DK174193B1 - Robotanlæg - Google Patents

Description

i DK 174193 B1

Opfindelsen angår et robotanlæg til håndtering af emner, f eks samling af emnerne, og omfattende mindst et sæt af to oven på hinanden anbragte robotter, som eventuelt er placeret på et basislegeme, og hvor der rundt om robotterne findes et antal arbejdsstationer, hvortil eller hvorfra et antal paletter kan tilføres eller fjernes 5 Det er kendt at fremstille robotanlæg, hvori flere robotter samarbejder om at betjene nogle arbejdsstationer, og det er også kendt at anbringe robotter oven på hinanden Det er imidlertid et problem at få robotterne til at samarbejde pålideligt på en simpel måde

Det er formålet med opfindelsen at anvise et robotanlæg af den indledningsvis nævnte art, som muliggør en meget hurtig omstilling fra opgave til opgave, og muliggør, at 10 robotterne kan samarbejde mere pålideligt, idet anlægget desuden er enklere end kendt

Robotanlægget ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at den nedre robot er en cylinderrobot (eng cylindrical robot), som er indrettet til at bevæge paletterne rundt mellem arbejdsstationerne, og at den øvre robot er en parallelt med cylinderrobotten arbejdende antropomorf robot (eng antropomorphic robot), som er indrettet td at kunne mampu-15 lere med emnerne på den enkelte palette Herved opnås, at man kan få et særlig pålide-hgt og godt samspil mellem robotterne, idet cylinderrobotten er god til hurtigt at flytte emner og/eller paletter med emner rundt mellem arbejdsstationerne, og medens disse flytninger står på, kanden antropomorfe robot hurtigt foretage håndteringsoperationeme, f eks samlingsoperanonerne, i forbindelse med de emner, som er stauonære, idet 20 robottens arbejdsarmovenfra føres ned på den enkelte arbejdsstation Robotanlægget kan desuden hurtigt - især via den antropomorfe robot - omsulles til nye opgaver Robotanlægget er desuden relauvt enkelt opbygget

Ifølge opfindelsen kan robotanlægget have mindst et magasin for paletter med emner på, og som er tilsluttet mindst en af arbejdsstationerne, hvorhos cylinderrobotten kan være 25 indrettet til at kunne flytte paletterne ud fra og ind i magasinet Herved opnås, at robotanlægget særlig effektivt kan foretage f eks montageoperaUoner i forbindelse med enmeme, idet cylinderrobotten særlig let kan hente emner ind til arbejdsstationerne og fordele dem mellem disse DK 174193 B1 2

Desuden kan der ifølge opfindelsen til enten mindst en arbejdsstation eller til tdgangssi-den af magasinet være tdsluttet en første føde- og/eller bortfjemelsesmdretning til 5 tilfønng og/eller fjernelse af paletter med emner fra arbejdsstationen, hvilken føde-og/eller bortfjernelsesmdretnmg er anbragt i højdeområdet mellem det gulv, hvorpå robotanlægget er opstillet, og et arbejdsbord for vedkommende arbejdsstation, - respektivt et arbejdsbord for den til magasinet knyttede arbejdsstation Derved opnås mulighed for særligt hurtig levering til robotanlægget af de emner, der skal håndteres, og en \ 10 senere hurtig fjernelse af emnerne, især hvis det er mange små emner, der skal håndteres

Endvidere kan der ifølge opfindelsen til mindst en af arbejdsstationerne være tilsluttet en anden føde- og/eller bortfjernelsesmdretnmg til tilførmg og/eller bort fjernelse af separate emner, hvilken føde- og/eller bortfjemelsesmdretning kan være anbragt i niveau 15 med arbejdsstationens arbejdsbord Herved bliver flytning af emner fra føde- og/eller bortljemelsesindretnmgen og over på et arbejdsbord (på en arbejdsstation) eller omvendt særlig let

Ifølge opfindelsen kan en værktøjsholder for værktøj til en endeeffektor på den antropomorfe robots arbejdsarm være monteret i den antropomorfe robots arbejdsområde, 20 fortrinsvis mellem basislegemet og den enkelte arbejdsstation Derved opnås, at det eller de værktøjer, som skal anvendes af den antropomorfe robot til håndteringen (f eks montagearbejde), er “lige ved hånden” for denne robot

Desuden kan ifølge opfindelsen hver palette, f eks i form af en alummiumsplade, være indrettet til at kunne bære et antal, fortrinsvis fire, fiksturplader med tilhørende fikstur-25 pladeorganer af slidstærkt materiale og til fastholdelse af de emner, der skal behandles 3 DK 174193 B1

Derved opnås mulighed for, at emnerne kan fastholdes særligt pålideligt under behandlingen eller håndteringen i anlægget

Ifølge opfindelsen kan fiksturpladeorganet være en aktiv mekanisme til fiksering eller manipulering eller afprøvning af emnerne og fortrinsvis styres af robotanlægget, eventu-5 elt via en PLC Derved opnås, at robotanlægget bliver anvendeligt til særligt vanskelige opgaver, hvor der f eks kræves en særlig kontroltest af det enkelte emne eller gruppe af emner, inden det færdige produkt forlader anlægget

Fremdeles kan ifølge opfindelsen paletterne og fiksturplademe være holdt på plads på arbejdsstationerne ved hjælp af styretappe, idet dele af fiksturplademe kan samvirke med 10 styretappene, hvorhos hver arbejdsstation kan have mindst en sensor til afføling af tilstedeværelsen eller fraværet af en palette eller fiksturplader Man sikrer herved, at cylinderrobotten særligt pålideligt kan styre paletterne og fiksturplademe (med fikstur-pladeorganeme) på plads på den enkelte arbejdsstation Sensorerne sikrer, at robotanlægget hele uden arbejder effektivt, idet fraværet af en palette eller en fiksturplade på en 15 arbejdsstauon medfører, at en ny palette eller fiksturplade straks hentes ind til arbejdsstationen ved hjælp af cylinderrobotten

Desuden kan ifølge opfindelsen mindst et andet sæt robotter bestå af en nederste cylinderrobot og en øvre antropomorf robot Derved opnås mulighed for, at anlægget kan løse meget vanskelige opgaver, idet de to robotsæt særlig effektivt kan hjælpe hinanden 20 Især har anlægget vist sig egnet til samling af dele i små til mellemstore elektromagneu-ske ventilmdretnmger, f eks i forbindelse med varmtvands- eller centralvarmeenheder

Endvidere kan der ifølge opfindelsen mellem de to sæt robotter være tilvejebragt en transfer-indretning, f eks en transfer-transportør, der eventuelt kan være udformet i to etager, og som foruden flytning af paletter/fiksturplader mellem robotterne kan tjene 25 som mdgangs- eller udgangspassage for tomme paletter, på hvilken transfer-indretning der kan være monteret mindst et registreringsorgan, såsom et kodeaflæsnmgsorgan, især 4 DK 174193 B1 etstregkodeaflæsmngsorgan eller et visionssystem, til registrering af den enkelte palette, hvorhos der kan være monteret sensorer til afføling af emnerne på transfer-indretningen Derved opnås en særlig pålidelig transport af emner eller paletter med emner mellem de to robotsæt, som følge af registrermgsorganet eller visionssystemet er der hele uden rede 5 på, hvor i anlægget et givet emne befinder sig

Ifølge opfindelsen kan der ved midten af transfer-indretningen være monteret en forholdsvis lille hjælpetransportør, som er indrettet til at flytte tomme paletter til og fra transfer-indretningen, idet bevægelsesretningen for hjælpetransportøren danner en vinkel, f eks på i hovedsagen 90°, med transfer-indretningens længderetning Herved 10 opnås en meget pålidelig tilføring og Ijemelse af emner fra transfer-indretningen

Endvidere kan der ifølge opfindelsen på arbejdsarmen af cylinderrobotten eller i transfer-indretningen være monteret en drejemdretmng for paletterne, hvorved der opnås mulighed for særlig præcis drejning af paletterne på arbejdsstationerne, f eks i forbindelse med montageoperationer 15 Ifølge opfindelsen kan et overvågende visionssystem (mønstergenkendelsesanlæg) være ulvejebragt for et sæt robotter og være anbragt meget tæt ved disse robotter, hvilket visionssystem kan omfatte mindst et kamera over hver arbejdsstation Herved opnås en meget pålidelig overvågning af de enkelte arbejdsoperationer på den enkelte arbejdsstation, så at det sikres, at de enkelte emner er på plads i det givne øjeblik 20 Endelig kan ifølge opfindelsen den anden føde- og/eller bortfjemelsesindretmng være anbragt skråt i forhold til en af arbejdsstationens sideflader eller den radialt set yderste endeflade fra arbejdsstationen, idet indretningens længderetning sammen med en af de nævnte flader danner en vinkel, som fortrinsvis er ca 30° 5 DK 174193 B1

Opfindelsen forklares neden for under henvisning til tegningen, hvor fig 1 viser skematisk et robotanlæg ifølge opfindelsen, set fra oven, fig 2 viser skematisk et robotsæt, hvor en antropomorf robot er anbragt oven på en cylinderrobot, 5 fig 3 viser perspektivisk og skematisk et robotanlæg bestående af to sæt robotter, som er indbyrdes forbundet ved hjælp af en transfer-indretning, fig 4 viser skematisk en palette forsynet med fire fiksturplader med tilhørende fikstur-pladeorganer, fig 5 viser skematisk, perspektivisk og i større målforhold en fiksturplade med tilhøren-10 de fiksturpladeorgan, fig 6 viser samme set fra siden, og fig 7 viser skematisk et lodret smt i en udførelsesform for robotanlægget, hvor der uden for et magasin er anbragt en første føde- og/eller bortfjemelsesindretmng

Det i fig 1 viste robotanlæg, som tjener til håndtering af emner, f eks samling af 15 emnerne, består af et sæt 1 af to oven på hinanden anbragte robotter 2 og 5, som er placeret på et basislegeme 6 Sidstnævnte kan dog være udeladt, i hvilket tilfælde den nedre robot 2 er fastgjort direkte på gulvet 24 i det rum, hvor robotanlægget er opstillet, se fig 7 Rundt om robotterne er der tilvejebragt et antal arbejdsstationer, i det foreliggende tilfælde otte, som er mærket 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g og 7h, hvortil eller hvor-20 fra et antal paletter 15 (med eller uden de emner 18, der skal håndteres) kan tilføres eller fjernes Den nedre robot 2 (se fig 2) er en cylinderrobot, som er indrettet td at bevæge paletterne rundt mellem arbejdsstationerne 7a-7h Den øvre robot 5 er en parallelt med 6 DK 174193 B1 cylmderrobotten 2 styret og arbejdende antropomorf robot (antropomorf = menneskelignende) Den er indrettet al at kunne manipulere med emnerne på den enkelte palette, idet den ovenfra griber ned mod eller om den enkelte palette og dennes emner I tilslutning til og radialt uden for en eller flere af arbejdsstationerne 7a-7h kan der som 5 vist i fig 1 være tilsluttet et magasin 8 for paletter med emner Cylmderrobotten 2 er indrettet til at kunne flytte paletterne ud fra magasinerne 8 og ind på en arbejdsstation eller flytte paletterne fra arbejdsstationen og ind i magasinerne 8 Dette betyder, at cybnderrobottens arme må kunne forlænges, så at de kan nå ud til magasinerne

Som vist i fig 1 kan der radialt uden for en arbejdsstation, f eks arbejdsstattonen 7a, 10 eller radialt uden for og i tilslutning til et magasin 8 være tilsluttet en første føde-og/eller bortfjemelsestndretnmg 9 Denne indretning, der f eks kan være en bånd-fødemdretning (flexible belt feeder), kan tilføre paletter med emner til magasinet eller arbejdsstationen, men kan også fjerne paletter med emner herfra Som vist i fig 7 kan indretningen 9 højdemæssigt være anbragt i området mellem gulvet 24 og arbejdsbordet 15 28 (se fig 3) for den enkelte arbejdsstation I fig 7 er vist, hvorledes den første føde- og/eller bortfjemelsesmdretmng kan tilføre eller fjerne stabler 35 af paletter 15, hvorpå der befinder sig emner I fig 1 ses, hvorledes der til arbejdsstaaoneme 7a og 7e kan være tilsluttet en anden føde- og/eller bortfjemelsesmdretmng 10' eller 10, såsom en båndtransportør (flexible 20 belt feeder) Denne indretning befinder sig i niveau med arbejdsstattonens arbejdsbord, altså ret højt

Som vist i fig 1 kan der i anlægget være monteret holdere 12, som kan rumme værktøj, der skal kunne anbringes på en endeeffektor 14 på arbejdsarmen 17, 13 (se øverst til venstre i fig 3) på den antropomorfe robot Holderne 12 er monteret i det område, hvor 7 DK 174193 B1 den antropomorfe robot arbejder, fortrinsvis som vist mellem basislegemet 6 og den enkelte arbejdsstation 7a-7h

Som det er vist i fig 4, 5 og 6 kan hver palette 15 være en plade, f eks af aluminium Paletten kan være indrettet til at bære et antal, fortrinsvis fire, fiksturplader 29 med 5 fiksturpladeorganer 19 af slidstærkt materiale Disse fiksturpladeorganer kan i kortere eller længere tid fastholde de emner 18 (se fig 6), der skal behandles

Det enkelte fiksturpladeorgan 19 kan være en aktiv mekanisme 22, 27 til fiksering eller manipulering eller afprøvning af emneme Det har normalt nogle klemdele 22, såsom kæber, udvidelige akseldele eller en magnetisk klempatron, hvis bevægelse fortrinsvis 10 styres af en drivmekanisme 24 (ikke vist) i robotanlægget, eventuelt via en PLC

Som antydet i fig 4 kan paletterne 15 og fiksturpladerne 29 med fiksturpladeorganer 19 være holdt fast på arbejdsstationerne 7a-7h ved hjælp af styretappe i hjørnerne af den enkelte arbejdsstation, idet hver tap så kan rage op i et hul 20 i paletten 15 og fiksturpladerne 29, se fig 4 Hver arbejdsstation 7a-7h kan have mindst en ikke-vist sensor til 15 afføhng af tilstedeværelsen eller fraværet af en palette 15 eller fiksturplader 29 I fig 3 ses, hvorledes anlægget foruden det første sæt robotter 1 kan være forsynet med et andet sæt robotter 100 Også her er den nederste robot en cylinderrobot og den øvre robot en antropomorf robot

Mellem de to sæt robotter 1 og 100 kan der være tilvejebragt en transfer-indretning 21, 20 f eks i form af en transfer-transportør, der som vist kan være udformet i to etager 21a, 21b Transfer-indretningen 21 er tilsluttet de to robotter ved et sted, hvor der ellers ville have befundet sig en arbejdsstation Foruden flytning af paletter 15 og eller fiksturplader mellem robotsættene 1 og 10, tjener transfer-indretningen som indgangs- eller udgangspassage for tomme paletter På transfer-indretningen er der monteret mindst et regi-25 strermgsorgan 23, såsom et kodeaflæsnmgsorgan, især et stregkodeaflæsningsorgan, men 8 DK 174193 B1 registreringsorganet kan også udgøres af et ikke-vist visionssystem til registrering af den enkelte palette Desuden kan der være monteret ikke-viste sensorer til afføling af emnerne på transfer-indretningen

Ved midten af transfer-indretningen 21 kan der være monteret en forholdsvis lille hjæl-5 petransportør 25, som er indrettet til at flytte tomme paletter til og fra transfer-indretningen 21 Som vist danner bevægelsesretningen for hjælpetransportøren en vinkel u med transfer-indretningens længderetning Denne vinkel u kan f eks være i hovedsagen 90° På arbejdsarmen 26 af cylinderobotten 2 eller ved eller i transfer-indretningen 21 kan der være monteret en ikke-vist drejemdretnmg for paletterne 15, hvilken drejemdretmng 10 gør det muligt f eks at dreje paletterne 180° eller enhver anden passende vinkel Såfremt der anvendes et visionssystem (mønstergenkendelsesanlæg) ved det enkelte robotsæt 1 eller 10, vil dette system være anbragt tæt ved robotsættet, f eks lige oven over det Visionssystemet vil normalt have mindst et kamera over hver arbejdsstation Disse kameraer er dog ikke vist 15 Som vist i fig 1 kan den anden føde- og/eller bortfjemelsesindretmng 10’ ’ ved arbejdsstationen 7g være anbragt på skrå, dvs danne en vinkel v (som f eks er 45°) med en sideflade 7g' af arbejdsstationen 7g Det er også muligt, at den anden føde- og/eller bortfjernelsesindretning kan danne en vinkel v med den i forhold til robotsættet fjerneste endeflade 7d' af arbejdsstationen 7d, den anden føde- og/eller bortfjernelsesstation er i 20 dette tilfælde mærket 10', v kan f eks være ca 30°, den vinkel, den anden føde-og/eller bortfjemelsesindretmng 10 danner med arbejdsstationens 7e fjerneste endeflade 7e', kan som vist være 90°

Opfindelsen kan ændres på mange måder, uden at der derved afviges fra dens idé, således som denne er udtrykt i de vedføjede krav Således er det muligt at vende robot- 9 DK 174193 B1 anlægget 180° og fastgøre det i loftet af det rum, hvor det skal installeres I dette tilfælde vil den antropomorfe robot være nederst og cylinderrobotten øverst

Det er også muligt, at der kan være tilvejebragt et overordnet styresystem for robotterne med henblik på at styre disses operationelle aktivitet

Claims (12)

1 Robotanlæg til håndtering af emner (18), f eks samling af emnerne, og omfattende mindst et sæt (1) af to ovenpå hinanden anbragte robotter (2, 5), som eventuelt er 5 placeret på et basislegeme (6), og hvor der rundt om robotterne fmdes et antal arbejdsstationer (7a-7h), hvortil eller hvorfra et antal paletter (15) kan tilføres eller fjernes, kendetegnet ved, at den nedre robot (2) er en cylinderrobot, som er indrettet til at bevæge paletterne (15) rundt mellem arbejdsstationerne (7a-7h), og at den øvre robot (5) er en parallelt med cylinderrobotten (2) arbejdende antropomorf robot, som er indret-10 tet til at kunne manipulere med emnerne på den enkelte paiette (15)

2 Robotanlæg ifølge krav 1,kendetegnet ved, at det har mindst et magasin (8) for paletter med emner på, og som er tilsluttet mindst en af arbejdsstationerne (7f-7h), og at cylmderrobotten er indrettet til at kunne flytte paletterne (15) ud fra og ind i magasinet (8)

15. Robotanlæg ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der til enten mindst en arbejdsstation (7a-7h) eller til tilgangssiden af magasinet (8) er sluttet en første føde-og/eller bortfjemelsesindretnmg (9) til tilføring og/eller fjernelse af paletter (15) med emner fra arbejdsstationen, hvilken føde- og/eller bortfjemelsesindretnmg (9) er anbragt i højdeområdet mellem det gulv (24), hvorpå robotanlægget er opstillet, og et arbejds-20 bord (28) for vedkommende arbejdsstation, - respektivt et arbejdsbord for den til magasinet (8) knyttede arbejdsstation (7f, 7h)

4 Robotanlæg ifølge et eller flere af kravene 1-3,kendetegnet ved, at der al mindst en af arbejdsstationerne (7a-7h) er tilsluttet en anden føde- og/eller bortfjemel-sesuidretning (10, 10’, 10") al alføring og/eller bortfjemelse af separate emner, hvilken 25 føde- og/eller bortfjernelsesindretning (10, 10', 10") er anbragt i niveau med arbejdsstationens arbejdsbord 11 DK 174193 B1

5 Robotanlæg ifølge et eller flere af kravene 1-4,kendetegnet ved, at en værktøjsholder (12) for værktøj til en endeeffektor (14) på den antropomorfe robots (5) arbejdsarm (17, 13) er monteret i den antropomorfe robots arbejdsområde, fortrinsvis mellem basislegemet (6) og den enkelte arbejdsstation (7a-7h)

5. Robotanlæg ifølge et eller flere af kravene 1-5,kendetegnet ved, at hver palette (15), f eks i form af en alumimumsplade, er indrettet bl at kunne bære et antal, fortrinsvis fire, fiksturplader (29) med tilhørende fiksturpladeorganer (19) af slidstærkt materiale og til fastholdelse af emner (18), der skal behandles

7 Robotanlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at fiksturpladeorganet (19) er 10 en akuv mekanisme (22, 27) til fiksering eller manipulering eller afprøvning af emnerne (18) og fortrinsvis styres af robotanlægget, eventuelt via en PLC

8 Robotanlæg ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at paletterne (15) og fiksturplademe (29) er holdt på plads på arbejdsstationerne (7a-7h) ved hjælp af styretappe, idet dele (20) af fiksturplademe kan samvirke med styretappene, og at hver arbejds- 15 stabon (7a-7h) har mindst en sensor bl afføkng af tilstedeværelsen eller fraværet af en palette (15) eller fiksturplader

9 Robotanlæg ifølge et eller flere af kravene 1-8, kendetegnet ved, at mindst et andet sæt robotter (100) består af en nederste cylmderrobot og en øvre antropomorf robot 20 10 Robotanlæg ifølge krav 9, kendetegnet ved, at der mellem de to sæt robotter (1, 100) fmdes en transfer-indretning (21), f eks en transfer-transportør, der eventuelt kan være udformet i to etager (21a, 21b), og som foruden flytning af paletter/fikstur-plader (15 og 29) mellem robotsættene tjener som indgangs- eller udgangspassage for tomme paletter, på hvilken transfer-indretning (21) der er monteret mindst et registre-25 nngsorgan (23), såsom et kodeaflæsnmgsorgan, især et stregkodeaflæsningsorgan eller 12 DK 174193 B1 et visionssystem (mønstergenkendelsesanlæg) til registrering af den enkelte palette, og at der er monteret sensorer til afføling af emnerne (18) på transfer-indretningen

11 Robotanlæg ifølge krav 10, kendetegnet ved, at der ved midten af transferindretningen er monteret en forholdsvis lille hjælpetransportør (25), som er indrettet til 5 at flytte tomme paletter (15) til og fra transfer-indretningen (21), idet længderetningen for hjælpetransportøren (25) danner en vinkel (u), f eks på i hovedsagen 90°, med transfer-indretningens (21) længderetning

12 Robotanlæg ifølge krav 11,kendetegnet ved, at der på en arbejdsarm (26) på cylinderrobotten (2) eller ved eller i transfer-indretningen (21) er monteret en dreje- 10 indretning for paletterne (15)

13 Robotanlæg ifølge et eller flere af kravene 1-12, kendetegnet ved, at et overvågende visionssystem er tilvejebragt for et sæt robotter (1 eller 100) meget tæt ved robotsættet, hvilket visionssystem omfatter mindst et kamera over hver arbejdsstation (7a-7h) 15 14 Robotanlæg ifølge et eller flere af kravene 1-13, kendetegnet ved, at den anden føde- og/eller bortfjernelsesindretning (10', 10") er anbragt skråt i forhold til en af arbejdsstationens (7a-7h) sideflader (7g') eller den radialt set yderste endeflade (7d’) af arbejdsstationen, idet indretningens længderetning sammen med en af de nævnte flader danner en vinkel (v), som fortrinsvis er ca 30° 20 DK 174193 B1 rrrg'’0' <7h j ?q •««s*. yiy ^ will] ™ Fig. 1 ^ 5 -:L-—s Fig. 2 DK 174193 B1 <o <o DK 174193 B1 r29 s 19 s29 20 /=Ά ) \ ^ 1^20 1529' ^29 Fig 4 r Fig 5 Λ......^T Fig. 6 DK 174193 B1 5. 2δΛ β- ε 35, 35 ^ ι ^ dsL, rrAv/s/sAf- zZZZZZZZtt ------^/5 i _♦ '--n : ,]_/—\+:X >u Jd H -X^~^ 15^ \?6 Ί5 Fig 7