstückgreifeinrichtung 10b. Die Werkstückgreifeinrichtung 10a ordnet ein Werkstück 200c auf der Einrichtung 40c an. Die Werkstückgreifeinrichtung 10b nimmt das Werkstück 200c von der Einrichtung 40c auf.
Sowohl die Werkstückgreifeinrichtung 10a als auch die Werkstückgreifeinrichtung 10b erfordern, dass die Einrichtung 40c und eine Vorrichtung 50c, die auf diese angeordnet ist, korrekt positioniert werden. Entsprechend einer einfachen Lösung kann jede der Werkstückgreifeinrichtungen 10a und 10b Positionen durch den Kontakt in Bezug auf die Einrichtung 40c kalibrieren.
Eine Aufbaustopseite erhöht sich, wenn die zwei Werkstückgreifeinrichtungen 10a und 10b jeweils Positionen in Bezug auf die gleiche Vorrichtung 50c kalibrieren. Um sich zwei Kalibrierungen zu widmen, kalibriert eine Werkstückgreifeinrichtung Positionen durch Kontakt und verwendet die andere Werkstückgreifeinrichtung ein Ergebnis der Kalibrierung.
Zum Prüfen des Problems der zwei oder mehr Kalibrierungen ist es notwendig zu verstehen, dass das Kalibrieren der Einrichtung- und Vorrichtungskontaktpositionen nicht nur ein Kalibrieren der Einrichtungs- und Vorrichtungspositionen sondern ebenfalls ein Kalibrieren unter Verwendung von Installationsgenauigkeiten der Schiene 30 und der Werkstückgreifeinrichtungen bedeutet. Als erstes wird die Schieneninstallationsgenauigkeit beschrieben, um eine Basis zum Verständnis des Kalibrierens der Einrichtung und der Vorrichtung zu haben und darüber, wie Messergebnisse aus den anderen Werkstückgreifeinrichtungen verwendet werden. In der folgenden Beschreibung oder in den folgenden Zeichnungen wird sich auf die Werkstückgreifeinrichtung ebenfalls als eine Werkstückgreifeinrichtung R oder B bezogen.
Es wird angenommen, dass die Schiene, die Werkstückgreifeinrichtungen R und B und der Referenzstab, die zu kalibrieren sind, in der Position in Bezug zueinander, wie es in 78 gezeigt ist, positioniert sind. Die Positionen des Referenzstabes werden gemessen, wie es in 79 gezeigt ist, wenn von den Werkstückgreifeinrichtungen R und B die Betrachtung ausgeführt wird. Beispielsweise gibt ein Koordinatenberechnungssystem einen Befehl zur Werkstückgreifeinrichtung R aus, um die Positionen zu kalibrieren, indem die folgenden Berechnungen ausgeführt werden.
^WT^TR^RE = ^WC, (^TR)^–1(^WT) – ^1WT^TR^RE = (^TR)^–1(^WT)^–1WC und ^RE = (^TR)^–1(^WT)^–1WC.
Die Werkstückgreifeinrichtung R nimmt an, dass der Referenzstab an X = 4 und Y = 7 bei Betrachtung von dem Werkstückgreifeinrichtungs-Koordinatensystem positioniert werden soll, und misst eine Abweichung des Referenzstabes von der berechneten Position entsprechend dem Einrichtungs- oder Vorrichtungs-Definitionskoordinatensystem.
Der Referenzstab kann wie geplant positioniert werden, wenn es möglich ist, eine Position der Schiene im Weltkoordinatensystem und eine Position der Werkstückgreifeinrichtung auf der Schiene mit einer Genauigkeit von 1/100 Millimeter genau zu messen. Es ist jedoch unmöglich, eine Position der Schiene im Weltkoordinatensystem und eine Position der Werkstückgreifeinrichtung auf der Schiene bis auf eine Genauigkeit von 1//100 Millimeter genau zu messen. Normalerweise werden Fehler bei einer Genauigkeit von einigen Millimetern zwischen Ist-Positionen und der Position der Schiene im Weltkoordinatensystem und der Position der Werkstückgreifeinrichtung auf der Schiene gemessen.
Es werden Fehler zwischen definierten Positionen und Ist-Positionen, wie zum Beispiel Y = –1 für die Schiene auf dem Weltkoordinatensystem, X = –1 für die Werkstückgreifeinrichtung R auf der Schiene und X = +1 für die Werkstückgreifeinrichtung B auf der Schiene angenommen. Die Koordinaten, die für die Schiene im Weltkoordinatensystem definiert sind, und die Werkstückgreifeinrichtung R und B auf der Schiene sind vollständig die Gleichen wie vorstehend. Die Werkstückgreifeinrichtung R und B starten jeweils die Koordinatenkalibierung unter der Annahme, dass der Referenzstab wie es in 80 gezeigt ist, angeordnet ist. Die Werkstückgreifeinrichtungen R und B sehen Messungen vor, die anzeigen, dass die Ist-Referenzstabposition von der geschätzten Referenzstabposition abweicht, wie es in 81 gezeigt ist. Die Werkstückgreifeinrichtung kann die Werkzeuge als die Hände 16a und 16b oberhalb des Referenzstabursprungs bewegen, wenn eine Bewegung soviel wie X = 5 und Y = 8 durch das Korrigieren vom X = 1 und Y = 1 von X = 4 und Y = 7 wie zuerst geschätzt ausgeführt wird.
Wie es in 82 gezeigt ist, konzentrieren sich alle Abweichungen auf die Einrichtungsposition, obwohl die Schiene im Weltkoordinatensystem oder die Werkstückgreifeinrichtung auf der Schiene eine Positionsabweichung bewirkt. Das System erkennt die zu positionierende Einrichtung, wie es in 82 gezeigt.
Somit kann die Kontaktpositionskorrektur nicht nur die Einrichtung- oder Vorrichtungspositionen korrigieren, sondern ebenfalls Positionen des Referenzstabes für jede Werkstückgreifeinrichtung einschließlich Fehlern zwischen definierten und Ist-Positionen der Vorrichtung und der Schiene im Weltkoordinatensystem und denen der Werkstückgreifeinrichtung auf der Schiene. Die Kontaktpositionskorrektur wird betrachtet, dass diese eine sehr leistungsstarke Funktion zum Korrigieren von Positionen vorsieht. Im Gegensatz dazu wird ebenfalls die Kontaktpositionskorrektur als nicht in der Lage dazu angesehen, eine Vorrichtungsposition, die durch eine andere Werkstückgreifeinrichtung im Weltkoordinatensystem korrigiert wurde, direkt zu verwenden.
Gemäß Vorbeschreibung kalibriert eine andere Werkstückgreifeinrichtung die Einrichtungspositionen einschließlich von Fehler zwischen definierten und Ist-Positionen der Einrichtung und der Schiene im Weltkoordinatensystem und denen der Werkstückgreifeinrichtung auf der Schiene. Die kalibrierte Einrichtungsposition kann nicht wie diese ist verwendet werden. Nachfolgend wird ein Verfahren zum Verwenden der Kalibrierinformationen, die durch eine andere Werkstückgreifeinrichtung vorgesehen werden, beschrieben.
Die Einrichtungskoordinatenkalibrierung wird ausgeführt, selbst wenn die Kalibrierung für Werkstückgreifeinrichtungen dupliziert wird. Unter der Betrachtung vom Einrichtungskoordinatensystem verwendet ein Vorrichtungskoordinatensystem MJ direkt Kalibrierinformationen, die von einer anderen Vorrichtung zugeführt werden. Es wird angenommen, dass die Einrichtungspositionskalibrierung immer der Vorrichtungspositionskalibrierung vorausgeht.
Das vorstehend beschriebene Verfahren wird aus dem folgenden Grund angewendet. Die Einrichtungskoordinationskalibrierung wird einmal ausgeführt, wenn die Energie eingeschaltet wird. Selbst wenn die Werkstückgreifeinrichtungen Koordinaten mehr als einmal kalibrieren, gestaltet die Einrichtungskoordinationskalibrierung die Auswirkungen auf einem Betriebzeitverlust weniger ernsthaft als die Vorrichtungspositionskalibrierung. Da die Einrichtungskoordinationskalibrierung der Vorrichtungspositionskalibrierung vorausgeht, werden die Einrichtungspositionen korrigiert, wenn diese von den Werkstückgreifeinrichtungen betrachtet werden. Die Kalibrierung hat bereits Fehler zwischen definierten und Ist-Positionen der Einrichtung und der Schiene im Weltkoordinatensystem und denen der Werkstückgreifeinrichtung auf der Schiene korrigiert. Der Referenzstab für die Vorrichtung wird dann im korrigierten Einrichtungskoordinatensystem gesucht. Das Vorrichtungskoordinatensystem MJ bei Betrachtung vom Einrichtungskoordinatensystem ist ohne Auswirkung von Fehlern zwischen definierten und Ist-Positionen der Einrichtung und der Schiene im Weltkoordinatensystem und denen der Werkstückgreifeinrichtung auf der Schiene.
Ein optisches Verfahren kann statt der kontaktbasierten Funktion des Messens und des Korrigierens von Einrichtungs- oder Vorrichtungspositionen gemäß Vorbeschreibung verwendet werden. Beispielsweise zeigt 84 die Verwendung einer zweidimensionalen Kamera und einer Laser-Abstands-Messeinrichtung. Eine Bilderkennungsmarkierung wird dem Referenzstab der Einrichtung oder der Vorrichtung wie es in 83 gezeigt ist gegeben. Eine zweidimensionale Kamera (nicht gezeigt) nimmt die Bilderkennungsmarkierung auf. Eine Laser-Abstands-Messeinrichtung C misst eine Höhe der Bilderkennungsmarkierung. Die Einrichtungs- oder Vorrichtungspositionen kann in der gleichen Weise wie die Kontaktpositionskorrektur unter Verwendung der Werkstückgreifeinrichtung erfasst werden.
Der vorstehend beschriebene Betrieb bewirkt einen Versatz zwischen der Hand 16a und der Mittelachse der Kamera und einen Versatz zwischen der Hand 16a und einem Laser-Höhen-Messinstrument C. Nachfolgend wird ein Beispiel für das automatische Messen der Versätze bzw. Versetzungen beschrieben. Eine Vorrichtung, wie diese in den 85 und 86 gezeigt ist, weist ein erstes Element 410 und ein zweites Element 420 auf. Das erste Element 410 ist auf einem Substrat 400 montiert und hat ein kleineres Ebenengebiet als das Substrat 400. Die Oberfläche des ersten Elementes 410 ist schwarz bemalt. Das zweite Element 420 ist auf dem ersten Element 410 montiert und hat eine kleinere Ebenenfläche als das erste Element 410. Die obere Fläche des zweiten Elementes 420 ist weiß bemalt.
Wie es in den 87 und 88 gezeigt ist, wird ein Vorgang ausgeführt, um eine Roboterantriebsgröße DC zum Einstellen einer Schwarz-/Weiß-Grenze der Vorrichtung zur Mittellinie der Kamera aufzufinden. Ein weiterer Vorgang wird ausgeführt, um eine Werkstückgreifeinrichtungs-Antriebsgröße DH aufzufinden, die gestattet, dass die Hand 16a eine Schwarz-/Weiß-Grenzwand der Vorrichtung berührt. Ein Versatz zwischen der Kamera D und der Hand 16a ist 0 = DH – DC – HR, wobei HR ein Radius der Hand 16a ist.
Nachfolgend wird ein Höhenversatz zwischen der Hand 16a und dem Laser-Höhen-Messinstrument C beschrieben. Wie es in den 89 und 90 gezeigt ist, wird eine Abstandsmesseinrichtung C zum Messen eines Abstandes LH verwendet. Die Hand 16a wird dann angesenkt, um die obere Fläche der Einrichtung zu berühren. Es wird eine abnehmende Antriebsgröße als DH angenommen. Wenn die Antriebsgröße 0 ist, wird ein Versatz zwischen dem Messinstrument und der Spitze der Hand 16a als 0 aufgefunden, indem DH von LH abgezogen wird.
Es kann nur die Kamera verwendet werden. Statt des Messen eines Abstandes unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Abstandsmesseinrichtung C wird ein Abstand auf der Grundlage einer Brennweite zum Fokussieren der Kamera, wie es in 91 gezeigt ist, gemessen. Außerdem ist eine Markierung in besonderer Weise in der Größe gestaltet. Ein Abstand wird auf der Grundlage eines Winkels der Markierung im Sehfeld aufgefunden. Wie es in 92 gezeigt ist, ist h = L/tanθ, wenn L bekannt ist.
Es kann vorteilhaft sein, einen Kontaktreferenzstab vom getrennten Typ zu verwenden, wie es in den 93A und 93B gezeigt ist. 93A zeigt das Kalibrieren der Y-Achse als erstes. 93B zeigt das Kalibrieren der X-Achse als erstes.
Wie es in den 94A und 94B gezeigt ist, ist der Kontaktreferenzstab vom getrennten Typ aufgrund der Zugänglichkeit zu einem offenen Abschnitt fe im Zentrum einfach zu verwenden. Wenn ein Kalibrieren der Y-Achse als erstes vorgenommen wird, kann nur ein PX für die Ebenenflächenpositionierung getrennt werden. Wenn ein Kalibrieren der X-Achse als erstes ausgeführt wird, kann nur ein PY für das Ebenenflächenpositionieren getrennt werden. PX, PY und der Referenzstab müssen lediglich zu einem anderen Referenzstab nur für die vertikale Genauigkeit unter Verwendung eines einfachen Verfahrens ausgerichtet werden, wie z. B. durch das Herstellen von zwei Referenzstäben mit der gleichen Dicke und dem Verbolzen von beiden mit einer oberen Platte der Einrichtung 40 oder der Vorrichtung 50.
Bei einer Produktionslinie für elektronische Leiterplatten fließt eine Platine während der Beginnprozesse. Nach dem Abschluss der Prozesse für die Platine wird die Platine in einem Gehäuse angeordnet. Die nachfolgenden Prozesse weisen das Drucken eines Namens auf das Gehäuse oder das Befestigen einer externen Halterung am Gehäuse auf. Es kann zu bevorzugen sein, das Gehäuse als ein Werkstück, das die Platine aufweist, zu transportieren.
Das Gehäuse kann mit einem Loch versehen sein, um die Hand zu verwenden, die in der Lage ist, einen einzigen Punkt zu halten. Eine Vakuumkontakthand kann verwendet werden, da das Gehäuse eine breite flache Fläche von Φ 30 oder mehr, das zum Vakuumkontakt in der Lage ist, haben kann.
Wenn ein Vakuumkontaktfleck als eine Hand für die Werkstückgreifeinrichtung 10 verwendet wird, ist beispielsweise ein Gummi 510 für die Spitze eines zylindrischen Elementes 520 vorgesehen, wie es in den 95 und 96 gezeigt ist. Ein Kontaktmessfühler 500 ist im Zentrum des Vakuumkontaktflecks vorgesehen. Eine Feder wird verwendet, um den Kontaktfühler 500 auszufahren und einzufahren. Dieses ermöglicht in ökonomischer Weise eine leitfähigkeitsbasierte Kontakterfassung für die Kontaktpositionskalibrierung.
Eine Werkstückgreifeinrichtung und eine Werkstücktransportvorrichtung verkürzen somit die Zeit, die eine Bearbeitungseinrichtung gestoppt werden muss. Ein Werkstück wird entlang einer Produktionslinie transportiert und in drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen bearbeitet. Eine Werkstückgreifeinrichtung greift das Werkstück, das zwischen den Bearbeitungseinrichtungen transportiert werden muss, und ordnet dieses an. Die Werkstückgreifeinrichtung weist einen Wechselmechanismus und zwei Hände auf, die in der Lage sind, das Werkstück zu greifen und anzuordnen. Der Wechselmechanismus wechselt die Hand durch das Rotieren der zwei Hände oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks. Der Rotationsmechanismus wechselt die Hände zum Greifen des Werkstücks von einer Bearbeitungseinrichtung und wechselt die Hände zum Anordnen des gegriffenen Werkstücks an einer Bearbeitungseinrichtung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-191278 A [0002, 0003, 0004]

Claims

Werkstückgreifeinrichtung (10), die in einer Produktionslinie (100) zum Transportieren eines Werkstücks (200) verwendet wird, wobei das Werkstück (200) unter Verwendung von drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen (40) bearbeitet wird, wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) das Werkstück (200) für den Transport des Werkstücks (200) zwischen einen der drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen (40) greift und anordnet, wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) aufweist: zwei Hände (16a, 16b), die in der Lage sind, das Werkstück (200) zu greifen und anzuordnen und ein Wechselmechanismus (15a) zum Rotieren der zwei Hände (16a, 16b) oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks (200) zum Wechseln einer Hand zum Greifen des Werkstücks (200) von der Bearbeitungseinrichtungen (40) und Wechseln einer Hand zum Anordnen des gegriffenen Werkstücks (200) auf der Bearbeitungseinrichtung (40).
Die Werkstückgreifeinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die zwei Hände (16a, 16b) mit einem spezifizierten Winkel für ein Grundelement (15) offen vorgesehen werden, das oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks (200) angeordnet ist, und wobei der Wechselmechanismus (15a) das Grundelement (15) rotiert, um die zwei Hände (16a, 16b) oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks (200) zu drehen.
Ein Verfahren zum Transportieren eines Werkstücks (200) in einer Produktionslinie (100), wobei das Werkstück (200) unter Verwendung von drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen (40) bearbeitet wird, wobei eine Werkstückgreifeinrichtung (10) zum Greifen und Anordnen des Werkstücks (200) zum Transportieren des Werkstücks (200) zwischen einen der drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen (40) verwendet wird, wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) zwei Hände (16a, 16b) hat, die in der Lage sind, das Werkstück (200) zu greifen und anzuordnen, und einen Wechselmechanismus (15a) zum Rotieren der zwei Hände (16a, 16b) oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks (200) zum Wechseln einer Hand zum Greifen des Werkstücks (200) von der Bearbeitungseinrichtung (40) und Wechseln einer Hand zum Anordnen des gegriffenen Werkstücks (200) auf der Bearbeitungseinrichtung (40), wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Prozess des Greifens des Werkstücks (200) von einer gegebenen der drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen (40) unter Verwendung einer ersten Hand der zwei Hände (16a, 16b), einem zweiten Prozess des Bewegens der Werkstückgreifeinrichtung (10) zu einer zweiten Bearbeitungseinrichtung (40) und zum Gestatten, dass der Wechselmechanismus (15a) die erste Hand, die das Werkstück (200) greift, zu einer zweiten Hand wechselt, einem dritten Prozess des Bewirkens, dass die zweite Hand das Werkstück (200) von der zweiten Bearbeitungseinrichtung (40) greift, einem vierten Prozess des Bewirkens, dass der Wechselmechanismus (15a) die zweite Hand zur ersten Hand nach dem dritten Prozess wechselt, einem fünften Prozess des Anordnens des Werkstücks (200), das durch die erste Hand gegriffen wird, auf der zweiten Bearbeitungseinrichtung (40) nach dem vierten Prozess, einem sechsten Prozess des Bewegens der Werkstückgreifeinrichtung (10) zu einer dritten Bearbeitungseinrichtung und Bewirkens, dass die erste Hand das Werkstück (200) von der dritten Bearbeitungseinrichtung (40) greift, nach dem fünften Prozess, einem siebenten Prozess des Bewirkens, dass der Wechselmechanismus (15a) eine Hand zum Anordnen des Werkstücks (200) zur zweiten Hand wechselt, nach dem sechsten Prozess, und einem achten Prozess des Anordnens des Werkstücks (200), das durch die zweite Hand gegriffen wird, an der dritten Bearbeitungseinrichtung (40), nach dem siebenten Prozess.
Eine Werkstückgreifeinrichtung (10) zum Transportieren eines Werkstücks (200), das unter Verwendung von drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen bearbeitet wird, wobei das durch die Werkstückgreifeinrichtung (10) transportierte Werkstück (200) das Werkstück (200) zwischen einen der drei oder mehr Bearbeitungseinrichtungen (40) greift und anordnet, wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) aufweist: eine erste Hand (16) und eine zweite Hand (16), die greifen und das Werkstück (200) in einer Vorrichtung (50) anordnen, einen Wechselmechanismus (15) zum Rotieren der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) oberhalb einer Linie entlang einer Transportrichtung des Werkstücks (200) zum Wechseln von einer der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) zum Greifen des Werkstücks (200) von der Bearbeitungseinrichtung (40) zu einer anderen Hand der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) zum Anordnen des gegriffenen Werkstücks (200) an der Bearbeitungseinrichtung (40) und ein Kalibrierungssystem, das einen Offline-Lehrvorgang der Werkstückgreifeinrichtung (10) vorsieht, wobei der Offline-Lehrvorgang eine oder mehrere Fehlerversetzungen korrigiert, die mit einer Position der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) im Zusammenhang steht/stehen.
Die Werkstückgreifeinrichtung (10) von Anspruch 4, wobei das Kalibriersystem ein Kontaktsystem aufweist, wobei der Offlinelehrvorgang der Werkstückgreifeinrichtung (10) das automatische Feineinstellen der ersten Hand (16) und des zweiten Hand (16) von einer Position nahezu an der Kante der Vorrichtung (50) aufweist, um eine Antriebsgröße DC, die gespeichert wird, wenn zumindest eine der ersten und zweiten Hand die Vorrichtung (50) berührt.
Die Werkstückgreifeinrichtung (10) von Anspruch 4, wobei das Kalibriersystem ein optisches System aufweist, wobei der Offline-Lehrvorgang der Werkstückgreifeinrichtung (10) das automatische Feineinstellen der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) von einer Position nahezu an der Kante der Vorrichtung (50) aufweist, um eine Antriebsgröße DC, die gespeichert wird, wenn zumindest eine der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) eine vorbestimmte optische Markierung erreicht.
Die Werkstückgreifeinrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei das optische System ein Lasersystem aufweist.
Die Werkstückgreifeinrichtung (10) von Anspruch 6, wobei das optische System ein Kamerasystem aufweist.
Eine Werkstücktransportvorrichtung zum automatischen Transportieren eines Werkstücks (200) auf einer Produktionslinie (100) mit einer Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) zum Bearbeiten des Werkstücks (200), wobei jede der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) mit einer Vorrichtung (50) versehen ist, wobei die Werkstücktransportvorrichtung; eine Werkstückgreifeinrichtung (10) aufweist, die entlang einer Schiene (30) bewegt wird und durch eine Steuereinrichtung gesteuert wird, wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) aufweist; einen Stützabschnitt (11), einen Y-Achsen-Einstellabschnitt (12) einen Z-Achsen-Einstellabschnitt (13), einen θ-Achsen-Einstellabschnitt (14), ein Grundelement (15), das eine erste Hand (16) und eine zweite Hand (16) lösbar stützt, wobei der Y-Achsen-Einstellabschnitt (12) eine Y-Achsen-Betätigungseinrichtung aufweist, die die erste Hand (16) und die zweite Hand (16) in Y-Achsen-Richtung einstellt, wobei der Z-Achsen-Einstellabschnitt (13) eine Z-Achsen-Betätigungseinrichtung aufweist, die die erste Hand (16) und die zweite Hand (16) in Z-Achsen-Richtung einstellt, der θ-Achsen-Einstellabschnitt (14) eine θ-Achsen-Betätigungseinrichtung aufweist, die die erste Hand (16) und die zweite Hand (16) in θ-Achsen-Richtung einstellt, wobei die erste Hand (16) und die zweite Hand (16) mit einem spezifizierten Winkel geöffnet sind, wobei das Grundelement (15) eine Rotationsmechanismus (15a) zum Schalten zwischen der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) aufweist, wobei der Rotationsmechanismus (15a) das Grundelement einen vorbestimmten Abstand oberhalb der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) in der Transportrichtung des Werkstücks (200) rotiert, wobei die erste Hand (16) und die zweite Hand (16), die den spezifizierten Winkel geöffnet sind, um die Rotationsachse zentriert sind.
Werkstücktransportvorrichtung nach Anspruch 9, wobei, wenn das Werkstück (200) ein Loch hat, eine der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) in das Loch eingeführt wird, um das Werkstück (200) unter Verwendung eines Innenrohres und eines Stabelementes zu halten.
Die Werkstücktransportvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Innenrohr einen Zylinderabschnitt, der sich in Axialrichtung des Loches erstreckt, und einen unterteilten Abschnitt, der am Ende des Zylinderabschnitts in mehrere Abschnitte unterteilt ist, aufweist.
Die Werkstücktransportvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Stabelement einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der kleiner als das Loch, und größer als eine Öffnung des Innenrohres ist, und wobei vor dem Einführen eines Teils des Innenrohres und des Stabelementes in das Loch der vorstehende Abschnitt außerhalb des Innenrohres angeordnet wird.
Die Werkstücktransportvorrichtung nach Anspruch 12, wobei, wenn ein Teil des Innenrohres und des Stabelementes in das Loch eingeführt wird, sich das Stabelement entgegengesetzt zur Einführungsrichtung bewegt, um den vorstehenden Abschnitt im Innenloch anzuordnen, um dem unterteilten Abschnitt zu verbreitern und das Werkstück (200) zu halten.
Die Werkstücktransportvorrichtung nach Anspruch 9, wobei eine der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) das Werkstück (200) hält und eine zweite der ersten und zweiten Hand (16) auf dem Werkstück aufsitzt.
Die Werkstücktransportvorrichtung nach Anspruch 9, wobei, während eine erste der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) ein erstes Werkstück (200) von einer ersten der Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen (40) greift, eine zweite der ersten und zweiten Hand (16) auf einem zweiten zuvor gegriffenen Werkstücks (200) an einer der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) aufsitzt.
Ein Verfahren zum Transportieren von Werkstücken (200) in einer Produktionslinie mit einer Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40), wobei die Produktionslinie eine Werkstückgreifeinrichtung (10) mit einer ersten Hand (16) und einer zweiten Hand (16) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Greifen eines ersten Werkstücks (200) von einer ersten der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) mit der ersten Hand (16), wobei die erste Hand (16) eine aktive Hand (16) ist, Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) zu einer zweiten der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) und Wechseln der aktiven Hand (16) von der ersten Hand (16) zur zweiten Hand (16), Greifen eines zweiten Werkstücks (200) von einer zweiten der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) mit der zweiten Hand (16) und Wechseln der aktiven Hand (16) von der zweiten Hand (16) zur ersten Hand (16) und Anordnen des ersten Werkstücks (200), das durch die erste Hand (16) gegriffen wird, auf der zweiten der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40), Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) zu einer dritten der Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen (40), Greifen eines dritten Werkstücks (200) von der dritten der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) mit der ersten Hand (16) und Wechseln der aktiven Hand (16) von der ersten Hand (16) zur zweiten Hand (16) und Anordnen des zweiten Werkstücks (200), das durch die zweite Hand (16) gegriffen wird, an der dritten der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) und Korrigieren der Genauigkeit von zumindest einem der Vorgänge Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) zur zweiten, Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) zur dritten, Greifen des ersten Werkstücks (200), Greifen des zweiten Werkstücks (200) und Greifen des dritten Werkstücks (200).
Das Verfahren zum Transportieren von Werkstücken (200) nach Anspruch 16, wobei, wenn das erste, das zweite und das dritte Werkstück (200) ein Loch aufweisen, das Verfahren aufweist: Einführen eines Abschnitts von einer der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) in das Loch zum Halten des ersten, des zweiten und des dritten Werkstücks (200).
Das Verfahren zum Transportieren von Werkstücken (200) nach Anspruch 16, wobei jede der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) eine Vorrichtung (50) aufweist, wobei das Korrigieren der Genauigkeit von dem zumindest einen Vorgang Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) zur zweiten und Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) zur dritten aufweist: das Bringen der Werkstückgreifeinrichtung (10) mit einem Referenzabschnitt einer Vorrichtung (50) in Berührung, die dieser zugeordnet ist, und das genaue Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) von einer ersten Position in Berührung mit der Referenzposition zu einer zweiten Position für das Greifen.
Das Verfahren zum Transportieren von Werkstücken (200) nach Anspruch 18, wobei eine Antriebsgröße verwendet wird, um die Werkstückgreifeinrichtung (10) zur ersten Position in Kontakt mit dem Referenzabschnitt zu bewegen, und wobei, wenn der zumindest eine Vorgang aufweist Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) zur zweiten und Bewegen der Werkstückgreifeinrichtung (10) zur dritten, das Korrigieren der Genauigkeit von dem zumindest einen Vorgang das Korrigieren einer ersten Abmessung durch das Messen und Kalibrieren der Genauigkeit des Bewegens auf der Grundlage einer vorherigen Messung der Genauigkeit der Bewegung von der ersten Position zur zweiten Position und das Vergleichen der Antriebsgröße mit der wahren Größe aufweist.
Das Verfahren zum Transportieren von Werkstücken (200) nach Anspruch 16, wobei wenn der zumindest eine Vorgang Greifen des ersten Werkstücks (200), Greifen des zweiten Werkstücks (200) und Greifen des dritten Werkstücks (200) aufweist, das Korrigieren der Genauigkeit unter Verwendung einer Kalibrierungsvorrichtung ausgeführt wird, um das Korrigieren in zumindest einer zweiten und dritten Dimension auszuführen, wobei die Kalibriervorrichtung eine oder mehrer Säulen mit zumindest einer Ecke, die zu einem spezifizierten Gitterpunkt angeordnet ist, aufweist.
Das Verfahren zum Transportieren von Werkstücken (200) nach Anspruch 20, wobei die Kalibriervorrichtung eine Vielzahl von spezifizierten Gitterpunkten aufweist, wobei die Vielzahl an Gitterpunkten an Nivellierpunkten mit einen Abstand von einem Boden der Vorrichtung (50) angeordnet ist, wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) einen wahren Koordinatenwert an jedem der X-, Y-. und Z-Antriebswerte liest, der mit dem Kontakt zwischen dem Kontaktwerkzeug an der Werkstückgreifeinrichtung (10) und jedem der spezifizierten Gitterpunkte im Zusammenhang steht, und Erzeugen eines Korrekturverzeichnisses zum Erlangen korrigierter X-, Y- und Z-Antriebswerte für die Werkstückgreifeinrichtung (10), wobei die korrigierten Antriebswerte wahren Koordinatenwerten entsprechen.
Eine Messvorrichtung zum Messen und Kalibrieren der Bewegung einer Werkstückgreifeinrichtung (10) in einer Werkstücktransportvorrichtung mit einer Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen, wobei jede der Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen (40) eine Bearbeitungsvorrichtung (50) hat, wobei die Messvorrichtung eine ebene Basis hat, wobei die Messvorrichtung in einer Position angeordnet wird, die einer von Bearbeitungseinrichtung (50) und Werkstück (200) entspricht, wobei die Bearbeitungseinrichtung aufweist: einen Einstellmechanismus zum Gestatten, dass die Messvorrichtung parallel und mit einer Schiene (30) nivelliert eingestellt wird, die der Werkstücktransportvorrichtung zugeordnet ist, und Korrekturelemente, die ein Referenzgitter bilden, wobei Referenzpunkte am Referenzgitter zum Messen und Korrigieren einer Antriebsposition der Werkstückgreifeinrichtung (10) vorgesehen sind, wenn ein Abschnitt der Werkstückgreifeinrichtung (10) die Korrekturelemente berührt.
Die Messvorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Korrekturelemente Korrekturstäbe aufweisen.
Die Messvorrichtung nach Anspruch 22, die ferner Dreischichtplatten aufweist, wobei die Korrekturelemente abgekantete bzw. abgeschrägte Löcher in den Dreischichtplatten aufweisen.
Die Messvorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Einstellmechanismus eine Messvorrichtungsmontagefläche aufweist, die eine X-Achsen-Rotationseinstellmessschraube, eine Y-Achsen-Rotationseinstellmessschraube und eine Z-Achsen-Rotationseinstellmessschraube hat, wobei die Z-Achsen-Rotationseinstellmessschraube bewegt wird, so dass die Y-Werte für die X-Achse, gemessen an der Schiene (30) auf die gleichen Werte am linken und rechten Ende der Vorrichtung (50) eingestellt werden, wobei die Y-Achsen-Rotationseinstellmessschraube bewegt wird, um mit der Messvorrichtung in der X-Achsen-Richtung ausgeglichen zu sein, und wobei die X-Achsen-Rotationseinstellmessschraube bewegt wird, um die Vorrichtung (50) in der Y-Achsenrichtung auszugleichen.
Ein Verfahren zum Korrigieren der Bewegung einer Werkstückgreifeinrichtung (10) zum Greifen eines Werkstücks (200) in einer Werkstücktransportvorrichtung, wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) entlang einer Schiene (30), die sich über eine Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) zum Bearbeiten des Werkstücks (200) erstreckt, transportiert wird, wobei ein Gewicht des Werkstücks (200) an einer Vielzahl von Gitterpunkten gemessen wird, wobei das Verfahren aufweist: Korrigieren eines Ablenkungspositionsfehlers aufgrund eines Gewichts des Werkstücks (200), wenn eine Kraft, die mit einer vollen Steifigkeit der Werkstückgreifeinrichtung (10) im Zusammenhang steht, überschritten wird, wobei der Ablenkungspositionsfehler durch das Probenehmen und Interpolieren des Gewichts, das an der Vielzahl an Gitterpunkten gemessen wird, korrigiert wird, und Korrigieren des Fahrpositionsfehlers der Werkstückgreifeinrichtung (10) entlang der Schiene (30), wobei der Fahrpositionsfehler in der Lage ist, in einer oder mehre der X-Achse, Y-Achse und einer Z-Achse aufzutreten, wenn die Werkstückgreifeinrichtung (10) einen bestimmten Abstand entlang der Schiene (10) fährt, wenn die Schiene (30) ungenau senkrecht und/oder ungenau gerade ist, wobei das Korrigieren des Fahrpositionsfehlers unter Verwendung der Anzahl von n Referenzpunkten ausgeführt wird.
Verfahren zum Korrigieren der Bewegung einer Werkstückgreifeinrichtung (10) nach Anspruch 26, wobei n gleich 4 ist.
Verfahren zum Korrigieren der Bewegung einer Werkstückgreifeinrichtung (10) nach Anspruch 26, wobei n gleich 8 ist.
Ein Verfahren zum Lehren der Bewegung einer Werkstückgreifeinrichtung (10) in einer Werkstücktransportvorrichtung, wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) entlang einer Schiene (30) transportiert wird, die sich über eine Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) zur Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken (200) erstreckt, wobei die Vielzahl an Werkstücken (200) entsprechend einem Greifbefehl gegriffen wird, wobei zumindest einige der Vielzahl von Werkstücken (200) in der Form von anderen der Vielzahl an Werkstücken (200) verschieden sind, wobei die unterschiedlich geformten einigen der Vielzahl an Werkstücken (200) einen unterschiedlichen Greifbefehl erfordern, wobei jede der Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen (40) eine Vorrichtung (50) aufweist, wobei eine Position von zumindest einer der Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen (40) und der Vorrichtung (50), die mit diesen im Zusammenhang stehen, in der Lage sind, korrigiert zu werden, wobei das Verfahren aufweist: Lehren der Werkstückgreifeinrichtung (10) in Bezug auf eine erste Position, die mit dem Greifbefehl im Zusammenhang steht, und einer zweiten Position, die mit dem unterschiedlichen Greifbefehl in Zusammenhang steht, Transportieren von einem der Vielzahl an Werkstücken (200) von einer der Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen (40) zu einer anderen der Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen (40), wobei die Werkstückgreifeinrichtung (10) mit einer ersten Hand (16) und einer zweiten Hand (16) versehen ist, wobei eine der ersten Hand (16) und der zweiten Hand (16) in der Lage ist, das eine der Vielzahl von unterschiedlich geformten Werkstücken (200) durch einen ersten spezifizierten Kontaktbereich an dem einen zu greifen, indem ein Abschnitt der Hand (16) in ein erstes Loch eingeführt wird, das mit dem ersten spezifizierten Kontaktbereich im Zusammenhang steht, entsprechend dem Greifbefehl, und Transportieren von einem der unterschiedlich geformten Vielzahl an Werkstücken (200) von der einen der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen (40) zur anderen der Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen (40), wobei eine andere der ersten Hand (16) und zweiten Hand (16) in der Lage ist, das eine der unterschiedlich geformten Vielzahl an unterschiedlich geformten Werkstücken (200) durch einen zweiten spezifizierten Kontaktbereich an dem einen zu greifen, indem der Abschnitt der Hand (16) in ein zweites Loch eingeführt wird, das mit dem ersten spezifizierten Kontaktbereich im Zusammenhang steht, entsprechend dem unterschiedlichen Greifbefehl.
Das Verfahren zum Lehren der Bewegung einer Werkstückgreifeinrichtung (10) nach Anspruch 29, wobei das Lehren der Werkstückgreifeinrichtung (10) aufweist: den Offline-Lehrvorgang mit numerischen Werten zum Auffinden einer Antriebsgröße für das Einführen des Abschnitts von der einen aus erster Hand (16) und zweiter Hand (16) in das erste Loch und das zweite Loch.
Das Verfahren zum Lehren der Bewegung einer Werkstückgreifeinrichtung (10) nach Anspruch 30, wobei der Offline-Lehrvorgang aufweist: automatisches Feineinstellen der einen aus erster Hand (16) und zweiter Hand (16) von einer Position nahezu an einer Kante der Vorrichtung (50), Speichern einer Antriebsgröße, wenn ein Kontakt zwischen der einen aus erster Hand (16) und zweiter Hand (16) und der Vorrichtung (50) erfasst wird, und Bewegen der einen aus erster Hand (16) und zweiter Hand (16), um die eine an einem Mittelpunkt von einem aus erstem Loch und zweitem Loch zu positionieren.