DE2625933A1

DE2625933A1 - Industrie-roboter

Info

Publication number: DE2625933A1
Application number: DE19762625933
Authority: DE
Inventors: Lars Dipl Ing Dahlstroem; Bengt Dipl Ing Nilsson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1975-06-16
Filing date: 1976-06-10
Publication date: 1976-12-30
Also published as: SE416452B; US4076131A; SE7506848L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Industrie-Roboter mit einem beweglichen Arm und mit einem am Arm angebrachten Werkzeug bzw. Werkzeughalter.

Der Anwendungsbereich der meisten bekannten Robotersysteme ist dadurch begrenzt, daß bei der Bewegung der Werkstücke durch den Roboter von einer Stelle zu einer anderen genau definierte Abhol- und Abgabelagen verlangt werden und daP es bei der Bearbeitung von Werkstücken von größter Bedeutun:: ist, daß die Werkstücke untereinander nahezu identisch sinä.

Ferner erfordern kleine Lageveränderungen, die bei der Reparatur oder dem Austausch des Roboters oder der Spannvorrichtungen auftreten können, eine Umprogramniierung des Roboters, was bei komplizierten Bewegungsabläufen bedeutende Produktionsausfälle zur Folge hat.

609853/0301

ORIGINAL

3. 6. 1976 - 2 - 26i

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Roboter der eingangs genannten Art die eben genannten Nachteile weitgehend zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Roboter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welcher die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Der Roboter nach der Erfindung ist also mit einer sogenannten Anp a s sung s st eue rung versehen. Hierdurch erhält man die Möglichkeit, einfachere Abhol- und Abgabemagazine zu verwenden, die Handhabung (Beförderung) und Bearbeitung von nicht untereinander identischen Werkstücken zu verbessern, die Anforderung an Exaktheit in der Aufstellung der Werkstücke herabzusetzen, den Bedarf einer manuellen Kontrolle zu verringern, automatisches Montieren sowie automatische Kontrolle und Korrektur-des Arbeitsprogrammes des Roboters vorzunehmen· Außerdem erhält man die Möglichkeit zum Stapeln und Musterlegen einer großen Anzahl von Werkstücken mit der im Roboter sy stern begrenzten Speicherkapazität, während die Programmierarbeit der Bedienungsperson und die Arbeitseinsätze der Ingenieure bei jeder Installation kleiner werden.

- 3 6098 5 3/0301

Γ..- 6„ 1976 20.194 P

Der Anwendungsbereich der Anpassungssteuerung kann in zwei Gruppen aufgeteilt werden» Bei der einen Gruppe ist das Anpassungssystem eine alternative Lösung zu einem konventionellen System. In diesem Falle hängt die Wahl u.a. von den Gesamtkosten für die Installation sowie von der Kapazität der jeweiligen Maschine ab (bei Robot er systemen von der Zykluszeit)· Bei gewissen Anwendungsfällen mit sehr kurzer Zykluszeit kann die Anpassungssteuerung zur Folge haben, daß das System zu langsam wird_e Der.Einfluß der Anpassungssteuerung auf die Schnelligkeit des Systems beruht u.a. darauf, welche Anpassungsart gewünscht wird.

Bei der anderen Gruppe handelt es sich um Gebiete, wo die Verwendung eines Anpassungssystems die einzige Möglichkeit ist. Ein Beispiel hierfür ist die automatische Bearbeitung nicht identischer Werkstücke.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Roboter 10, der aus einem auf einem Fuß 11 drehbaren(J) Stativ 12, einem im Verhältnis zum Stativ 12 beweglichen (0) unteren Arm 13, einem im Verhältnis zum unteren Arm 13 beweglichen ($£) oberen Arm 14 und einem kippbaren(t) Handgelenk 15 mit einem drehbaren (v) Werkzeughalter 16 besteht.

Der Roboter 10 arbeitet somit in einem anthropomorphen Koordinatensystem mit fünf FreiheitsgradencC, & _tj , t und v. Ein solcher Roboter wird zweckmäßigerweise durch die sogenannte Lernmethode programmiert, d_oh_o der Arm 14 des Roboters wird

609853/0301

8. 6. 1976 20.194. P

manuell in die gewünschte Lage geführt, und die· Koordinaten des Arms in dieser Lage werden in einem zum Steuersystem des Roboters gehörenden Speicher gespeichert.

Der Bewegungsablauf des Roboters wird dabei durch eine Anzahl von diskreten Punkten bestimmt. Das Verschieben zwischen diesen Punkten kann auf verschiedene Weise geschehen, beispielsweise mit derselben Motorgeschwindigkeit für sämtliche Koordinatenachsen, wobei die Betriebszeiten für die einzelnen Koordinaten im allgemeinen verschieden sind. Wählt man dieselbe Betriebszeit für alle Koordinaten, so verläuft die Bewegung zwischen den Punkten auf einer knickfreien Kurvenbahn·

Die Möglichkeit der Bedienungsperson, ein Verschieben zwischen zwei einprogrammierten Punkten zu beeinflussen, ist somit stark eingeschränkt. Beim Einprogrammieren eines Bewegungsablaufs muß sich die Bedienungsperson im allgemeinen durch wiederholte Versuche vortasten, bis sie die erforderliche Anzahl von Punkten erhalten hat _o Hierdurch wird das Programmieren oder Korrigieren komplexer Bewegungsabläufe sehr zeitraubend.

Das Einprogrammieren von beispielsweise einer Kreisbewegung; erfordert aufgrund der Punkt-zu-Punkt-Steuerung, daß eine große Anzahl Punkte einprogrammiert werden muß, damit man eine gute Anpassung an die Kreisbahn erhält«,

- 5 609853/0301

8, 6. .1976 20.194 P

Durch die Erfindung erhält man die Möglichkeit, einen beispielsweise in Fig. 1 gezeigten Roboter angepaßt zu steuern.

Der Roboter erhält ein Verbindungsglied, das wie ein flexibles Kupplungsgelenk zwischen dem Werkzeug bzw. dem Werkzeughalter und dessen Befestigung am Roboterarm ausgebildet ist. Die Relativbewegung zwischen dem Roboterarm und dem Werkzeug bzw_e dem Werkzeughalter wird durch einen Lagegeber gemessen. Die auf das Handgelenk ausgeübte Kraft ist der Größe und Richtung der relativen Bewegung direkt proportional. Die Proportionalkonstante ist die Federkonstante der in das Verbindungsglied eingebauten Blattfedern. Die Blattfedern sind leicht austauschbar, wodurch man bei jeder Anwendung die Empfindlichkeit des Roboters optimieren kann.

Dadurch, daß das Verbindungsglied die auf das Handgelenk des Roboterarms wirkenden Kräfte zur Steuerung beispielsweise eines Roboters nach lig. 1 ausnutzt, können mehr allgemeine Steuerfunktionen eingeführt werden, welche die Programmierarbeit der Bedienungsperson wesentlich erleichtern. Es ist auch möglich, gewisse Teile der Programmierarbeit ganz zu automatisieren. Ferner erhält man einen Roboter, der Veränderungen, die in dem System auftreten, in dem er arbeitet, registrieren und automatisch korrigieren kann.

- 6 609853/0301

8. 6. 1976

20.194 P - 6 -

2625333

Mittels des Verbindungsgliedes kann man messen, mit welcher Kraft oder welchem Druck der Roboter auf einen Gegenstand einwirkte Ferner kann man durch die Bewegung des Werkzeuges im Verhältnis zum Hoboterarm dessen Lage oder Geschwindigkeit im Verhältnis zu einem Gegenstand messen oder umgekehrt die Abweichung des Gegenstandes von einer vorbestimmten Lage oder einem vorbestimmten Bewegungsablauf.

Durch seine Flexibilität schützt das Verbindungsglied gleichzeitig das Handgelenkszentrum gegen unzulässig hohe mechanische Beanspruchungen, die dann auftreten können, wenn der Roboter ein Werkstück greifen oder in ein Magazin einführen soll ο

Das Verbindungsglied ist ferner insofern modulisierbar, als es alternativ nur für zwei Freiheitsgrade χ und j oder nur ζ und w oder auch mit allen vier Freiheitsgraden x, y, ζ und w ausgeführt werden kann.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher beschrieben werdenο Es zeigen:

Fig. 1 .einen Roboter nach dem Stande der Technik,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Verbindungsgliedes nach der Erfindung in einer Seitenansicht,

Fig. 3 eine Ansicht des Verbindungsgliedes gemäß D-D in Figo 2,

6098 53/0301 ~⁷~

8, 6. 1976

20.194 P - 7 -

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Verbindungsglied gemäß E-E in Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt durch das Verbindungsglied gemäß der Linie F-F in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Verbindungsglied längs der Linie G-G in Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt durch das Verbindungsglied längs der Linie H-H in Fig. 2,

Figo 8 einen Schnitt durch das Verbindungsglied längs der Linie I-I in Fig. 6,

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel eines zu dem Verbindungsglied gehörenden optischen Gebers,

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie K-K in Fig. 9, · Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie L-L in Fig. 9,

Fig. 12 ein Beispiel für eine in den Geber einlegbare Code-Scheibe,

Fig. 13 und 14 schematisch ein Beispiel für die Verarbeitung von MeßSignalen, welche das Verbindungsglied liefert,

Fig. 15-19 ein Anwendungsbeispiel für einen Roboter, der mit einem Verbindungsglied gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

Das Verbindungsglied 21 nach Fig. 2-8, das mit einem Werkzeughalter 22 zusammengebaut ist, enthält ein Lagerkreuz, das

609853/0301

δ, 6. 1976 20.194 P

aus einem nach oben gerichteten oberen Teil 23 und einem nach unten gerichteten unteren Teil 24 besteht und an dem die Geber 25 bzw. 26 für die x- und y-Koordinaten montiert sind. Zwischen dem oberen Teil 23 des Lagerkreuzes und einer äußeren Befestigungsplatte 27 ist ein lineares Kreuzrollenlager angeordnet, dessen Hälften 28 und 29 am unteren Teil 24 des Lagerkreuzes bzw. an der Befestigungsplatte 27 befestigt sind. Zwischen dem oberen Teil 23 des Lagerkreuzes und einer inneren Befestigungsplatte 30 ist ein lineares Kreuzrollenlager angeordnet, dessen Hälften 19 und 20 am oberen Teil 23 des Lagerkreuzes bzw. an der inneren Befestigungsplatte 30 befestigt sind.

Die beiden Befestigungsplatten 27 und 30 bilden dabei zusammen mit dem unteren und oberen Teil 23 und 24 des Lagerkreuzes eine Einheit, die Bewegungen sowohl in xwie in y-Richtung zuläßt. Die Bewegung wird durch feste Anschläge 31 begrenzt, die in den Befestigungsplatten 27 und 30 angeordnet sind. Die Bewegung in x-Richtung wird dabei durch feste Anschläge begrenzt, die an der Befestigungsplatte angeordnet sind, die in y-Eichtung und umgekehrt beweglich ist. Die festen Anschläge 3I bilden ferner Einspannpunkte für das für die x- bzw_e y-Eoordinate vorhandene Blattfederpaar 32 bzw. 33· Die Enden der Blattfedern 32 und 33 sind in Aussparungen 34 in der betreffenden Befestigungsplatte 27 und 30 geschoben. Die Blattfedern 32 und 33 sind in diesen Aussparungen 34 durch Schrauben 35

609853/0301 ⁹

8, 6. 1976 20.194 P

befestigt, die durch Bohrungen in den Blattfedern hindurchgehen. Die Schrauben 35 rasten in die Bohrungen der Blattfedern ein, wenn diese sich in der richtigen Lage befinden. Die Schrauben sind in Ge winde löchern 35' in den Teilen 27 und 30 eingeschraubt.

Indem man jede Blattfeder mit einer gewissen Kraft vorspannt, kann man die Kraft bestimmen, die erforderlich ist, um die Teile des Lagerkreuzes aus ihrer Nullage zu verschieben.

Das Lagerkreuz ist so ausgebildet, daß es im Prinzip ohne Spiel zwischen den Blattfedern eingespannt ist. Auf diese Weise können normale Lasten bewegt werden, ohne daß Lageverschiebungen auftreten. Wird dagegen an ein Hindernis angestoßen, so verschiebt sich die Befestigungsplatte für die betroffene Koordinate proportional mit der Kraft, die von dem Arm des Roboters aufgebracht wird. Durch zylindrische Stifte 36 in den Befestigungsplatten werden die Bewegungen auf in den Gebern 25 und 26 angeordnete Code-Scheiben übertragen, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden und die durch ihre Bewegung der Steueranordnung die Lage mitteilen.

An der äußeren Befestigungsplatte 30 ist eine Lagerkappe befestigt.

- 10 -

609853/0301

ö. 60 1976

20.194 P - 10 -

An die Lagerkappe 37 ist ein lineares und zugleich rotierendes Lager 38 montiert, an dessen Welle 39 der Werkzeughalter 22 montiert ist. Der Werkzeughalter 22 ist dabei in z-Richtung verschiebbar und drehbar (w-Bewegung, siehe Fig. 15)· In gleicher Weise wie die x- und y-Bewegungen hat die z-Bewegung eine Nullage, die durch ein Paar eingespannter Blattfedern 40 definiert wird, wobei für das Verschieben aus der Nullage eine gewisse Kraft erforderlich ist.

Die Blattfedern 40 sind in einer Aussparung 41 in einer Federbefestigung 42 montiert und über zylindrische Stifte 43 eingespannte Die Federbefestigung 42 ist an der Lagerkappe 37 befe stigt.

Zwischen den Stiften 43 ist ein an dem Werkzeughalter 22 befestigter Stift 44 angeordnet, der die Bewegungen des Lagers 38 in z-Eichtung auf die Blattfedern 40 überträgt. Die Blattfedern 40 sind mittels klammerartiger Drahtelemente in den Aussparungen 41 verriegelt.

Der Geber 45 für die z-Koordinate ist an der einen Seite der Lagerkappe 37 befestigt,und ein zylindrischer Stift 46 verbindet die Code-Scheibe mit dem Werkzeughalter 22. Die Öffnung für den Stift 46 in der Code-Scheibe ist hierbei schlitzförmig,

(22)

um eine gewisse Drehbewegung des Werkzeughalters/zuzulassen.

- 11 -

609853/0301

8. 6ο 1976 20.194 P

Die Drehbewegung w wird durch Druckstangen 47 und Federn 48 belastet und begrenzt, die durch Justierungsorgane 49 unterschiedliche Einspannkräfte erzeugen können. Die Druckst.angen 47 wirken dabei auf an dem Werkzeughalter 22 angeordnete Distanzstücke 50. Die Drehwinkellagen werden von einem in der Lagerkappe 37 angeordneten induktiven Geber 51 gemessen.

In dem Werkzeughalter 22 ist eine Aussparung 52 für die Befestigungsvorrichtung des jeweiligen Werkzeugs vorgesehen, und in der äußeren Befestigungsplatte 27 ist eine Aussparung 53 sowie eine nicht dargestellte Öffnung für das Befestigungsorgan vorhanden.

Der induktive "Geber kann ein Geber des Fabrikats Siemens -FP L 100 sein.

Der Lagegeber 55 gemäß Fig. 9-12 für die x-, y- oder z-Koordinate enthält einen schieberförmigen Halter 56, in den eine Code-Scheibe 57 eingelegt wird. Die Code-Scheibe 57 ist an die zugehörige Koordinate mittels der Stifte 36 und 46 geschaltet, die dabei" durch die an jeder Code-Scheibe 57 angeordnete Öffnung 58 geführt sind. Die .Code-Scheibe 57 enthält transparente Code-Zeichen 59, wobei Länge, Lage und Kombinationen dieser Zeichen einen Code bilden, der die Lage der Code-Scheibe anzeigt.

- 12 609853/0301

6, 6. 1976 20.194 P

Zum Ablesen der Code-Scheibe 57 sind im Geber 55 eine Anzahl (im Ausführungsbeispiel sechs) Lichtquellen 60, vorzugsweise Leuchtdioden, in einer Reihe angeordnet, und auf der gegenüberliegenden Seite der Code-Scheibe 57 befindet sich eine Anzahl Lichtdetektoren 61, vorzugsweise Fototransistoren. Die Lichtquellen 60 und die lichtdetektoren 61 arbeiten somit wie eine optische Lesegabel. Ferner sind Anschlußleitungen 62 für die Lichtquellen 60 und Lichtdetektoren 61 vorhanden.

Fig. 13 zeigt, wie die Ausgangssignale χ , y , ζ und w von ⁷ a* a* a a

dem betreffenden Geber zusammen mit von der Bedienungsperson eingestellten Sollwerten x, , y, , z, und w, Summierungsgliedern 63 zugeführt werden. Die von diesen Gliedern 63 gebildeten Differenz signale Δ x, Ay, Δζ und Δ w werden einer Wählvorrichtung 64 zugeführt, welche nur die Differenz signale weiterleitet, die für die jeweilige Funktionswahl erforderlich sind, die von der Bedienungsperson über eine funktionswählende Vorrichtung 65 gesteuert wird. Wenn sich die Ausgangssignale χ , y . z_e und w von den eingestellten

3, el el el

Sollwerten x, , y, , z, und w, unterscheiden, werden die Bewegungen des Roboters korrigiert und/oder unterbrochen, was von der Funktionswahl abhängt. Wird eine Korrektur gewünscht, so werden die genannten Differenz signale einem Koordinatentransformator 66 zugeführt. Als Ausgangssignale des Koordinatentransformators erhält man:

609853/0301

5c 6. 1976 20.194 P

= f (Ax, Ay, Δ ζ, Aw, oC, b , )f , t, v)

Δ& = f (Ax, Ay, Δz, Aw, cL, &-, Ϋ , t, v)

Af - f (Ax, Ay, Az, Aw, oC, ^, f, t, v) A t = f (A x, A y, Az, A w, cL, #-, V⁹, t, v)

Δ ν = f (Ax, A y, Λ ζ, Aw, Ji , 0-, f , t, v)

Diese Ausgangs signale werden danach dem Steuerorgan des Roboters zugeführt, so daß man die gewünschte Versetzung und Versetzungsgeschwindigkeit erhält.

Pig. 14 zeigt schematisch das Steuersystem für eine der Koordinaten, nämlich cL·. Für die übrigen Koordinaten &,Ψ, t, ν können ähnliche Steuersysteme verwendet werden.

Das Ausgangssignal AoL wird einem Summierungsglied 67 zusammen mit dem von der Bedienungsperson eingestellten Sollwert oCp, zugeführt, wobei man das Signal oC_B + AoCerhält, das wiederum einem Summierungsglied 68 zugeführt wird, wo es von einem von einem Eesolver (nicht gezeigten) gemessenen Lageistwert o6« für die Korrdinate oC subtrahiert wird ·

Dieser Differenzwert, das Fehlersignal η_β, dient als Drehzahlsollwert für den Antriebsmotor 69 dero£-Koordinate· Das Fehlersignal n^ wird zusammen mit dem von einer Tachomaschine 70 gemessenen Drehzahlistwert η. einer für den Motor bestimmten Antriebsvorrichtung 71 zugeführt.

- 14 609853/0301

8. 6. 1976 ₁₄ 20.194 P

Die Antriebsvorrichtung 71 steuert Richtung und Drehzahl des Motors 70 unter Berücksichtigung aufgetretener Abweichungen.

um die Vorteile des vorstehend beschriebenen Roboters noch deutlicher zu machen, wird im folgenden eine Verwendungsmöglichkeit für einen solchen Roboter erläutert.

Ein Roboter 72, der mit den Koordinaten °£, & , J , t und ν arbeitet, enthält ein Verbindungsglied der oben beschriebenen Art, das zwischen dem oberen Roboterarm 74 und dem Werkzeug 75 angeordnet ist. Der gezeigte Roboter 72 soll Bleche 16 von einem Stapel auf einen Arbeitstisch 77 heben. Als Werkzeug 75 dient eine Saugklette. Der Arbeitstisch 77 ist mit festen Anschlägen 78, 79 und 80 zur Orientierung des Bleches 16 versehen. In den Figuren 17 und 18 ist die gewünschte Lage 81 des Bleches 16 auf dem Arbeitstisch 77 gestrichelt dargestellt.

Es wird angenommen, daß die Abmessungen der Bleche so sind, daß die Abweichungen des Blechstapels von einer Sollage die Greif funktion nicht beeinträchtigen. Um die Anzahl der erforderlichen Positionierungen in der Abhollage zu verringern, erfolgt das Absuchen längs einer vertikalen linie, d.h» es braucht - unabhängig von der Blechzahl im Stapel - nur der höchste und niedrigste Punkt des Blechstapels programmiert zu werden.

- 15 609853/0301

_1K 20.194 P

Der Boboterarm 74 wird zu einem Punkt P_H geführt, der etwas über der höchst zulässigen Höhe des Blechstapels liegt, worauf die Lage des Roboterarms einprogrammiert wird. Danach wird die niedrigste Höhe IjJ_1nJL_n des Blechstapels mit der Instruktion für Gebersteuerung längs der programmierten Kurvenlinie einprogrammiert. In der Instruktion wird angegeben, daß der Geber in z-Richtung beim Versetzen zwischen Pj, und Pji . angewendet werden soll und daß die Bewegung zur Korrektur des Nachlaufs unterbrochen werden soll, wenn die relative Bewegung zwischen dem Boboterarm und der Saugklette den einprogrammierten Wert überschreitet.

Die Ausführung des Verbindungsgliedes sowie die Korrektur eines Nachlaufens machen es möglich, eine Geschwindigkeit von einem oder einigen Dezimetern pro Sekunde zwischen ¹WaX ¹^ ¹HmLn einzustellen, ohne daß die Gefahr besteht, daß unzulässig hohe mechanische Beanspruchungen entstehen, nachdem die Saugklette 66 das oberste Blech 66 erreicht hat.

Nachdem die Bleche gegriffen sind, kann der Geber in z-Richtung dazu verwendet werden zu kontrollieren, ob die Bleche beim Transport in die Abgabelage mitfolgen.

Danach wird der Roboterarm zum Punkt Ρχ über dem Arbeitstisch geführt, worauf der Istwert des Roboterarms einprogrammiert wird. Der Punkt P- (Fig. 16) wird im Hinblick auf den Lagefehler in der Abhollage gewählt, damit die Bleche keinen Gegenstand in der Abgabelage berühren. Zum Einpassen der Bleche in die AbgabeJLage ist eine Korrektur in x-, y-, z-

D OvJ 853/0301

und w-Richtung erforderlich. - 16 -

ε, 6. 1976 20.194 P

Nachdem das Werkzeug des Roboters die Position Pj- eingenommen hat, wird der Roboter durch Signale von den Gebern in x- und w-Richtung gesteuert (siehe die Figuren 16 und 17). Wenn sich die Bleche 76 in der gewünschten Lage befinden, d.h. in Kontakt mit den beiden Anschlägen 78 und 79 (siehe Pig. 18) sind, erfolgt die Steuerung durch Signale von den Gebern in x-, y- und w-Richtung. Wenn die Bleche sämtliche Anschläge 78, 79 und 80 (siehe Fig. 19) berühren, wird der Roboter durch Signale von sämtlichen Gebern zur Auflagefläche des Arbeitstisches 77 geführt.

Das Einpassen der Bleche in der Abgabelage kann sowohl einfacher als auch komplizierter gemacht werden. Die Komplexität des Suchverfahrens hängt sowohl von den Eigenschaften der Abgabelage als auch denen der Bleche ab. Besteht beispielsweise die Gefahr, daß die Bleche sich mit an ihren vorhandenen Graten in einem der Anschläge 78 oder 79 verfangen, so prüft der Roboter, ob die Bleche den Anschlag 80 getroffen haben, indem ein begrenztes Suchen in negativer x-Richtung vorgenommen wird«

Der Anschlag 80 wird als «lokalisiert betrachtet, wenn der Druck auf denselben bei diesem Suchen nicht wesentlich verändert wird. In den Fällen, wo das Suchen in y-Richtung unterbrochen wird, da sich die Bleche in den Anschlägen 78 oder 79 · verfangen haben, verschwindet die Kraft in y-Richtung, wenn die Bleche in negativer x-Richtung geführt werden. Wenn keine

- 17 -609853/0301

8, 6. 1976 20.194 P

Gefahr eines Verfangene der Bleche besteht sowie dann, wenn nur eine kleinere Korrektur der Lage im Punkt P₁ erforderlich ist, braucht nur ein Suchen längs beispielsweise der x-Richtung mit Steuerung von sämtlichen Gebern einprogrammiert zu werden. Hierbei wird angenommen, daß die Plazierung der Saugklette in der Abhollage nicht kritisch ist«.

Ist für das Greifen in der Abhollage dagegen große Genauigkeit erforderlich und möchte man trotzdem beim.Bereitstellen des Blechstapels auf große Exaktheit verzichten können, so kann dies- dadurch ermöglicht werden, daß man ein Suchverfahren zur Lokalisierung des Stapels und damit des Griffpunktes anwendet· In diesem Pail kann das Suchverfahren so gewählt werden, daß ein umfangreicheres und somit zeitraubenderes Suchen nur beim Lokalisieren des ersten Bleches erforderlich ist.

Der Einsatz der bekannten Roboter setzt voraus, daß die Abhol- und Abgabelage gut definiert sind und daß die Werkstücke identisch sind. Dies stellt hohe Anforderungen an die am Arbeitsprozeß beteiligten Teilsysteme, wie Roboter, Magazine, Manipulatoren usw_e Die Mehrkosten, die dadurch entstehen, daß man exakt orientierte Werkstücke anstelle weniger exakt orientierter Werkstücke verlangt, übersteigen in vielen Fällen erheblich die Kosten für eine Anpassungssteuerung. Dies ist häufig beim Befördern kleiner Serien der Fall.

- 18 -

609853/0301

8„ 6, 1976 20.194 P

Außer den selbstanpassenden Eigenschaften kann man mit einem Anpassungssystern eine verbesserte Überwachung des Prozesses erzielen. Die Vorteile einer verbesserten Überwachung können in gewissen Fällen so bedeutend sein, daß man auch bei Anwendungsfällen, denen die bekannten Roboter gerecht werden, trotzdem ein Anpassungssystem vorzieht·

Der Roboter nach der Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

- 19 -

609853/0301

Claims

8ο ο* 1976 20.194 P

Patentansprüche;

1 » Industrie—Roboter mit einem beweglichen Arm und mit einem am Arm angebrachten Werkzeug bzw. Werkzeughalter, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug über ein Verbindungsglied (21, 73) am Arm (14, 74) befestigt ist, welches so ausgebildet ist, daß das Werkzeug (16, 75) mindestens in einem Preiheitsgrad relativ zum Arm beweglich ist ,und daß Geber vorhanden sind, welche die Lage des Werkzeugs relativ zum Arm messen.
2. Industrie-Roboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber Lagegeber sind.
3. Industrie-Roboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden !Freiheitsgrad ein Geber vorhanden ist.
4 ο Industrie-Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied so ausgebildet ist, daß das Werkzeug in mindestens einer Richtung relativ zum Arm translatorisch beweglich ist.
5. Industrie-Roboter nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied so ausgebildet ist, daß das Werkzeug in mindestens zwei zueinander senkrechten Richtungen relativ zum Arm translatorisch beweglich ist.

- 20 609853/0301
6. 6. 1976 20.194 P

6. Industrie-Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied vorgespannte Federglieder (32, 33, 40) enthält, die so ausgebildet sind, daß eine Bewegung in einem Freiheitsgrad nur stattfinden kann, wem die die Bewegung verursachende Kraft einen von der Feder— vorspannung bestimmten Mndestwert überschreitet.
7. Industrie-Roboter nach Anspruch 6, zur Durchführung eines Arbeitsprozesses, z.B. Bearbeitung eines Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung so gewählt ist, daß eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Arm bei normalen Arbeitsbedingungen nur dann auftritt, wenn das Werkzeug mit dem Werkstück oder einem anderen Hindernis in Eontakt kommt.
8. Industrie-Roboter nach Anspruch 6 zur Beförderung eines Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung so gewählt ist, daß eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Arm nur dann auftritt, wenn das Werkstück gegriffen wurde und/oder das Werkstück oder das Werkzeug mit einem Hindernis in Kontakt kommt.
9. Industrie-Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied so ausgebildet ist, daß eine Relativbewegung des Werkzeuges im Verhältnis zum Arm in einem der Freiheitsgrade, welche Bewegung von einer auf das Werkzeug wirkenden Kraft verursacht wird, bedeutend größer ist als die durch die genannte Kraft verursachte elastische Verformung des Roboters_β

609853/0301 - 21 -

8. 6. 1976

20.194 P - 21 -
10· Industrie-Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsglied (21) eine erste und eine zweite im Verhältnis zu ihren übrigen Teilen in je einem Freiheitsgrad elastisch bewegliche mechanische Einheit (23, 28, 38, 44) vorhanden ist, daß im Verbindungsglied zwei Lagegeber (45) vorhanden sind, von denen je einer die genannte, erste, bzw, zweite Einheit anzeigt, und daß die beiden Freiheitsgrade senkrecht zueinander stehen.
11. Industrie-Roboter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (21) eine dritte im Verhältnis zu ihren übrigen Teilen in einem dritten Freiheitsgrad elastisch bewegliche mechanische Einheit (38, 50) und einen dritten Lagengeber (51) enthält, der die Bewegung der dritten Einheit anzeigt, welche Bewegung eine Drehbewegung um eine Achse ist, die parallel oder senkrecht zu dem ersten Freiheitsgrad verläuft.
12. Industrie-Roboter nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Einheit (23, 28 oder 24, 29 oder 38, 44) ein zwischen zwei parallel eingespannten Blattfedern (32 oder 33 oder 40) bewegliches mechanisches Element (23 oder 24 oder 44) enthält.
13. Industrie-Roboter nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gelennzeichnet, daß die genannte zweite Einheit (38, 44) ein zwischen zwei eingespannten Blattfedern (40) bewegliches mechanisches Element (44) enthält.

609853/0301 " ²² "

8. 6. 1976 20.194 P
14. Industrie-Roboter nach einem der Ansprüche 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte dritte Einheit (38, 22, 50) eine zwischen federnde Anschläge eingespannte drehbare Einheit (22) enthält.

609853/0301

Leerseite