DE2625933A1 - Industrie-roboter - Google Patents
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- DE2625933A1 DE2625933A1 DE19762625933 DE2625933A DE2625933A1 DE 2625933 A1 DE2625933 A1 DE 2625933A1 DE 19762625933 DE19762625933 DE 19762625933 DE 2625933 A DE2625933 A DE 2625933A DE 2625933 A1 DE2625933 A1 DE 2625933A1
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
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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.
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ORIGINAL
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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.
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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 wirde 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, doho der Arm 14 des Roboters wird
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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«,
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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 bzwe 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.
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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,
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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
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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- bzwe 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
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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.
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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.
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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.
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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 . ze 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:
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= f (Ax, Ay, Δ ζ, Aw, oC, b , )f , t, v)
Δ& = f (Ax, Ay, Δz, Aw, cL,
&-, Ϋ , 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 oCB + 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 ηβ, 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.
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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.
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Der Boboterarm 74 wird zu einem Punkt PH geführt, der etwas
über der höchst zulässigen Höhe des Blechstapels liegt, worauf die Lage des Roboterarms einprogrammiert wird. Danach
wird die niedrigste Höhe IjJ1nJLn 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-
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und w-Richtung erforderlich. - 16 -
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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
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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 uswe 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.
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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.
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Claims (14)
- 8ο ο* 1976 20.194 PPatentansprüche;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 P6. 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 Robotersβ609853/0301 - 21 -8. 6. 197620.194 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.609853/0301Leerseite
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