DE102018103680A1

DE102018103680A1 - Konfigurationsverfahren einer Roboterzelle

Info

Publication number: DE102018103680A1
Application number: DE102018103680.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Rehling
Original assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-08-22
Also published as: WO2019158402A3; WO2019158402A2

Abstract

Vorliegende Erfindung offenbart ein Konfigurationsverfahren für einen Arbeitsbereich mit einem Industrieroboter in Kombination mit einer Bearbeitungsvorrichtung. Zunächst wird eine Bearbeitungsvorrichtung in einer Ausgangskonfiguration bereitgestellt. Die Ausgangskonfiguration ergibt sich aus dem Bearbeitungsziel. Eine sich aus der Bearbeitung ergebende Reaktionskraft bzw. ein Reaktionsdrehmoment auf den angeschlossenen Industrieroboter wird durch ein gezieltes Rekonfigurieren der Bearbeitungsvorrichtung reduziert, sodass der Industrieroboter mit einer gegenüber der Ausgangstraglast verringerten Betriebstraglast in Kombination mit der rekonfigurierten Bearbeitungsvorrichtung einsetzbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Vorliegende Erfindung betrifft ein Konfigurationsverfahren für einen Arbeitsbereich mit einem Industrieroboter in Kombination mit einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere eine Fügevorrichtung oder ein Bearbeitungswerkzeug, sowie eine Roboterzelle umfassend eine Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere ein Fügegerät, in Kombination mit einem Industrieroboter.
Hintergrund der Erfindung
In der industriellen Fertigung werden vermehrt Industrieroboter eingesetzt. Diese Industrieroboter führen Bestückungsverfahren durch, bewegen Bearbeitungswerkzeuge in einer Roboterzelle und führen diese bestimmten Bearbeitungsstellen zu, führen selbstständig bzw. automatisiert Bestückungs- und Zusammenbauverfahren aus und bewegen zu bearbeitende Werkstücke zwischen unterschiedlichen Bearbeitungspositionen einer Fertigungsstrecke. Entsprechend dieser unterschiedlichen und vielseitigen Aufgaben der Industrieroboter ist deren Leistungsfähigkeit an die jeweilige Aufgabe angepasst. Das bedeutet, dass beispielsweise im Rahmen eines Zusammenbauverfahrens der Industrieroboter in der Lage sein muss, die miteinander zu verbindenden Teile bewegen zu können. Das gleiche gilt bei der Führung eines Bearbeitungswerkzeugs durch den Industrieroboter. In Abhängigkeit von diesen Anforderungsprofilen ist jeder Industrieroboter neben seinen Freiheitsgraden in seiner Bewegung, seiner Reichweite und seiner Schnelligkeit in seinen Bewegungen durch eine Traglast charakterisiert. Um einen Industrieroboter entsprechend seinem Anwendungsgebiet gezielt auswählen zu können, sind die Industrieroboter in Traglastklassen eingeteilt. Diese Traglastklassen repräsentieren einen Belastungsbereich, beispielsweise ein maximal bewegbares Gewicht einer Bearbeitungsvorrichtung, sodass der Anwender je nach Anforderungsprofil in seiner Roboterzelle, also dem Arbeitsbereich bestehend aus Industrieroboter und daran angeschlossener Vorrichtung, den Industrieroboter in der passenden Traglastklasse auswählen kann.
Es versteht sich, dass Industrieroboter mit einer steigenden Traglast aufwendiger und belastbarer konstruiert sind. Entsprechend fallen natürlich auch die Kosten für einen Industrieroboter einer höheren Traglastklasse im Vergleich zu einem Industrieroboter niedrigerer Traglastklasse höher aus.
Aus dieser Situation heraus stellt sich die Aufgabe, ein Konfigurationsverfahren für einen Arbeitsbereich mit einem Industrieroboter in Kombination mit einer Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, sodass trotz Erreichen des gesetzten Bearbeitungsziels innerhalb der Roboterzelle ein Einsatz eines Industrieroboters mit reduziertem Kostenaufwand ermöglicht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird durch ein Konfigurationsverfahren für einen Arbeitsbereich mit einem Industrieroboter in Kombination mit einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie durch eine Roboterzelle umfassend eine Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere ein Fügegerät, in Kombination mit einem Industrieroboter gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 6 sowie durch einen modularen Dämpfungsbausatz gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen vorliegender Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und den anhängenden Patentansprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Konfigurationsverfahren dient der Konfiguration eines Arbeitsbereichs mit einem Industrieroboter in Kombination mit einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere mit einer Fügevorrichtung oder einem Bearbeitungswerkzeug. Das Konfigurationsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen der Bearbeitungsvorrichtung in einer Ausgangskonfiguration entsprechend einem Bearbeitungsziel, wobei die Ausgangskonfiguration ein vorrichtungsabgestimmtes Grunddämpfungsmodul umfasst, um einen beschädigungsfreien Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung zu gewährleisten, sodass in einem Bearbeitungsbetrieb zum Erreichen des Bearbeitungsziels ein Bearbeitungsimpuls und/oder ein Bearbeitungsdrehimpuls auf ein Werkstück übertragbar ist, der eine Reaktionskraft und/oder ein Reaktionsdrehmoment auf den Industrieroboter auslöst, Bestimmen einer Ausgangstraglast des Industrieroboters, mit dem die Bearbeitungsvorrichtung im Bearbeitungsbetrieb bewegbar und betreibbar ist, Reduzieren der Reaktionskraft und/oder des Reaktionsdrehmoments, die/das durch die Bearbeitungsvorrichtung in der Ausgangskonfiguration am Industrieroboter erzeugt wird, durch ein Rekonfigurieren der Bearbeitungsvorrichtung, sodass ein Industrieroboter mit einer gegenüber der Ausgangstraglast verringerten Betriebstraglast in Kombination mit der rekonfigurierten Bearbeitungsvorrichtung einsetzbar ist, und Bereitstellen eines Industrieroboters mit der verringerten Betriebstraglast in Kombination mit der rekonfigurierten Bearbeitungsvorrichtung.
Das erfindungsgemäße Konfigurationsverfahren ist auf eine verbesserte Abstimmung von Industrieroboter und damit zu betreibender Bearbeitungsvorrichtung in einer Roboterzelle gerichtet. Generell beschreibt eine Roboterzelle einen Arbeitsbereich mit diesem Industrieroboter und einer daran angeschlossenen Bearbeitungsvorrichtung. Vorzugsweise wird eine Bearbeitungsvorrichtung durch eine Fügevorrichtung, vorzugsweise ein Setzgerät für Stanzniete oder Ähnliches, oder durch ein anderes mithilfe von Robotern führbares Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise zur Metall- oder Holzbearbeitung, gebildet. Während einer Bearbeitung eines Werkstücks oder allgemein eines durch die am Industrieroboter befestigte Bearbeitungsvorrichtung auszuführendes Bearbeitungsverfahren wird der Industrieroboter durch Reaktionskräfte und/oder Reaktionsdrehmomente belastet. Die Stärke der Reaktionskräfte und Reaktionsdrehmomente richtet sich nach den Bewegungen, bewegten Lasten, aufgebrachten Kräften durch die Bearbeitungsvorrichtung und die Belastung des Industrieroboters aufgrund der Art und Größe der Verarbeitungsvorrichtung. Insgesamt wird durch die vom Industrieroboter aufzubringende Reaktionskraft und/oder das Reaktionsdrehmoment charakterisiert, welche konstruktive Basis durch den Industrieroboter für ein verlässliches Arbeiten der Bearbeitungsvorrichtung zu garantieren ist. Die Klassifikation dieser konstruktiven Basis für die angeschlossene Bearbeitungsvorrichtung wird mithilfe von Werten für Traglasten des Industrieroboters beschrieben. Entsprechend werden die auf dem Markt erhältlichen Industrieroboter nach ihrer maximalen Traglast unterschieden oder in Traglastklassen eingeteilt. Entsprechend dem Anwendungsfall ist dann der passende Industrieroboter auswählbar.
Ziel des vorliegenden Konfigurationsverfahrens ist es, dass durch die Bearbeitungsvorrichtung zu realisierende Bearbeitungsverfahren derart umzugestalten, dass trotz Erreichen des gesteckten Bearbeitungsziels die mechanische Belastung des Industrieroboters aufgrund des ablaufenden Bearbeitungsverfahrens reduziert wird. Die Reduktion der mechanischen Belastung des Industrieroboters ist vorzugsweise in Abhängigkeit von der Traglast, vorzugsweise einer Traglastklassifikation einzusetzender Industrieroboter definiert. Eine derartige Reduktion der mechanischen Belastung des Industrieroboters erfolgt bevorzugt durch ein Dämpfungsverfahren für die eingesetzte Bearbeitungsvorrichtung und/oder durch eine gezielte Umgestaltung der verwendeten Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere der Konstruktion und/oder Funktionsweise der Bearbeitungsvorrichtung. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die Bearbeitungsvorrichtung in den meisten Fällen ein Grunddämpfungsmodul umfasst. Das Grunddämpfungsmodul sorgt dafür, dass die aufgrund des Betriebs der Bearbeitungsvorrichtung auftretenden mechanischen Belastungen der Bearbeitungsvorrichtung auf ein Niveau gedämpft werden, welche die Lebensdauer der Bearbeitungsvorrichtung unterstützt und Beschädigungen und/oder Verschleiß der Bearbeitungsvorrichtung reduziert. Das Grunddämpfungsmodul ist vorzugsweise zunächst nur auf die Bearbeitungsvorrichtung abgestimmt, ohne eventuell angeschlossene Industrieroboter zu berücksichtigen. Zusätzlich zum Grunddämpfungsmodul, die eine Integrität der Bearbeitungsvorrichtung unterstützt, erfolgt die Reduktion der mechanischen Belastung des Industrieroboters durch die Bearbeitungsvorrichtung. In diesem Zusammenhang wird eine weitere Belastungsreduktion oder Belastungsveränderung am Industrieroboter realisiert, um dadurch die Traglastanforderungen an den Industrieroboter senken zu können. Auf diese Weise wird im Rahmen des Konfigurationsverfahrens der auf den Industrieroboter übertragende Reaktionsimpuls und/oder das auf den Industrieroboter übertragene Reaktionsdrehmoment derart verändert, vorzugsweise reduziert, dass für das Erreichen des gleichen Bearbeitungsziels ein Industrieroboter mit einer niedrigeren Traglast im Vergleich zum Industrieroboter der Ausgangskonfiguration verwendet werden kann. Somit orientiert sich vorzugsweise der Einsatz eines Dämpfungssystems für eine Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere eine Fügevorrichtungen, an den konstruktiven Ausgestaltungsmöglichkeiten des Industrieroboters und der erreichbaren Traglastreduktion. Entsprechend ist vorzugsweise zunächst nicht ein möglicherweise durch die Bearbeitungsvorrichtung ausgelöster Lärmpegel für Einsatz und Konfiguration einer Dämpfungsvorrichtung entscheidend, sondern vielmehr eine Dimensionierung der Dämpfungsvorrichtung zur Reduktion der Traglastklasse des Industrieroboters.
Erfindungsgemäß bevorzugt umfasst das Konfigurationsverfahren die weiteren Schritte: vorzugsweise Bestimmen eines Bearbeitungsimpulses an einer linear arbeitenden Fügevorrichtung in der Ausgangskonfiguration, der durch eine Auswahl aus folgenden Parametern bestimmt ist: eine Masse der Fügevorrichtungen, eine Fügegeschwindigkeit eines Fügeelements und eine Masse des Fügeelements sowie Reduzieren der durch die Fügevorrichtung ausgelösten Reaktionskraft mit einer Auswahl aus folgenden Maßnahmen: ein Erhöhen der Masse der Fügevorrichtung, ein Reduzieren der Függeschwindigkeit des Fügeelements, ein Reduzieren der Masse des Fügeelements und ein Vorsehen einer Rückstoßdämpfung zwischen der Bearbeitungsvorrichtung und dem Industrieroboter mit Hilfe eines ersten Dämpfungsmoduls.
Im Fahrzeugbau werden bevorzugt linear arbeitende Fügevorrichtungen eingesetzt, die beispielsweise einen Halbhohlstanzniet oder einen Vollstanzniet in einen Stapel aus miteinander zu verbindende Bauteile setzen. Des Weiteren werden bolzenähnliche Fügeelemente mithilfe eines impulsartigen Fügeverfahrens in derartige Bauteile eingeschossen. Ein anderes Verfahren nutzt durch Rotation erzeugte Reibungswärme, um eine Schraube in das plastifizierte Material übereinander gestapelter Bauteile einzupressen. Daraus folgt, dass während des Bearbeitungsverfahrens der oben genannten beispielhaften Vorgänge ein Bearbeitungsimpuls auf ein Fügeelement aufgebracht wird, für welchen der Industrieroboter eine entsprechende Gegenkraft aufbringen muss. Der Industrieroboter stellt somit die konstruktive Basis für die Aufnahme des Reaktionsimpulses in Antwort auf den Bearbeitungsimpuls des ablaufenden Bearbeitungsverfahrens bereit. Da der durch die Bearbeitungsvorrichtung aufgebrachte Bearbeitungsimpuls nicht allein durch das ablaufende Bearbeitungsverfahren, sondern auch durch die physikalischen Eigenschaften der Bearbeitungsvorrichtung bestimmt ist, lässt sich dieser durch ausgewählte Parameter verändern. Diese Veränderung führt zu einer Reduktion der durch den Industrieroboter abzufangenden Reaktionskraft. Daher ist es im Rahmen des auszuführenden Bearbeitungsverfahrens bevorzugt, die Masse der Fügevorrichtung zu erhöhen, eine Fügegeschwindigkeit des Fügeelements zu reduzieren und/oder eine Masse des Fügeelements zu reduzieren. Eine weitere Maßnahme besteht darin, eine Rückstoßdämpfung zwischen Bearbeitungsvorrichtung und dem Industrieroboter anzuordnen, sodass eine reduzierte Reaktionskraft der Bearbeitungsvorrichtung auf den Industrieroboter übertragen wird. Die oben genannten Maßnahmen werden bevorzugt allein oder in Kombination eingesetzt. Zudem ist es bevorzugt, die genannte Rückstoßdämpfung an einem oder mehreren Segmenten des Industrieroboters vorzusehen. Auf diese Weise werden bevorzugt mechanische Belastungen des Industrieroboters auch entfernt von der Bearbeitungsvorrichtung sowie entfernt vom Verbindungsende des Industrieroboters zur Bearbeitungsvorrichtung gedämpft bzw. traglastreduzierend aufgenommen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung umfasst das Konfigurationsverfahren die weiteren Schritte: vorzugsweise Bestimmen eines Bearbeitungsdrehimpulses an einer drehend oder schwenkend arbeitenden Bearbeitungsvorrichtung in der Ausgangskonfiguration, welche durch eine Auswahl folgender Parameter bestimmt ist: ein Trägheitsmoment der Bearbeitungsvorrichtung, eine Rotationsgeschwindigkeit eines Fügeelements oder eines Fügewerkzeugs und ein Trägheitsmoment des Fügeelements sowie Reduzieren des Reaktionsdrehmoments der Bearbeitungsvorrichtung mit einer Auswahl aus folgenden Maßnahmen: ein Erhöhen des Trägheitsmoments der Bearbeitungsvorrichtung, ein Reduzieren der Rotationsgeschwindigkeit des Fügeelements, des Werkzeugs oder des Werkstücks, ein Reduzieren des Trägheitsmoments des Fügeelements und ein Vorsehen einer Reaktionsdrehmomentsdämpfung zwischen der Bearbeitungsvorrichtung und dem Industrieroboter mit Hilfe eines zweiten Dämpfungsmoduls.
Während oben bereits bezugnehmend auf linear arbeitende Bearbeitungsvorrichtungen, insbesondere Fügevorrichtungen, die Anwendung des erfindungsgemäß bevorzugten Konfigurationsverfahrens beschrieben worden ist, stellen die obigen Parameter und Maßnahmen einen Anwendungskatalog für Bearbeitungsvorrichtungen bereit, die aufgrund ihrer Konfiguration und/oder des realisierten Bearbeitungsverfahrens eine Drehimpulsbelastung des Industrieroboters hervorrufen. Eine derartige Bearbeitungsvorrichtung ist vorzugsweise eine Schraubvorrichtung, mit der weibliche Gewindeelemente oder Gewindebolzen in einer Konstruktion systematisch befestigt werden. Da diese Gewindeelemente mit einem definierten Anzugsdrehmoment belastet werden, muss entsprechend der Industrieroboter das Reaktionsdrehmoment für dieses Bearbeitungsverfahren aufnehmen. Somit bestimmt zunächst in einer Ausgangskonfiguration das festgelegte Anzugsdrehmoment die Traglast des einzusetzenden Industrieroboters, damit dieses Bearbeitungsverfahren tatsächlich realisierbar ist. Wird nun gezielt im Rahmen der Ausgangskonfiguration das Trägheitsmoment der Bearbeitungsvorrichtung erhöht, oder eine Drehgeschwindigkeit des Fügeelements oder des Werkzeugs oder des Werkstücks vermindert oder ein Trägheitsmoment des Fügeelements reduziert, dann verringert sich aufgrund dieser Maßnahmen das durch den Industrieroboter aufzunehmende Reaktionsdrehmoment. Entsprechend kann ebenfalls die Traglast des Industrieroboters vermindert werden. Gemäß einer weiteren Maßnahme ist es bevorzugt, eine Dämpfungsvorrichtung für das Reaktionsdrehmoment einzusetzen. Eine derartige Reaktionsdrehmomentsdämpfung wird bevorzugt an der Bearbeitungsvorrichtung oder zwischen der Bearbeitungsvorrichtung und dem Industrieroboter oder am Industrieroboter, vorzugsweise an dessen Funktionsende, angeordnet. Denn aufgrund dieser konstruktiven Anordnung erfolgt eine Übertragung des Reaktionsdrehmoments auf mögliche Zwischenelemente, die eine Reaktionsdrehmomentsdämpfungseinheit enthalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung umfasst das Konfigurationsverfahren den weiteren Schritt: Vorsehen einer Rückstoßdämpfung und/oder einer Reaktionsdrehmomentsdämpfung direkt an der Bearbeitungsvorrichtung, wobei vorzugsweise das erste und/oder das zweite Dämpfungsmodul in das Grunddämpfungsmodul integrierbar ist/sind und/oder am Funktionsende des Industrieroboters und/oder an bewegbaren Armsegmenten des Industrieroboters und Reduzieren einer Reaktionskraft und/oder eines Reaktionsdrehmoments mithilfe der mindestens einen eingesetzten Dämpfungseinheit. Die bevorzugten Dämpfungsmodule sind an mechanischen Belastungsstellen des Roboters und/oder der Bearbeitungsvorrichtung anordenbar. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, diese an der Roboterhand und/oder an der Bearbeitungsvorrichtung und/oder als Bindeglied zwischen beiden vorzusehen. Zudem ist es bevorzugt, das Grunddämpfungsmodul zu erweitern und das oder die weiteren Dämpfungsmodule dort zu integrieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Konfigurationsverfahrens erfolgt das Reduzieren der Reaktionskraft und/oder des Reaktionsdrehmoments in Abhängigkeit von einer Abstufung einer Traglastklassifikation des Industrieroboters, sodass die Traglastkonfiguration auf eine niedrigere Klasse mit einer reduzierten Traglast verschoben wird, um einen entsprechenden Industrieroboter einzusetzen.
Vorliegende Erfindung umfasst zudem eine Roboterzelle mit einer Bearbeitungsvorrichtung in einer Ausgangskonfiguration, wobei die Ausgangskonfiguration ein vorrichtungsabgestimmtes Grunddämpfungsmodul umfasst, um einen beschädigungsfreien Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung zu gewährleisten, insbesondere ein Fügegerät, in Kombination mit einem Industrieroboter. Die Roboterzelle weist die folgenden Merkmale auf: eine Leistungsreduktionsvorrichtung, die eine an einem Industrieroboter durch die Bearbeitungsvorrichtung in Ausgangskonfiguration erzeugte Reaktionskraft und/oder ein Reaktionsdrehmoment reduziert, sodass ein Industrieroboter mit einer gegenüber einer Ausgangstraglast verringerten Betriebstraglast in Kombination mit der Bearbeitungsvorrichtung einsetzbar ist, wobei das Reduzieren der Reaktionskraft und/oder des Reaktionsdrehmoments in Abhängigkeit von einer Abstufung einer Traglastklassifikation des Industrieroboters erfolgt, sodass die Traglastkonfiguration auf eine niedrigere Klasse mit einer reduzierten Traglast verschiebbar und ein entsprechender Industrieroboter einsetzbar ist.
Aus der bevorzugten Ausgestaltung des oben charakterisierten Konfigurationsverfahrens sowie aus der bevorzugten Ausgestaltung der Roboterzelle geht hervor, dass die Traglastklassifikation des Industrieroboters entscheidend ist, um eine Leistungsreduktionsvorrichtung, insbesondere eine Dämpfungsvorrichtung für eine Reaktionskraft oder eine Dämpfungsvorrichtung für ein Reaktionsdrehmoment, zu konfigurieren und einzusetzen. In diesem Zusammenhang ist demnach zunächst nicht der Einfluss auf die Umgebung durch das Bearbeitungsverfahren ausschlaggebend, um die Leistungsreduktionsvorrichtung und in diesem Zusammenhang die Bearbeitungsvorrichtung und das Bearbeitungsverfahren zu konfigurieren. Vielmehr ergibt das Erreichen einer niedrigeren Traglastkonfiguration des Industrieroboters im Vergleich zu einer Ausgangstraglast ohne Leistungsreduktionsvorrichtung die zunächst primär auszuführenden Konfigurationsschritte der konstruktiven Zusammensetzung der Roboterzelle vor. Sobald eine niedrigere Traglastkonfiguration des Industrieroboters für die Roboterzelle erzielt worden ist, ist es natürlich ebenfalls bevorzugt, weitere Umgestaltungsmaßnahmen in Bezug auf den Einfluss auf die Umgebung der Roboterzelle aufgrund des Bearbeitungsverfahrens und der Bearbeitungsvorrichtung vorzunehmen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Roboterzelle ist neben einem Grunddämpfungsmodul der Bearbeitungsvorrichtung in Ausgangskonfiguration eine erste Dämpfungsvorrichtung für die Reaktionskraft und/oder eine zweite Dämpfungsvorrichtung für das Reaktionsdrehmoment an der Bearbeitungsvorrichtung und/oder an einem Funktionsende des Industrieroboters angeordnet.
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt die erste Dämpfungsvorrichtung und/oder die zweite Dämpfungsvorrichtung in das Grunddämpfungsmodul zu integrieren.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem einen modularen Dämpfungsbausatz, mit dem in einer Kombination aus einem Industrieroboter und einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere eine Fügevorrichtung oder ein Bearbeitungswerkzeug, eine Reaktionskraft und/oder ein Reaktionsdrehmoment auf den Industrieroboter reduzierbar ist, wobei der Dämpfungsbausatz mindestens ein erstes Dämpfungsmodul und/oder mindestens ein Massenelement umfasst, die am Industrieroboter und/oder an der Bearbeitungsvorrichtung installierbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Dämpfungsbausatzes, dient dieser vorzugsweise der Anpassung einer vorhandenen Roboterzelle mit Industrieroboter und mindestens einer Bearbeitungsvorrichtung. Sollten sich in einer derartigen vorhandenen Roboterzelle die mechanischen Anforderungen an den Industrieroboter ändern, beispielsweise weil ein Fügewerkzeuge mit größeren mechanischen Belastungen benutzt wird, dann ist der Bausatz vorzugsweise in Kombination mit dem oben beschriebenen Verfahren dazu geeignet, die mechanischen Belastungen für den Industrieroboter gezielt zu reduzieren. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass trotz größerer mechanischer Anforderungen an den Industrieroboter aufgrund der stärkeren Anforderungen durch die Bearbeitungsvorrichtung der vorhandene Industrieroboter weiter genutzt werden kann. In gleicher Weise ist es denkbar, dass aufgrund einer veränderten Bearbeitungssituation die bereits in der Roboterzelle vorhandene Bearbeitungsvorrichtung mit einem Industrieroboter geringerer Traglast verglichen mit dem zuvor genutzten Industrieroboter betreibbar ist.
Dazu ist vorzugsweise mit dem ersten Dämpfungsmodul eine lineare Belastungen und/oder mit einem zweiten Dämpfungsmodul eine drehende Belastungen dämpfbar und/oder mit mindestens einem Massenmodul eine Masse und/oder ein Trägheitsmoment der Bearbeitungsvorrichtung und/oder des Industrieroboters veränderbar.
Figurenliste
Die bevorzugten Ausführungsform vorliegende Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Industrieroboters mit Fügevorrichtung, der ein Fügeelement mit Roboterkraft setzt,
2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Industrieroboters mit einer Fügevorrichtung und einer Rückstoßdämpfung,
3 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Industrieroboters mit einer Fügevorrichtung und einer Rückstoßdämpfung,
4 eine schematische Darstellung bevorzugter Komponenten einer Roboterzelle,
5 eine schematische Veranschaulichung der an einer Fügevorrichtung wirkenden Kräfte,
6 eine qualitative Darstellung einer Setzkraft einer Fügevorrichtung und einer daraus resultierenden Reaktionskraft unter Verwendung einer bevorzugten Ausgleichsmasse und einer bevorzugten Rückstoßdämpfung,
7 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Konfigurationsverfahrens.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die 1-3 zeigen verschiedene schematische Darstellungen von Roboterzellen, also einem Arbeitsbereich eines Industrieroboters R in Kombination mit einer Bearbeitungsvorrichtung 10. Ein Industrieroboter R ist ein universell einsetzbarer Bewegungsautomat mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge und Wegen bzw. Winkeln frei programmierbar und gegebenenfalls sensorgeführt sind. Erfindungsgemäß bevorzugt ist der Industrieroboter R mit der Bearbeitungsvorrichtung 10 ausgestattet, welche einen Greifer, ein Werkzeug oder ein anderes Fertigungsmittel umfassen kann.
Je nach Bearbeitungsaufgabe ist der Industrieroboter R unterschiedlich aufgebaut und konfiguriert. Derartige Industrieroboter R sind allgemein bekannt und werden in den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten eingesetzt. In Abhängigkeit von der Kinematik des Industrieroboters werden die Industrieroboter R in unterschiedliche Gruppen eingeteilt. Die Industrieroboter der Gruppe mit paralleler Kinematik umfassen Delta-Roboter mit drei gestellfest montierten Rotationsachsen sowie Hexapod-Roboter mit sechs Linearachsen. Des Weiteren gibt es die Industrieroboter R mit serieller Kinematik. Zu dieser Gruppe zählen Gelenkarmroboter mit 5- und 6-Achs-Robotern mit fünf bzw. sechs Rotationsachsen, 7-Achs-Roboter mit sieben Achsen, Dualarm-Roboter mit 15 Achsen sowie Scara-Roboter mit drei parallelen Rotationsachsen und einer Linearachse. Die obigen Beispiele dienen der Illustration zur Gruppe der bekannten Industrieroboter R, die im Rahmen vorliegender Erfindung variabel einsetzbar sind.
Unabhängig von der am Industrieroboter R befestigten Bearbeitungsvorrichtung werden die Industrieroboter R über die Kenngröße Traglast charakterisiert. Die Traglast beschreibt die Masse, die am Ende des Manipulators, also am Funktionsende des Industrieroboters, maximal befestigt werden kann. Bekannte Industrieroboter R, wie beispielsweise Gelenkarmroboter, zeichnen sich derzeit durch eine Traglast im Bereich von 2,5-1300 kg aus.
In den 1-4 umfasst der Industrieroboter R neben einem Befestigungsfuß 12 zwei über Drehachsen 14 miteinander verbundene beispielgebende Roboterarme 16. Zudem ist ein Funktionsende 18 vorgesehen, an dem die Bearbeitungsvorrichtung 10 angeordnet ist.
Die Bearbeitungsvorrichtung 10 ist vorzugsweise ein Setzgerät für Verbindungselemente 20. Zu den Verbindungselementen 20 zählen vorzugsweise Stanzniete, Setzbolzen, Gewindebolzen, Schweißhilfsfügeteile o. ä. Während die Konfiguration der Roboterzelle anhand eines Setzgeräts als beispielgebende Befestigungsvorrichtung 10 beschrieben wird, sind noch weitere Bearbeitungsvorrichtungen 10 einsetzbar. Der Begriff Bearbeitungsvorrichtung 10 umfasst alle bekannten Werkzeuge und Konstruktionen, mit denen Bauteile bearbeitet, bewegt, positioniert, fixiert oder allgemein manipuliert werden können.
Eine Manipulation von Bauteilen nach obiger Beschreibung beinhaltet das Aufbringen einer mechanischen Kraft und/oder eines Drehmoments durch die Bearbeitungsvorrichtung 10. Im Falle des bevorzugten Setzgeräts wird über einen Stempel 30 das Verbindungselement 20 in mindestens ein Bauteil B (siehe 4) gesetzt. In Abhängigkeit von der Art des verwendeten Verbindungselements 20 bringt der Stempel 30 eine linear wirkende Fügekraft auf, die das Verbindungselement 20 in das mindestens eine Bauteil B eindrückt, einschießt oder in Kombination mit einer Drehbewegung in das mindestens eine Bauteil B eindrückt, einschraubt oder einschweißt. Entsprechend der Fügekraft oder eines erforderlichen Drehmoments erzeugt das Setzgerät einen Bearbeitungsimpuls und/oder einen Bearbeitungsdrehimpuls auf die zu bearbeitenden Bauteile B. Um den Verschleiß der Bearbeitungsvorrichtung und auch deren mechanische Belastung aufgrund der ablaufenden Bearbeitungsverfahren zu reduzieren, ist vorzugsweise ein Grunddämpfungsmodul in der Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen. Dies umfasst beispielsweise eine in die Bearbeitungsvorrichtung integrierte Rückschlagdämpfung bei bspw. einem Bolzenschussgerät oder eine Drehmomentdämpfung bei einem Fügegerät für Fließformschrauben oder Gewindebolzen.
Der Bearbeitungsimpuls und/oder der Bearbeitungsdrehimpuls, der durch die Bearbeitungsvorrichtung mit oder ohne Grunddämpfungsmodul erzeugt wird, löst entsprechend eine auf den Industrieroboter R rückkoppelnde Reaktionskraft und/oder ein rückkoppelndes Reaktionsdrehmoment aus.
Eine Berechnung des Bearbeitungsimpulses, des Bearbeitungsdrehimpulses, der daraus hervorgehenden Reaktionskraft und des Reaktionsdrehmoments auf den verbundenen Industrieroboter R ist allgemein bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
Mithilfe der bevorzugten Bearbeitungsvorrichtung 10 gemäß 1 wird das Verbindungselement 20 durch eine Bewegung des Industrieroboters R gesetzt. Die an dem Funktionsende 18 befestigte Bearbeitungsvorrichtung 10 umfasst dazu den Stempel 30, der sich über einen Druckkolben am Funktionsende 18 abstützt. Ein Niederhalter 32 umgibt linear verschiebbar den Stempel 30. Der Niederhalter 32 ist gleitend auf einer Führung 34 gelagert. Eine Niederhalterfeder 36 erzeugt eine Federvorspannung in Fügerichtung R_F .
Der Bearbeitungsimpuls p_B während des Setzvorgangs des Verbindungselements 20 ergibt sich aus dem Produkt der Setzgeschwindigkeit v₂₀ des Verbindungselements 20 und der Masse m₂₀ des Verbindungselements 20. $p_{B} = m_{20} * v_{20}$
Die Bearbeitungsvorrichtung 10 aus 1 fängt diesen Bearbeitungsimpuls p_B gemäß der Impulserhaltung durch einen Rückstoß- oder Reaktionsimpuls p_R ab. Während der Bearbeitungsimpuls p_B von der Masse m₂₀ und der Geschwindigkeit V₂₀ des Verbindungselements abhängig ist, beeinflusst eine Masse m₁₀ der Bearbeitungsvorrichtung 10 den Reaktionsimpuls p_R und die damit verbundene Rückstoßkraft.
Um die auf den Industrieroboter wirkende Rückstoßkraft zu reduzieren, ist es daher bevorzugt, folgende Schritte allein oder in ausgewählter Kombination vorzunehmen: Reduzieren der Setzgeschwindigkeit V₂₀ des Verbindungselements 20, Reduzieren der Masse M₂₀ des Verbindungselements 20, Erhöhen der Masse M₁₀ der Bearbeitungsvorrichtung 10. Es ist ebenfalls bevorzugt, die Bearbeitungsvorrichtung als bewegbare Masse auf Schienen zu lagern und somit verschiebbar mit dem Industrieroboter zu verbinden. In gleicher Weise ist es bevorzugt, zusätzliche Massestücke am Setzgerät und/oder der Roboterhand und/oder an Armen des Industrieroboters vorzusehen.
2 zeigt eine weitere bevorzugte Bearbeitungsvorrichtung 10' in Form eines Setzgeräts mit Pneumatikzylinder 40. Eine Stempelkraft des Stempels 30 wird über einen pneumatischen Kolben 42 erzeugt. Im Pneumatikzylinder 40 ist zudem bevorzugt eine bewegliche Masse 44 angeordnet. Die Masse 44 stützt sich federnd über eine Feder 46 an einer Rückwand 41 des Pneumatikzylinders 40 ab. Zudem ist die Masse 44 bevorzugt über einen Dämpfer 48 gegen die Rückwand 41 gedämpft angeordnet. Der Kolben 42 wird durch Druckbeaufschlagung in Fügerichtung R_F gegen das Verbindungselement 20 gepresst und der Stempel 30 drückt das Fügeelement 20 in das mindestens eine Bauteil (nicht gezeigt).
Die durch den Fügevorgang hervorgerufene Reaktionskraft wird bevorzugt durch die Trägheit der im Pneumatikzylinder 40 angeordneten Masse 44 aufgefangen. Die Masse 44 wird dadurch für die Zeitdauer der Existenz der Fügekraft gegen die Feder 46 beschleunigt. Vorzugsweise wird die Bewegung der Masse 44 nach Abschalten des Fügedrucks im Pneumatikzylinder 40 durch die Feder 46 und den Dämpfer 48gebremst und umgekehrt.
Mithilfe der Masse 44 im Pneumatikzylinder 40 wird somit eine Rückstoßdämpfung zwischen Befestigungsvorrichtung 10' und Industrieroboter R realisiert. Es ist ebenfalls bevorzugt, die Rückstoßdämpfung als von der Befestigungsvorrichtung 10' getrennte Einheit am Funktionsende 18 des Industrieroboters R vorzusehen. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung lässt sich die Rückstoßdämpfung als separate Einheit an einem Roboterarm 16 anordnen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Masse der Bearbeitungsvorrichtung als Dämpfungsmasse verwendet. Entsprechend ist die Betätigungsvorrichtung auf Schlitten 34 angeordnet, die eine entsprechende Ausgleichsbewegung und Reduktion der Reaktionskraft auf den Industrieroboter ermöglichen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung 10" in Form eines Setzgeräts zeigt 3. Der Stempel 30 wird in dieser bevorzugten Ausführungsform durch eine Spindel 50 und einen Servomotor 52 mit Spindelmutter angetrieben und in Fügerichtung R_F beschleunigt. Vorzugsweise ist der Servomotor 52 mit Spindelmutter und Spindel 50 in einem Gehäuse 54 auf einer Führung 56 gleitend gelagert. Die Masse des Servermotors 52 mit Spindel 50 realisiert die gleiche Funktionalität wie die oben beschriebene Masse 44 (siehe 2). Die während des Fügevorgangs erzeugte Gegenkraft oder Reaktionskraft bewegt die Masse von Servomotor 52 und Spindel 50 gegen die Feder 46. Dadurch wird die Reaktionskraft gedämpft. Ergänzend dazu werden bevorzugt auch in dieser Konstruktion die oben beschriebenen Schlitten 34 eingesetzt.
Anhand der schematischen Darstellung der 1-3 wurde die Reduktion der Reaktionskraft auf den Industrieroboter R während des Fügeverfahrens erläutert. Diese entsteht aus der linearen Fügekraft des Stempels 30. In Analogie zur linearen Fügekraft arbeiten andere Bearbeitungsvorrichtungen 10 mit einem Drehmoment. Dieses löst in gleicher Weise wie die lineare Fügekraft ein Reaktionsdrehmoment aus, welches den Industrieroboter R belastet. Entsprechend ist dieses Reaktionsdrehmoment dämpfbar bzw. reduzierbar. In diesem Zusammenhang ist ebenfalls bevorzugt, ein Trägheitsmoment der Bearbeitungsvorrichtung zu erhöhen, eine Rotationsgeschwindigkeit des Fügeelements, eines Werkzeugs oder eines Werkstücks zu vermindern, ein Trägheitsmoment des Fügeelements zu reduzieren und/oder eine Reaktionsdrehmomentsdämpfung zwischen der Bearbeitungsvorrichtung 10 und dem Industrieroboter R vorzusehen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die oben genannte Rückstoßdämpfung und/oder die Reaktionsdrehmomentsdämpfung direkt an der Bearbeitungsvorrichtung und/oder am Funktionsende 18 des Industrieroboters R und/oder an bewegbaren Armsegmenten 16 des Industrieroboters R angeordnet, um auf diese Weise die Reaktionskraft und/oder das Reaktionsdrehmoment auf den Industrieroboter R zu reduzieren.
Die gezielte Verminderung der Reaktionskraft und/oder des Reaktionsdrehmoments erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Traglast-Klassifikation des Industrieroboters R. Das bedeutet, dass zunächst der nach Funktionalität und Aufbau für den Bearbeitungsvorgang geeignete Industrieroboter R ausgewählt wird. Entsprechend der Ausgangskonfiguration der Bearbeitung und der Bearbeitungsvorrichtung 10 wird zudem eine Traglast des Industrieroboters R bestimmt. Diese ist vorzugsweise in einer Traglast-Klassifikation eingeordnet. Nun wird die Konfiguration aus Befestigungsvorrichtung 10 und Industrieroboter R gemäß allen oben beschriebenen bevorzugten Möglichkeiten verändert, sodass die Reaktionskraft und/oder das Reaktionsdrehmoment auf den Industrieroboter R reduziert wird/werden. Dies hat die Konsequenz, dass ein Industrieroboter R mit einer geringeren Traglast im Vergleich zur Traglast bei Ausgangskonfiguration einsetzbar ist. Vorzugsweise werden die Reaktionskraft und/oder das Reaktionsdrehmoment so stark reduziert, dass ein Industrieroboter R mit einer niedrigeren Traglast-Klassifikation im Vergleich zur Ausgangskonfiguration einsetzbar ist.
4 fasst noch einmal schematisch die Elemente der bevorzugten Ausführungsform der 1-3 zusammen. Es ist zu erkennen, dass das Bauteil B über eine Spannvorrichtung 60 gehalten wird. Des Weiteren veranschaulicht 4, dass die Reaktionskraft F_R ein belastendes Drehmoment im Industrieroboter R über einen Hebelarm der Länge d erzeugt. Diesem wirkt ein Gegendrehmoment M im Industrieroboter R entgegen.
5 präsentiert eine bevorzugte schematische Darstellung der den Stempel 30 während des Fügevorgangs beschleunigenden Druckkraft Fdr. Dabei wird die Masse m₁ des pneumatischen Kolbens 42 in Fügerichtung R_F um den Weg x₁ bewegt. Um im Pneumatikzylinder 40 die nötige Druckkraft Fdr aufzubringen, stützt sich das komprimierte Luftvolumen an der Masse 44 ab. Dabei wird die Masse 44 bevorzugt durch die Wirkung der Feder 46 und des Dämpfers 48 unterstützt. Entsprechend ergibt sich die auf den Stempel 30 wirkende Kraft Fdr aus $F_{d r} (t) = F_{m 2} (t) + F_{C} (t) + F_{B} (t)$
$F_{m 2} (t) = m_{2} \frac{d}{d^{2} t} x_{2} (t)$
$F_{B} (t) = b \frac{d}{d t} x_{2} (t)$
$F_{C} (t) = c x_{2} (t)$
Die während des Fügevorgangs wirkende Kraft wird in Abhängigkeit von der Zeit durch die Kurve 1 in 6 veranschaulicht. Am Punkt 2 ist das Verbindungselement 20 in seiner Endlage im Bauteil B.
Die Reaktionskraft F_R auf den Industrieroboter R ergibt sich als Summe aus der Kraft der Feder 46 und der Kraft des Dämpfers 48. Während eine Beschleunigung der Masse 44 entgegen der Fügerichtung R_F die Reaktionskraft F_R dämpft, wird die Kraft der beschleunigten Masse 44 zusätzlich verlangsamt über die Feder 46 und den Dämpfer 48 auf den Industrieroboter R übertragen. Entsprechend ergibt sich die Reaktionskraft F_R aus folgendem Zusammenhang: $F_{R} (t) = F_{C} (t) + F_{B} (t)$
Die Beeinflussung oder Reduktion der Reaktionskraft wird qualitativ auch durch Kurve 3 in 6 verdeutlicht. Im Vergleich zur Fügekraft (Kurve 1) wird die auf den Industrieroboter wirkende Reaktionskraft deutlich reduziert. Die Reduktion erfolgt durch das Rückstoßdämpfungssystem aus Masse 44, Feder 46 und Dämpfer 48. Zudem wird die durch den Industrieroboter R aufzunehmende Reaktionsenergie im Vergleich zum Fügevorgang über einen längeren Zeitraum übertragen.
Die obigen Konstruktionen und Verfahren zur Reduktion der mechanischen Belastung des Industrieroboters in Kombination mit der Bearbeitungsvorrichtung und die damit verbundene Reduktion der Traglast des Industrieroboters lassen sich bereits beim Aufbau einer Roboterzelle berücksichtigen. In gleicher Weise ist es bevorzugt, in einer bereits existierenden Roboterzelle mit Hilfe des oben beschriebenen Dämpfungsbausatzes die Traglastanforderung an den Industrieroboter der Roboterzelle herabzusetzen. Dies eröffnet die Möglichkeit, einen vorhandenen Industrieroboter mit einer mechanisch stärker beanspruchenden Bearbeitungsvorrichtung zu kombinieren. Zudem kann eine vorhandene Kombination aus Bearbeitungsvorrichtung und Industrieroboter an eine geänderte Bearbeitungsaufgabe angepasst werden, die ohne Dämpfungsbausatz einen Industrieroboter größerer Traglast erforderlich machen würde.
Entsprechend erzeugt der Dämpfungsbausatz Flexibilität und eine Erweiterung von Nutzungsmöglichkeiten bestehender Roboterzellen.
Bezugszeichenliste

R: Industrieroboter
B: Bauteil
R_F: Fügerichtung
F_R: Reaktionskraft
p_B: Bearbeitungsimpuls
M₂₀: Masse
V₂₀: Geschwindigkeit
P_R: Reaktionsimpuls
M₁₀: Masse der Befestigungsvorrichtung 10
10, 10', 10": Bearbeitungsvorrichtung
12: Befestigungsfuß
14: Drehachse
16: Roboterarm
18: Funktionsende
20: Verbindungselement
30: Stempel
32: Niederhalter
34: Führung
36: Niederhalterfeder
40: Pneumatikzylinder
41: Rückwand
42: pneumatischer Kolben
44: Masse
46: Feder
48: Dämpfer
50: Spindel
52: Servomotor
54: Gehäuse
56: Führung
60: Spannvorrichtung

Claims

Konfigurationsverfahren für einen Arbeitsbereich mit einem Industrieroboter in Kombination mit einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere eine Fügevorrichtung oder ein Bearbeitungswerkzeug, das die folgenden Schritte aufweist: A. Bereitstellen der Bearbeitungsvorrichtung in einer Ausgangskonfiguration entsprechend einem Bearbeitungsziel, wobei die Ausgangskonfiguration ein vorrichtungsabgestimmtes Grunddämpfungsmodul umfasst, um einen beschädigungsfreien Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung zu gewährleisten, so dass in einem Bearbeitungsbetrieb zum Erreichen des Bearbeitungsziels ein Bearbeitungsimpuls und/oder ein Bearbeitungsdrehimpuls auf ein Werkstück übertragbar ist, der eine Reaktionskraft und/oder ein Reaktionsdrehmoment auf den Industrieroboter auslöst, B. Bestimmen einer Ausgangstraglast des Industrieroboters, mit dem die Bearbeitungsvorrichtung im Bearbeitungsbetrieb bewegbar und betreibbar ist, C. Reduzieren der Reaktionskraft und/oder des Reaktionsdrehmoments, die/das durch die Bearbeitungsvorrichtung der Ausgangskonfiguration am Industrieroboter erzeugt wird, durch ein Rekonfigurieren der Bearbeitungsvorrichtung, so dass ein Industrieroboter mit einer gegenüber der Ausgangstraglast verringerten Betriebstraglast in Kombination mit der rekonfigurierten Bearbeitungsvorrichtung einsetzbar ist, und D. Bereitstellen eines Industrieroboters mit der verringerten Betriebstraglast in Kombination mit der rekonfigurierten Bearbeitungsvorrichtung.
Konfigurationsverfahren gemäß Patentanspruch 1 mit dem weiteren Schritt: Reduzieren der durch die Fügevorrichtung ausgelösten Reaktionskraft mit einer Auswahl aus folgenden Maßnahmen: Erhöhen der Masse der Fügevorrichtung, Reduzieren der Fügegeschwindigkeit des Fügeelements, Reduzieren der Masse des Fügeelements und Vorsehen einer Rückstoßdämpfung zwischen der Bearbeitungsvorrichtung und dem Industrieroboter mit Hilfe eines ersten Dämpfungsmoduls.
Konfigurationsverfahren gemäß Patentanspruch 1 oder 2 mit dem weiteren Schritt: Reduzieren des Reaktionsdrehmoments der Bearbeitungsvorrichtung mit einer Auswahl aus folgenden Maßnahmen: Erhöhen des Trägheitsmoments der Bearbeitungsvorrichtung, Reduzieren der Rotationsgeschwindigkeit des Fügeelements, des Werkzeugs oder des Werkstücks, Reduzieren des Trägheitsmoments des Fügeelements und Vorsehen einer Reaktionsdrehmomentsdämpfung zwischen der Bearbeitungsvorrichtung und dem Industrieroboter mit Hilfe eines zweiten Dämpfungsmoduls.
Konfigurationsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche mit den weiteren Schritten: Vorsehen einer Rückstoßdämpfung und/oder einer Reaktionsdrehmomentsdämpfung direkt an der Bearbeitungsvorrichtung, wobei vorzugsweise das erste und/oder das zweite Dämpfungsmodul in das Grunddämpfungsmodul integrierbar sind/ist, und/oder am Funktionsende des Industrieroboters und/oder an bewegbaren Armsegmenten des Industrieroboters und Reduzieren einer Reaktionskraft und/oder eines Reaktionsdrehmoments.
Konfigurationsverfahren gemäß Patentanspruch 2 oder 3, in dem das Reduzieren der Reaktionskraft und/oder des Reaktionsdrehmoments in Abhängigkeit von einer Abstufung einer Traglast-Klassifikation des Industrieroboters erfolgt, sodass die Traglast-Konfiguration auf eine niedrigere Klasse mit einer reduzierten Traglast verschoben wird, um einen entsprechenden Industrieroboter einzusetzen.
Roboterzelle umfassend eine Bearbeitungsvorrichtung in einer Ausgangskonfiguration, wobei die Ausgangskonfiguration ein vorrichtungsabgestimmtes Grunddämpfungsmodul umfasst, um einen beschädigungsfreien Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung zu gewährleisten, insbesondere ein Fügegerät, in Kombination mit einem Industrieroboter, die die folgenden Merkmale aufweist: eine Leistungsreduktionsvorrichtung, die eine am Industrieroboter durch die Bearbeitungsvorrichtung in Ausgangskonfiguration erzeugte Reaktionskraft und/oder ein Reaktionsdrehmoment reduziert, sodass ein Industrieroboter mit einer gegenüber einer Ausgangstraglast verringerten Betriebstraglast in Kombination mit der Bearbeitungsvorrichtung einsetzbar ist, wobei das Reduzieren der Reaktionskraft und/oder des Reaktionsdrehmoments in Abhängigkeit von einer Abstufung einer Traglast-Klassifikation des Industrieroboters erfolgt, sodass die Traglast-Konfiguration auf eine niedrigere Klasse mit einer reduzierten Traglast verschiebbar und ein entsprechender Industrieroboter einsetzbar ist.
Roboterzelle gemäß Patentanspruch 6, in der neben einem Grunddämpfungsmodul der Bearbeitungsvorrichtung in Ausgangskonfiguration eine erste Dämpfungsvorrichtung für die Reaktionskraft und/oder eine zweite Dämpfungsvorrichtung für das Reaktionsdrehmoment an der Bearbeitungsvorrichtung und/oder an einem Funktionsende des Industrieroboters angeordnet ist.
Roboterzelle gemäß Patentanspruch 7, in der die erste Dämpfungsvorrichtung und/oder die zweite Dämpfungsvorrichtung in das Grunddämpfungsmodul integriert sind.
Modularer Dämpfungsbausatz, mit dem in einer Kombination aus einem Industrieroboter und einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere eine Fügevorrichtung oder ein Bearbeitungswerkzeug, eine Reaktionskraft und/oder ein Reaktionsdrehmoment auf den Industrieroboter reduzierbar ist, wobei der Dämpfungsbausatz mindestens ein erstes Dämpfungsmodul und/oder mindestens ein Massenelement umfasst, die am Industrieroboter und/oder an der Bearbeitungsvorrichtung installierbar sind.
Modularer Dämpfungsbausatz gemäß Patentanspruch 9, in dem mit dem ersten Dämpfungsmodul eine lineare Belastungen und/oder mit einem zweiten Dämpfungsmodul eine drehende Belastungen dämpfbar ist und/oder mit mindestens einem Massenmodul eine Masse und/oder ein Trägheitsmoment der Bearbeitungsvorrichtung und/oder des Industrieroboters veränderbar ist.