NL7901956A - Verplaatsingsbesturingsinrichting. - Google Patents

Verplaatsingsbesturingsinrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL7901956A
NL7901956A NL7901956A NL7901956A NL7901956A NL 7901956 A NL7901956 A NL 7901956A NL 7901956 A NL7901956 A NL 7901956A NL 7901956 A NL7901956 A NL 7901956A NL 7901956 A NL7901956 A NL 7901956A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
freedom
displacement
force
counterforce
degree
Prior art date
Application number
NL7901956A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Leuven Res & Dev Vzw
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leuven Res & Dev Vzw filed Critical Leuven Res & Dev Vzw
Priority to NL7901956A priority Critical patent/NL7901956A/nl
Priority to EP80200179A priority patent/EP0015618B1/en
Priority to AT80200179T priority patent/ATE4094T1/de
Priority to DE8080200179T priority patent/DE3064078D1/de
Priority to JP3146680A priority patent/JPS55129809A/ja
Publication of NL7901956A publication Critical patent/NL7901956A/nl
Priority to US06/325,835 priority patent/US4445273A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10Aligning parts to be fitted together
    • B23P19/102Aligning parts to be fitted together using remote centre compliance devices
    • B23P19/105Aligning parts to be fitted together using remote centre compliance devices using sensing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10Aligning parts to be fitted together
    • B23P19/12Alignment of parts for insertion into bores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints
    • B25J17/02Wrist joints
    • B25J17/0208Compliance devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53039Means to assemble or disassemble with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
    • Y10T29/53061Responsive to work or work-related machine element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

3k.
X Sch/Se/22
Leuven Research & Development V.Z.W. te Leuven, Belgie.
Verplaatsingsbesturingsinrichting. _
De uitvinding heeft betrekking op,:een inrichting voor het een eerste voorwerp doen uitvoeren van een door een vast opgesteld tweede voorwerp bepaalde, gewenste verplaatsing, namelijk een translatie en/of een rotatie^ in het bijzonder ^ bedoeld voor het assembleren van voorwerpen in industriële produktieprocessen, welke inrichting positioneringsmiddelen \i omvat voor het in een gewenste positie ‘ten opzichte van het tweede voorwerp brengen van het eerste voorwerp.
Voor het assembleren van voorwerpen, in het bijzonder i0 onder toepassing van pen-gatverbindingen, bij industriële massaproduktieprocessen worden verschillende methodes en inrichtingen gebruikt.
Bij de klassieke en nog veel toegepaste werkwijze manipuleert de arbeider met zijn handen de pen en korrigeert op basis van zijn visuele informatie en de ontmoete tegenkrachten de verplaatsingen van de pen, totdat deze over de gewenste axiale afstand in het gat is verplaatst. De visuele informatie kan in het geval van zeer nauwe passingen en scherpe randen onvoldoende zijn om betrouwbare invoer van de pen in 2q het gat zonder beschadigingen te verkrijgen, vooral indien de handeling vaak dient te worden herhaald.
Bij zeer nauwe passingen treedt verder vaak het verschijnsel op, dat de pen scheef klemmend in het gat vast-, raakt. In de literatuur wordt dit verschijnsel vaak als 25 "jamming" aangeduid.
Volgens een alternatieve techniek wordt gebruik -gemaakt van een machine met een vaste tijd voor de betreffende handeling en met een vaste, althans eenmalig ingesteldé verplaatsingsslag. Elk bewerkingsstation is speciaal inge-3q richt voor het uitvoeren van één bepaalde handeling, zoals het invoeren van de pen in het gat, het over de gewenste axiale lengte doen verplaatsen van de pen, het vastzetten van de pen, het kontroleren van de verbinding, enz. Bij deze ma- 35 7901956 i <ï 2 chine wordt geen gebruik gemaakt van enige vorm van verplaat-sings- of krachtendetectie voor het volgen of besturen van het proces. Daardoor doet zich regelmatig het genoemde verschijnsel voor, dat de samen te brengen onderdelen klemmend 5 vastraken. Zelfs bij uiterst nauwkeurig werkende machines kan dit gebeuren, aangezien de afmetingen van de onderdelen aan een zekere exemplaarspreiding onderhevig zijn. In de praktijk kan de assembleermachine tot 35% van de bedrijfstijd hierdoor buiten werking zijn. Aangezien de machine specifiek voor 10 één doel bestemd en ingericht is, is hij relatief duur en is zijn instelling betrekkelijk moeilijk te wijzigen, hetgeen een toch gewenste flexibiliteit van de produktie, bijvoorbeeld ten aanzien van het invoeren van ontwerpvariaties voor de produkten in de weg staat.
15 De uitvinding stelt zich ten doel, een inrichting van het in de aanhef omschreven type te verschaffen, waarmee de werkelijke verplaatsing tot nauwkeurige overeenstemming met de gewenste verplaatsing gebracht kan worden.
Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van 20 een inrichting van het in de aanhef omschreven type, waarbij het mogelijk is, zonder uitwendige wijzigingen aan de inrichting de bovenbeshreven handelingen uit te voeren, ongeacht de vorm, de afmetingen en de toleranties van de te assembleren stukken.
25 Verder stelt de uitvinding zich ten doel, een inrichting van het in de aanhef beschreven type te verschaffen, waarbij de tussen beide voorwerpen optredende kracht een zekere maximale waarde niet kan overschrijden.
Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van 30 een inrichting van het beschreven type, waarbij het optreden van een ongewenste klemming van de voorwerpen is uitgesloten, zelfs in het geval van zeer nauwe passingen.
35 7901956 * * 3 -
Ter verwezenlijking van de genoemde doelstellingen is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt door een voor het dragen van het eerste voorwerp ingericht hulplichaam, dat zodanig is gelagerd, dat het een aantal vrijheidsgraden van 5 verplaatsing bezit, aandrijfmiddelen voor elke vrijheidsgraad, een krachtmeetorgaan voor elke vrijheidsgraad voor het t meten van de op het eerste voorwerp bij verplaatsing volgens die vrijheidsgraad uitgeoefende tegenkracht, en terugkoppel-middelen tussen elk krachtmeetorgaan en.de korrespenderende 10 aandrijfmiddelen, waarbij het funktieverband tussen de verplaatsing van het hulplichaam volgens een vrijheidsgraad en de daarmee samenhangende tegenkracht tijdens bedrijf instelbaar is.
Verdere kenmerken en bijzonderheden van de inrichting 15 volgens de uitvinding zullen worden genoemd en toegelicht aan de hand van een tekening. Hierin tonen:
Figuur 1 een funktioneel blokschema van een industriële robot met een eerste uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding ter verklaring van het principe van de 20 uitvinding?
Figuur 2 ten dele een schematisch perspektivisch aanzicht, ten dele een symbolische, equivalente weergave van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding met vijf vrijheidsgraden, namelijk drie voor translatie en twee voor rota-25 tie, waarin voor elke vrijheidsgraad een equivalente compliant ie aanwezig is?
Figuur 3 een grafische voorstelling van een aantal mogelijke instelbare funktieverbanden tussen de verplaatsing van het hulplichaam volgens een vrijheidsgraad' en de daarmee sa-30 menhangende tegenkracht?
Figuur 4 een principe schema van de van het uitvoerings-voorbeeld volgens fig.l deel uitmakende besturingseenheid;
Figuur 5 een schematische, tweedimensionale voorstelling van de vorming van een pen-gatverbinding en een daarbij op-35 tredend krachtenspel; 7901956 * * 4
Figuur 6 een tweedimensionale krachtenruimte, waarin een aantal krachtniveaus is getekend ter toelichting, van de uitvinding;
Figuur 7 een grafische weergave van de krachten volgens . 5 de vijf vrijheidsgraden, als funktie van de tijd, zoals die in een praktijkgeval zijn gemeten bij het vormen van een pen--gatverbinding met de inrichting volgens fig.2?
Figuur 8 een schematische axiale doorsnede door twee voorwerpen die door middel van een pen-gatverbinding gekop-10 peld moeten worden, tijdens de naderingsfase?
Figuur 9 een met het aanzicht van figuur 7 overeenkomend aanzicht op een later tijdstip; en
Figuur 10 een met de doorsneden volgens fig.7 en 8 overeenkomend aanzicht op weer een later tijdstip .
15 Een industriële robot, die in fig.l in zijn geheel met het verwijzingscijfer 1 is aangeduid, omvat een be sturings-computer 2, een daarmee gekoppelde arm of manipulator 3, een met de manipulator 3 gekoppeld polsgewricht 4, en een met het polsgewricht 4 gekoppelde besturingseenheid 5. De richting 20 van de tussen de diverse onderdelen uitgewisselde informatie-signalen is met pijlen aangegeven. In het funktionele schema van fig.l is "het proces" symbolisch aangeduid als de enerzijds met het polsgewricht 4, anderzijds met de besturingseenheid 5 gekoppelde eenheid 6. Onder "het proces" wordt bij-25 voorbeeld het inbrengen van een pen in een gat verstaan. Het polsgewricht 4 omvat een niet-getekend krachtmeetorgaan.
Het zal aan de hand van het sterk vereenvoudigde blok-schema van fig.l duidelijk zijn, dat het proces 6 in een teruggekoppeld systeem is opgenomen. De als terugkoppeleleraent 30 geschakelde besturingseenheid 5 is in staat om aan de hand van de tijdens het proces optredende krachten de drijvende krachten en de verplaatsingen te beïnvloeden, waardoor een dynamische procesbeheersing is verkregen. De eigenschappen van in het bijzonder de besturingseenheid 5 zullen hierna 35 gedetailleerd worden besproken.
7901956
Fig.2 toont een automatisch werkende, zelf-korrigerende robot volgens de uitvinding.
Een eerste voorwerp of pen 7 is star ingeklemd in een schematisch aangeduid hulplichaam of klauw 8. Daze klauw 8 is 5 door middel van bekende, niet-getekende middelen zodanig gelagerd, dat hij vijf vrijheidsgraden bezit, nl. translatie in de met resp. x, y en z aangeduide richtingen en rotatie rond t de x- en de y-richting, in de figuur aangeduid met resp.
9 en . \ x y ] 10 Voor elke vrijheidsgraad is de klauw 8 aandrijfbaar door een motor, namelijk voor de vrijheidsgraden x,y,z, resp. de motor 9,10,11,12,13. de motoren 9,10,11 beïnvloeden de klauw 8 via resp. de translatie-aandrijfassen 14,15 ,16? de motoren 12,13 beïnvloeden de klauw 8 via resp. de rotatie-15 -aandrijfassen 17,18.
Tussen de vrije uiteinden van de assen 14,15,16 en de korre sponderende aangrijpingsvlakken van de klauw 8 zijn drie, symbolisch als schroefveren resp. 19,20,21 weergegeven, complianties aanwezig, via welke de respektieve translatie-20 krachten van de motoren 9,10,11 op de klauw 8-worden~overge-dragen.
De rotatiekrachten van de motoren 12,13 worden via twee met de klauw 8 verbonden rotatie-assen 22,23 in respektieve-lijk de x- en y-richting en twee, symbolisch als spiraalve-25 ren resp. 24,25 weergegeven, torsiecomplianties op de klauw 8 overgedragen.
In fig.2 is door arceringen symbolisch de bevestiging van de motoren 9 t/m 13 op niet-getekende draagframes aangeduid. Het behoeft geen betoog, dat voor volledig onafhanke-30 lijke verplaatsingen volgens de verschillende vrijheidsgraden, de draagframes in onderling orthogonale richtingen, onafhankelijk, verplaatsbaar moeten zijn.
Nu volgt een uiteenzetting met betrekking tot de noodzaak, voor elke vrijheidsgraad een compliantie aan te brengen 35 tussen de betreffende aandrijfmotor en de klauw.
7901956 « v 6
Een mens kan door langdurige oefening een buitengewone vaardigheid voor het nauwkeurig assembleren ontwikkelen, tengevolge van de gevoeligheid en de flexibiliteit van de menselijke pols en de hand (27 vrijheidsgraden) . In het bijzonder 5 schijnt de compliantie tengevolge van slip tussen een aange-' vat voorwerp en de vingers , alsmede de elasticiteit van de huid en het onderliggende weefsel van doorslaggevende beteke-. nis te zijn bij het assembleren.
Uit een vereenvoudigd theoretish model blijkt, dat het 10 toevoegen aan een robotarm met zes vrijheidsgraden van een krachtopneraer voor elke vrijheidsgraad voldoende informatie en flexibiliteit bij het manipuleren biedt om een typisch assembleerprobleem op te lossen.
In de praktijk blijkt evenwel, dat een dergelijke auto-15 maat niet in staat is om met menselijke prestaties vergelijkbare prestaties te leveren.
De mechanisch stijve konstruktie van de gangbare robots, die noodzakelijk is voor het verkrijgen van een geschikte dynamische responsie, brengt nl. grote problemen met zich mee 20 bij het verwerken van de krachteninformatie. Uit een gedetailleerde analyse van het bij het vormen van een pen-gatver-binding optredende krachtenspel blijkt, dat , indien in de krachtlus geen compliantie aanwezig is, uiterst ingewikkelde korre ktie be wegingen met coördinatie tussen diverse vrijheids-25 graden noodzakelijk zijn.Een voor de hand liggende complika-• tie is derhalve het zeer ingewikkelde karakter van het door de rekenautomaat on-line uit te voeren berekeningen. Bovendien kunnen onoplosbare situaties optreden, zoals het reeds vermelde klemmen tijdens het inbrengen van een pen in een 30 gat. Een bekend servosysteem, waarbij de servolus de aandrijvende krachten en de tegenkrachten met elkaar in evenwicht brengt, is niet in staat , een dergelijke situatie op te lossen.
35 7901956 7
De noodzaak van ingewikkelde berekeningen en de onoplosbaarheid van dubbelzinnige situaties kunnen worden vermeden door het opnemen van geschikte complianties in het polsgewricht. : 5 De bruikbaarheid van passieve complianties is beperkt v door hun intrinsieke gebrek aan flexibiliteit. Zij dienen speciaal met het oog op een bepaalde bewerking te worden gekozen en hun waarde is voor een zelfde bewerking vaak afhankelijk van de afmetingen van de te assembleren voorwerpen. j_0 De beperkingen van passieve complianties kunnen worden ondervangen door de complianties bestuurbaar uit te voeren.
Bij de inrichting volgens de uitvinding worden de voor-' delen van passieve en aktieve accomodatie gecombineerd.
Fig. 3 toont een grafische weergave van het funktiever-15 band tussen de verplaatsing u van het hulplichaam en de daarmee samenhangende tegenkracht F.
De algemene termen "verplaatsing ” en "kracht" omvatten voor de rotatievrijheidsgraden tevens resp. de "hoekverdraai-ing" en het "moment".
20 De compliantly C is-algemeen-gedef inieerd als het quo tiënt van de uitwijking en de kracht, in fig.3 dus de cotangens van de hoek tussen de verbindingslijn tussen een punt van een grafiek en de oorsprong 0 en de positieve u-as.
üit de grafiek van fig.3 blijkt, dat de compliantie in 25 het lineaire-veergebied, ofwel de mate van verplaatsing als gevolg van het uitoefenen van een kracht, in een aantal, in de als voorbeeld getekende grafiek 3, stappen instelbaar is. Deze drie stappen korresponderen met drie door de oorsprong gaande rechte delen van de grafiek, die verschillende hoeken 30 met de positieve x-as insluiten.
Verder blijkt uit de grafiek, dat het kracht-verzadi-gingsniveau, ofwel de maximale waarde van de de tegenkracht opwekkende aandrijvende kracht in een aantal, in de als voorbeeld getekende grafiek 3, maar bij voorkeur 16, stappen in-35 stelbaar is. Deze stappen korresponderen met drie horizontale delen van de grafiek aan beide zijden ten opzichte van de 7901956 ·* - * 8 oorsprong 0.
Fig.4 toont een schema, gedeeltelijk in blokvorm, van een besturingseenheid 5 volgens fig.l, waarmee tijdens het proces de volgens de uitvinding noodzakelijke korrektiekrach-5 ten en -verplaatsingen door de klauw 8 worden bestuurd. De opbouw van de schakeling maakt als zodanig geen deel uit van de uitvinding, en zal daarom niet gedetailleerd worden besproken. Bovendien liggen diverse varianten op de onderlinge rangschikking van de verschillende eenheden, onder handhaving 10 van de funktionele eigenschappen van de besturingseenheid 5, binnen het bereik van de deskundige.
Waar nodig is de richting van de informatiesignalen weer met pijlen aangegeven.
De getekende besturingseenheid 5 omvat een computer 26, 15 een foutenbuffer 27, een digitaal/analoog omzetter 28, een PID-schakeling 29 , een bestuurbare versterkingsregelschakeling 30 , een bestuurbare schakeling 31 voor het regelen van het verzadigingsniveau, een aansluitklem 32 voor ontvangst van het uitgangssignaal van een positiemeetorgaan, een aan-20 sluitklem 33 voor ontvangst van het uitgangssignaal van een" ' tachymeter en een uitgangsklem 34 voor toevoer van het uitgangssignaal van de besturingseenheid 5 aan de betreffende aandrijfmotor. De schakeling 30 bevat een multiplexeerschakeling 35; de schakeling 31 bevat een digitaal/analoog omzetter 25 40 en een diodebrug 36. .Als aktieve elementen zijn verder niet nader aangeduide operationele versterkers aanwezig.
De besturingseenheid 5 is in staat tot het uitvoeren van de aan de hand van fig.3 beschreven compliantievariaties en 30 verder tot het besturen van nog nader aan te duiden procesbeheersing sstappen.
Fig.5 toont schematisch een mogelijke situatie bij het vormen van een pen-gatverbinding en de daarbij optredende krachten.
35 Tengevolge van een axiale afwijking hebben de gatwand en de pen twee contactpunten, althans twee kleine contactopper- 7901956 <- » vlakken, gemeen, hetgeen bij bepaalde drijvende krachten volgens de verschillende vrijheidsgraden korre spondeert met de kracht F£0j-aai met een component F^ in- de x-richting en een component in de y-richting. De krachten F^ en 5 Fy korresponderen met de tegenkrachten volgens resp. de vrijheidsgraden x en y. \
Volgens de uitvinding is de maximale waarde van de de tegenkracht opwekkende aandrijvende klacht voortdurend, tijdens het proces, instelbaar. Nu zal éen verder kenmerk van 10 de uitvinding worden genoemd en aan demand van fig.6 worden toegelicht. Volgens dit kenmerk wordt bij het overschrijden van de op dat moment ingestelde kracht in één van de vrijheidsgraden voor tenminste één van de vrijheidsgraden een hogere maximaal toelaatbare waarde voor de tegenkracht 15 ingesteld, in êên van de vrijheidsgraden een hogere verplaatsing skracht uitgeoefend, in het geval van toename van de tegenkracht de richting van de verplaatsingskracht omgekeerd en bij het onder de eerste ingestelde maximale waarde komen van de tegenkracht de eerste maximale waarde van de tegen-20 kracht weer inge steld.
Fig.6 toont een orthogonale krachtenruimte, waarin de abscis korrespondeert met de kracht Fx in de x-richting en de ordinaat met de kracht F in de y-richting.. De krachten F' en F' volgens fig.5 zijn dus met één specifiek x y 25 geval korre sponde rende waarden van Fx en F .
In de krachtenruimte volgens fig.6 zijn ter illustratie van het laatstgenoemde kenmerk van de uitvinding twee krachtenzones getekend, nl. een vierkante eerste zone 37 , symmetrisch rond de oorsprong O, en een tweede zone 38, symme-30 trisch rond de oorsprong, met een vierkante buitenomtreks-vorm, welke tweede zone aansluit rond de eerste zone. De om-trekslijnen van de zones 37,38 korresponderen elk met een bepaalde ingestelde maximale kracht. Uit de vierkante om-treksvorm van de zones blijkt, dat voor de x- en de y-rich-35 ting dezelfde waarden zijn ingesteld. Gezien de symmetrie van de in fig.5 geschetste situatie is dit een logische keuze.
7901956 10
Voor andere situaties kunnen andere, eventueel voor verschillende vrijheidsgraden verschillende, niveaus ingesteld worden.
Met voordeel kan de waarde van de grootte van de kracht, 5 waarbij de richting van de verplaatsing omkeert, instelbaar zijn. Het variëren van één of meer krachtniveaus brengt een korre spenderende verschuiving van twee evenwijdige, kor-responderende omtrekslijnen volgens fig.6 met zich mee, hetgeen equivalent is met de overgang van één stel horizon-j_g tale, onderling evenwijdige grafiekdelen volgens fig.3 naar een ander stel.
Op de beschreven wijze kan worden bereikt, dat dubbelzinnige situaties sneller worden opgelost, terwijl het optreden van onoplosbare situaties, zoals het eerder beschreven 25 "klemmen" uitgesloten is.
Met de inrichting volgens de uitvinding kan een assemblage in massaproduktie plaatsvinden, waarbij een uitstekende uniformiteit van de produkten gepaard gaat met een korte vervaardig ing stijd . Bovendien is de kans op uitval van foutieve 20 produkten en niet-produktieve tijden'van de robot'tot eén minimum gereduceerd.
Fig.7 toont als funktie van de tijd, met telkens dezelfde tijdschaal, onder elkaar resp. het moment voor rota- .
tie rond de x-as., de kracht Fx in de x-richting, de kracht.
25 Fy in de y-richting, het moment voor rotatie rond de y-as, de kracht F in de z-richting en de verplaatsingsbe- z velen c. De figuur heeft betrekking op de inrichting met vijf graden van vrijheid volgens fig.2. Een gedetailleerde analyse van het verloop van en het verband tussen de verschillende 30 krachten zal niet worden gegeven; hieronder volgen slechts enkele bijzonderheden.
Zoals uit het verloop van F blijkt, treedt na enige Λ
tijd vanaf de aanvang een sterke stijging op tot het met een streep-stippellijn aangeduide niveau. Vervolgens daalt F
35 tot een in absolute zin lager niveau, dat met een onderbroken
X
790 1 9 56 «> <& lijn is aangeduid. Uit het verloop van het verplaatsingsbevelc blijkt, dat de frequentie van het optreden van het verplaat-singsbevel afneeiut met de tijd, hetgeen wijst op het bereiken van een stabiele toestand. s' 5 Op de aanvangswaarde van Μ^χ en die van zal nu worden ingegaan aan de hand van de figuren 8,9 en 10.
De figuren 8,9, en 10 tonen resp. op opeenvolgende tijd- Λ ' stippen de nadering tot een gat in eeh tweede voorwerp 39 van een in het gat te brengen pen 7. De vorm van de pen 7 en het 10 gat is zodanig, dat geen of nagenoeg geen zelf-zoekende werking plaatsvindt. Wanneer derhalve de pen zeer nauw in het gat past, is de kans op een korrekte relatieve invoerpositie praktisch nihil. Daarom kan door de inrichting volgens de uitvinding bij het naderen van het gat de langsrichting van 15 de pen onder een hoek (^ten opzichte van de gewenste verplaatsing srichting, namelijk de langsrichting van het gat, worden gebracht. Hiermee vervalt de zware eis, dat het ondervlak van de pen 7 exact gecentreerd is ten opzichte van het uiteinde van het gat en dient slechts het laagste punt A van 20 de pen 7 zich boven het gat te bevinden, aan welke eis eenvoudig kan worden voldaan. Zodra vervolgens tengevolge van de verplaatsing omlaag van de pen 7 contact tussen het tweede voorwerp 39 en de pen 7 tot stand komt, treedt in één of meer vrijheidsgraden een tegenkracht op, waarmee de beschre^ 25 ven besturing van de bewegingen van de pen 7 ten opzichte van de gatwand begint.
Zoals reeds is gezegd, kunnen de aandrijfmiddelen voor elke vrijheidsgraad uit een elektromotor bestaan. Het kracht-meetorgaan kan dan zijn ingericht voor het meten van de 30 sterkte van de motorstroom. In het eenvoudigste geval kan de elektromotor een gelijkstroommotor zijn en kan het kracht-meetorgaan een in serie met de motor opgenomen weerstand zijn, de spanning waarover eenduidig samenhangt met de door de motor geleverde , de tegenkracht opwekkende, aandrijvende 35 kracht, zodat de spanning over deze weerstand als stuursignaal kan worden gebruikt.
7901956
Ook kunnen krachtopnemers van h.v. het piëzo-elektrische type worden toegepast.
De uitvinding vindt een belangrijke toepassing bij assemblage processen, maar is daartoe niet beperkt. Zo kan met 5 de inrichting volgens de uitvinding in het algemeen worden bereikt, dat een 'eerste voorwerp een tweede voorwerp volgt met een vooraf bepaalde constante kracht. Toepassingsvoorbeelden hiervan zijn: booglassen met gebruikmaking van een afstandbepalend hulpvoorwerp; geautomatiseerde mechanische 10 meetinstrumenten; het afkitten van contactranden, bijvoorbeeld van gloeilampen, televisiebeeldbuizen en dergelijke, met behulp van een kitspuitmondstuk en een afstand bepalend hulpvoorwerp..
15 20............ .......-................ — - · -----------— - - - 25 30 35 7901956

Claims (7)

1. Inrichting voor het een eerste voorwerp doen uitvoeren van een door een vast opgesteld tweede voorwerp bepaalde, gewenste verplaatsing, namelijk een transla- \ tie en/of een rotatie, in het bijzonder bedoeld voor het assembleren van voorwerpen in industriële productieprocessen, welke inrichting positioneringsmiddeleis omvat voor het in % t een gewenste positie ten opzichte van het tweede voorwerp brengen van het eerste voorwerp, gekenmerkt door; een voor het dragen van het eerste voorwerp ingericht hulplichaam, dat zodanig is gelagerd, dat het een aantal vrijheidsgraden van verplaatsing bezit; aandrijfmiddelen voor elke vrijheidsgraad; een krachtmeetorgaan voor elke vrijheidsgraad voor het meten van de op het eerste voorwerp bij verplaatsing volgens die vrijheidsgraad uitgeoefende tegenkracht; terügkoppelmiddelen tussen elk krachtmeetorgaan en de corresponderende aandrijfmiddelen, waarbij het functieverband tussen de verplaatsing van het hulplichaam volgens een vrijheidsgraad en de daarmee samenhangende tegenkracht tijdens bedrijf instelbaar is.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de maximale waarde van de de tegenkracht opwekkende aandrijvende kracht voortdurend instelbaar is.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat bij het overschrijden van de op dat moment ingestelde kracht in één van de vrijheidsgraden voor ten minste ëën van de vrijheidsgraden een hogere maximaal toelaatbare waarde voor de tegenkracht wordt ingesteld, in één van de vrijheidsgraden een hogere verplaatsingskracht wordt uitgeoefend, in het geval van toename van de tegenkracht de richting van de verplaatsingskracht wordt omge- 7901956 - ±4 keerd en bij het onder de eerste ingestelde maximale waarde komen van de tegenkracht de eerste maximale waarde van de tegenkracht weer wordt ingesteld.
4. Inrichting volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat de aandrijfraiddelen voor elke vrijheidsgraad bestaan uit een elektromotor en dat het krachtmeetorgaan de sterkte van de motorstroom meet.
5. Inrichting volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de waarde van de grootte van de kracht, waarbij de richting van de verplaatsing omkeert, instelbaar is.
6. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de mate van verplaatsing als gevolg van het uitoefenen van een kracht instelbaar is.
7. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, voor het in een gat brengen van een pen, met het kenmerk, dat bij het naderen van het gat de langsrichting van de pen onder een hoek ten opzichte van de gewenste ver-plaatsingsrichting wordt gebracht. 790 1 9 5 6
NL7901956A 1979-03-12 1979-03-12 Verplaatsingsbesturingsinrichting. NL7901956A (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7901956A NL7901956A (nl) 1979-03-12 1979-03-12 Verplaatsingsbesturingsinrichting.
EP80200179A EP0015618B1 (en) 1979-03-12 1980-02-28 Displacement control device
AT80200179T ATE4094T1 (de) 1979-03-12 1980-02-28 Verschiebe-steuervorrichtung.
DE8080200179T DE3064078D1 (en) 1979-03-12 1980-02-28 Displacement control device
JP3146680A JPS55129809A (en) 1979-03-12 1980-03-11 Displacement control device
US06/325,835 US4445273A (en) 1979-03-12 1981-11-30 Displacement control device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7901956 1979-03-12
NL7901956A NL7901956A (nl) 1979-03-12 1979-03-12 Verplaatsingsbesturingsinrichting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7901956A true NL7901956A (nl) 1980-09-16

Family

ID=19832789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7901956A NL7901956A (nl) 1979-03-12 1979-03-12 Verplaatsingsbesturingsinrichting.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4445273A (nl)
EP (1) EP0015618B1 (nl)
JP (1) JPS55129809A (nl)
AT (1) ATE4094T1 (nl)
DE (1) DE3064078D1 (nl)
NL (1) NL7901956A (nl)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5843238B2 (ja) * 1980-12-30 1983-09-26 ファナック株式会社 ロボット制御方式
US4409736A (en) * 1981-07-31 1983-10-18 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Null seeking system for remote center compliance device
GB2125768B (en) * 1982-03-15 1986-04-16 Pavel Jan Drazon A manipulating unit
NO159980C (no) * 1982-09-21 1989-03-01 Fujitsu Ltd Baereanordning.
FR2537907B1 (fr) * 1982-12-17 1985-09-20 Du Pin Cellulose Dispositif automatique pour traiter un produit
US4595334A (en) * 1984-01-18 1986-06-17 International Business Machines Corporation Robotic apparatus with improved positioning accuracy
US4642438A (en) * 1984-11-19 1987-02-10 International Business Machines Corporation Workpiece mounting and clamping system having submicron positioning repeatability
GB2168029B (en) * 1984-12-04 1988-02-17 Nat Res Dev Alignment devices
US4842475A (en) * 1984-12-27 1989-06-27 Board Of Governors For Higher Education, State Of Rhode Island Computer controlled adaptive compliance assembly workstation
GB8501654D0 (en) * 1985-01-23 1985-02-27 Emi Ltd Compliant coupling mechanism
US4891764A (en) * 1985-12-06 1990-01-02 Tensor Development Inc. Program controlled force measurement and control system
US4756662A (en) * 1986-03-31 1988-07-12 Agency Of Industrial Science & Technology Varible compliance manipulator
US4804896A (en) * 1987-09-30 1989-02-14 University Of Lowell Vibratory interference sensor
US4808063A (en) * 1987-11-03 1989-02-28 Westinghouse Electric Corp. Robot system employing force/position control
FR2644379B1 (fr) * 1989-01-27 1994-07-08 Ricard Claude Procedes et dispositifs pour inserer automatiquement une piece male dans une piece femelle
US5305521A (en) * 1991-06-25 1994-04-26 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet head assembling method
GB9215265D0 (en) * 1992-07-17 1992-09-02 Ariel Ind Plc Improved mechanism for positioning portable fastener applicators
US5577902A (en) * 1994-05-16 1996-11-26 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Robot hand for forging working
JP2000296485A (ja) * 1999-04-15 2000-10-24 Minolta Co Ltd マイクロマニピュレータ
US6691392B2 (en) * 2001-05-16 2004-02-17 Utica Enterprises, Inc. Method and apparatus for assembling exterior automotive vehicle body components onto an automotive vehicle body
FR2835579B1 (fr) * 2002-02-04 2004-05-21 Commissariat Energie Atomique Dispositif de deplacement spherique d'element
US20050110447A1 (en) * 2002-03-21 2005-05-26 Ulrich Weber Device for manipulating the angular position of an object relative to a fixed structure
DE10212547A1 (de) * 2002-03-21 2003-10-02 Zeiss Carl Smt Ag Vorrichtung zur Manipulation der Winkellage eines Gegenstands gegenüber einer festen Struktur
CN106624726B (zh) * 2016-12-19 2019-10-08 深圳市联合东创科技有限公司 机械对位组装装置及其对位组装方法
US11318611B2 (en) 2020-04-14 2022-05-03 Fanuc Corporation Multi center impedance control

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3246223A (en) * 1962-05-03 1966-04-12 American Mach & Foundry Selective condition limiting recording system for a motor controlled machine tool
US3824674A (en) * 1972-07-19 1974-07-23 Hitachi Ltd Automatic assembly control method and device therefor
DE2358498C2 (de) * 1972-12-01 1984-07-05 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Vorrichtung zum automatischen Einsetzen eines ersten Teils in eine Öffnung eines zweiten Teils
US3965562A (en) * 1974-01-18 1976-06-29 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for positioning control
US3984006A (en) * 1974-02-01 1976-10-05 Hitachi, Ltd. Automatic assembly control system
JPS5435355B2 (nl) * 1974-12-04 1979-11-01

Also Published As

Publication number Publication date
EP0015618A1 (en) 1980-09-17
ATE4094T1 (de) 1983-07-15
JPS55129809A (en) 1980-10-08
US4445273A (en) 1984-05-01
DE3064078D1 (en) 1983-08-18
EP0015618B1 (en) 1983-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL7901956A (nl) Verplaatsingsbesturingsinrichting.
JP6238421B2 (ja) 関節の少なくとも1つの特性を求める方法およびシステム
US8498745B2 (en) Robot apparatus and gripping method for use in robot apparatus
Bone et al. Vision-guided fixtureless assembly of automotive components
US8798790B2 (en) Apparatus and method for detecting contact position of robot
US20140121837A1 (en) Robot system, control device of robot, and robot control device
EP1645374A1 (en) Gripping hand with strain detecting means for adjusting its gripping force
EP2883665A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Manipulators
US11559897B2 (en) Reconfigurable, fixtureless manufacturing system and method assisted by learning software
DE102013017007B4 (de) Roboter mit einem Endmanipulatorarm mit Endeffektor sowie Verfahren zur Bestimmung eines Kraft- und Drehmomenteintrages auf einen Endeffektor eines Roboters
US20140277729A1 (en) Robot system and method for producing workpiece
CN102501247A (zh) 全柔性六自由度细微操作平台
DE112018003597T5 (de) Greifsystem
Bonitz et al. Calibrating a multi-manipulator robotic system
Bruzzone et al. Modelling and control of peg-in-hole assembly performed by a translational robot
Ortner et al. Automatized insertion of multipolar electric plugs by means of force controlled industrial robots
Hartisch et al. Flexure-based environmental compliance for high-speed robotic contact tasks
KR102354643B1 (ko) 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 중공형 순응 장치
Everett et al. A sensor used for measurements in the calibration of production robots
EP3495096B1 (de) Mobiler kommissionierroboter und verfahren zu seinem betrieb
Cheng et al. Efficient hand eye calibration method for a Delta robot pick-and-place system
Notash et al. Fixtureless calibration of parallel manipulators
WO2005014240A1 (en) Micro-assembly and test station applied for the chip and bar tester application
JPH01121904A (ja) 位置決めデータの補正方法
Lou et al. A peg-in-hole controller for cable-driven serial robots with compliant wrist based on cable tensions and joint positions

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
A85 Still pending on 85-01-01
BV The patent application has lapsed