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Die Erfindung betrifft eine Rückführvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Rückführvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 028 577 A1 bekannt. Sie dient dem Führen eines Schlauchs, in welchem Versorgungsleitungen für einen Roboter aufgenommen sind. Die Versorgungsleitungen werden im Schlauch zu einem an einem Roboterarm befestigten Werkzeug geführt, welches durch den Roboter an einen Einsatzort bewegt wird. Eine Bewegung des Werkzeugs bedingt eine Längenausgleichsbewegung der Versorgungsleitungen bzw. des Schlauchs, so dass eine Längenreserve vorgehalten werden muss. Bei der aus der
DE 10 2004 028 577 A1 bekannten Rückführvorrichtung wird die Längenreserve durch einen U-förmigen Abschnitt des Schlauchs gebildet, dessen U-Schenkel durch eine Bewegung des Werkzeugs verkürzt werden und in einem Gehäuse angeordnet sind. Um den Schlauch nach einer Rückbewegung des Werkzeugs wieder in seine ursprüngliche Lage zu bringen, ist ein erster Abschnitt des Schlauchs mit einer ihn umgebenden Druckfeder in Form einer Schraubenfeder verbunden, die am Gehäuse abgestützt ist und deren Rückstellkraft den Schlauch in die Ausgangslage zurückführt. Eine ähnliche Rückführvorrichtung der eingangs genannten Art ist zudem aus der
DE 10 2009 031 192 A1 bekannt. Diese Rückführvorrichtung weist ein am ersten Abschnitt des Schlauchs befestigtes Verbindungselement auf, das mittels Zugfedern mit dem Gehäuse verbunden ist. Wird der erste Abschnitt aus dem Gehäuse herausgezogen, so bringen die Zugfedern eine Rückstellkraft auf, die den ersten Abschnitt wieder in seine Ausgangsposition zurückführen kann.
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Solche Rückführvorrichtungen haben sich in der Praxis bereits hervorragend bewährt. Um zu vermeiden, dass der erste Abschnitt des Schlauchs beim Betrieb des Roboters zu weit in Bezug zum Gehäuse bewegt wird, so dass der Schlauch oder die in ihm aufgenommenen Leitungen beschädigt werden können, erfolgt eine Programmierung bzw. ein sogenanntes „Teaching“ des Roboters, bei dem seine Bewegungen langsam Schritt für Schritt gefahren werden und wobei beobachtet wird, wie weit der Schlauch gegenüber dem Gehäuse bewegt wird. Zu diesem Zweck ist der Schlauch in einigen Anwendungsfällen mit farbigen Ringen versehen, die beispielsweise die Farben grün, gelb und rot aufweisen. Ein Austritt dieser Ringe aus dem Gehäuse beim Testlauf des Roboters zeigt dem Benutzer an, ob die vom Roboter ausgeführten Bewegungen für die Rückführvorrichtung unkritisch (grün), noch tolerierbar (gelb) oder kritisch (rot) sind. Dabei werden Roboter aber zunehmend virtuell in Betrieb genommen, indem sie an einem „digitalen Zwilling“ programmiert werden. Bei der realen Inbetriebnahme wird dann oft versäumt, die Ringe am Schlauch zu beobachten, oder aber die Bewegungen des Roboters sind beim Fahren des fertigen Roboterprogramms zu schnell, um die Farbringe beobachten zu können.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Rückführvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sie besser überwacht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Rückführvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine automatisierbare Messmethode bereitzustellen, mit der die Bewegung des ersten Abschnitts der mindestens einen Leitung oder des die mindestens eine Leitung aufnehmenden Schutzschlauchs in Bezug auf das Grundgestell bzw. Gehäuse zuverlässig überwacht werden kann. Der vom Abstandsmessgerät gemessene Abstand zwischen dem Verbindungselement, das fest mit dem ersten Abschnitt verbunden und bezüglich des Grundgestells gegen die elastische Kraft einer Rückstelleinrichtung aus einer Ruheposition beweglich ist, und einer grundgestellfesten Referenzstelle zeigt zuverlässig an, ob der erste Abschnitt im zulässigen Rahmen oder darüber hinaus bewegt wird. Die Abstandsmessung kann dabei sowohl während der Programmierung bzw. dem „Teaching“ des Roboters erfolgen als auch während des späteren Betriebs.
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Das Abstandsmessgerät kann beispielsweise am Verbindungselement befestigt sein. Es wird jedoch bevorzugt, dass es am Grundgestell befestigt ist und insbesondere dass es lösbar am Grundgestell befestigt ist. Im letzteren Fall kann es für die Programmierung des Roboters am Grundgestell befestigt und nach der Programmierung wieder vom Grundgestell entfernt werden, so dass es für die Programmierung eines weiteren Roboters verwendet werden kann. Dabei wird bevorzugt, dass das Grundgestell ein Befestigungselement zum lösbaren Befestigen des Abstandsmessgeräts aufweist. Auch die Referenzstelle ist dann zweckmäßig am Abstandsmessgerät angeordnet.
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Das Grundgestell weist vorteilhaft eine Linearführung zur Führung des Verbindungselements auf, so dass dieses im Betrieb stets definiert linear bewegt wird. Zudem wird bevorzugt, dass das Grundgestell ein Gehäuse aufweist, in dem die mindestens eine Leitung abschnittsweise aufgenommen ist, und in dem das Verbindungselement beweglich ist. Im Gehäuse kann insbesondere der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt aufgenommen sein. Dabei wird bevorzugt, dass die Referenzstelle im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, so dass sie keinen äußeren Einflüssen ausgesetzt ist. Insbesondere kann das Gehäuse aufklappbar sein und zwei gegeneinander verschwenkbare Halbschalen aufweisen. Dabei wird bevorzugt, dass jede der Halbschalen eine Führungsrinne aufweist, in der eine Führungspartie des Verbindungselements linear verschieblich aufgenommen ist, so dass bei geschlossenem Gehäuse eine zuverlässige Linearführung des Verbindungselements gegeben ist.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Abstandsmessgerät eine Lichtquelle zur Aussendung von Licht zum Verbindungselement oder zur Referenzstelle, einen Detektor zur Detektion von vom Verbindungselement oder von der Referenzstelle gestreutem oder reflektiertem Licht und eine Messeinheit zur Laufzeitmessung des Lichts auf. Solche auf der Laufzeitmessung von Licht basierenden Abstandsmessgeräte sind technisch ausgereift, zuverlässig und hinreichend präzise sowie in Abmessungen verfügbar, die eine Anordnung in einem Gehäuse der Rückführvorrichtung erlauben. Zweckmäßig ist die Lichtquelle eine Laserlichtquelle.
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Das Abstandsmessgerät weist vorteilhaft eine Sendeeinrichtung zur vorzugsweise drahtlosen Übermittlung von gemessenen Abstandswerten an einen Empfänger auf. Der Empfänger kann ein beliebiges Datenverarbeitungsgerät sein mit einem gebräuchlichen Betriebssystem, insbesondere ein Tablet oder Smartphone. Mit der Sendeeinrichtung kann das Ergebnis der Abstandsmessung an den Empfänger übermittelt werden, bei dem es insbesondere anschaulich auf einem Bildschirm angezeigt wird. Vorteilhaft ist die Sendeeinrichtung eine Bluetooth-Sendeeinrichtung. Zur Vereinfachung des Aufbaus wird bevorzugt, dass die Lichtquelle und die Sendeeinrichtung eine gemeinsame Stromversorgung aufweisen. Zu diesem Zweck kann das Abstandsmessgerät vorteilhaft eine Batterie zur Stromversorgung aufweisen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Abstandsmessgerät lösbar am Grundgestell befestigt ist. Es ist jedoch auch möglich, dass das Abstandsmessgerät eine externe Stromversorgung aufweist, an die es mittels Kabeln angeschlossen ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Abstandsmessgerät fest am Grundgestell befestigt ist. Auch bei einer lösbaren Befestigung des Abstandsmessgeräts am Grundgestell ist es beispielsweise möglich, das Befestigungselement an die Stromversorgung anzuschließen und mit einem Steckverbinder zu versehen, der beim Befestigen des Abstandsmessgeräts mit einem komplementären Steckverbinder des Abstandsmessgeräts verbunden wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine Rückführvorrichtung in perspektivischer Ansicht;
- 2a, 2b die Rückführvorrichtung gemäß 1 mit aufgeklapptem Gehäuse in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten und
- 3a, 3b Detaildarstellungen der Rückführvorrichtung gemäß 1 mit teilweise entferntem Gehäuse in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten.
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Die in der Zeichnung dargestellte Rückführvorrichtung 10 weist ein Grundgestell in Form eines Gehäuses 12 auf, das zwei zum Öffnen des Gehäuses 12 gegeneinander verschwenkbare Halbschalen 14 aufweist. Durch das Gehäuse 12 erstreckt sich in einer Längsrichtung ein Schutzschlauch 16, der mit einem ersten Abschnitt 18 im Gehäuse 12 aufgenommen ist und der Aufnahme und Führung von in der Zeichnung nicht dargestellten Versorgungsleitungen für einen Roboter dient. Am ersten Abschnitt 18 ist ein Verbindungselement 20 in Form eines umlaufenden Rings befestigt, der gegen die Rückstellkraft einer durch zwei Zugfedern 22 gebildeten Rückstelleinrichtung bezüglich des Gehäuses 12 aus einer Ruheposition beweglich ist. Die Zugfedern 22 sind dabei mit ihren ersten Enden an einander diametral gegenüberliegenden Federbefestigungen 24 am Verbindungselement 20 und mit ihren zweiten Enden an Federbefestigungen 24 am Gehäuse 12 befestigt. In 2a, 2b wurden die Zugfedern 22 der Anschaulichkeit halber weggelassen. Die Halbschalen 14 weisen zudem jeweils eine Führungsrinne 26 auf, in die bei geschlossenem Gehäuse 12 das Verbindungselement 20 jeweils mit einer nicht im Detail dargestellten Führungspartie eingreift, so dass es in der Längsrichtung in der durch die Führungsrinnen 26 gebildeten Linearführung linear verschieblich geführt ist. An den ersten Abschnitt 18 schließt sich ein teilweise im Gehäuse 12 angeordneter und aus dem Gehäuse 12 ragender zweiter Abschnitt 28 des Schutzschlauchs 16 an, der eine Längenreserve bildet, wenn der erste Abschnitt 18 durch Bewegung des Roboters aus dem Gehäuse 12 gezogen wird.
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Im Gehäuse 12 ist ein Abstandsmessgerät 30 lösbar befestigt, das eine Laserlichtquelle 32 sowie einen Lichtdetektor 34 aufweist. Die Laserlichtquelle 32 sendet Licht auf das Verbindungselement 20, und der Detektor 34 empfängt vom Verbindungselement 20 zurückreflektiertes oder zurückgestreutes Licht. Eine nicht näher dargestellte Messeinheit des Abstandsmessgeräts 30 misst die Laufzeit des Lichts zwischen der Laserlichtquelle 32 und dem eine gehäusefeste Referenzstelle bildenden Detektor 34 und errechnet den Abstand zwischen der Referenzstelle und dem Verbindungselement 20, so dass die Position des Verbindungselements 20 im Gehäuse 12 stets genau bestimmt werden kann. Eine Sendeeinrichtung des Abstandsmessgeräts 30 sendet die Messwerte an einen Empfänger, beispielsweise einen Tablet-Computer oder ein Smartphone, der den Abstand zwischen der Referenzstelle und dem Verbindungselement 20 darstellt und gegebenenfalls ein Warnsignal erzeugt, wenn der Abstand zu groß wird. Die Übertragung der Messwerte kann drahtlos erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass eine die Sendeeinrichtung mit dem Empfänger verbindende Datenleitung fest installiert ist. Insbesondere kann das Abstandsmessgerät 30 zu diesem Zweck lösbar an einer gehäusefesten Halterung befestigt sein, zu der sich die Datenleitung erstreckt, und die mit einer Standard-Steckverbindung zur Datenübertragung mit dem Abstandsmessgerät 30 verbunden ist. Der Empfänger kann Teil einer den Roboter steuernden Maschinensteuerung sein, insbesondere einer SPS-Steuerung.
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Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Rückführvorrichtung 10 mit einem Grundgestell, mit mindestens einer Leitung und mit einem Verbindungselement 20, das bezüglich des Grundgestells gegen die elastische Kraft einer Rückstelleinrichtung 22 aus einer Ruheposition beweglich ist, wobei das Verbindungselement 20 fest mit einem ersten Abschnitt 18 der mindestens einen Leitung oder eines die mindestens eine Leitung aufnehmenden Schutzschlauchs 16 verbunden ist, an den sich ein eine Längenreserve bildender zweiter Abschnitt 28 der mindestens einen Leitung oder des die mindestens eine Leitung aufnehmenden Schutzschlauchs 16 anschließt. Erfindungsgemäß ist ein Abstandsmessgerät 30 zur Messung des Abstands zwischen dem Verbindungselement 20 und einer grundgestellfesten Referenzstelle vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004028577 A1 [0002]
- DE 102009031192 A1 [0002]
