WO2015097102A1 - Method for automated assembly at an assembly station, and associated automated assembly station - Google Patents

Method for automated assembly at an assembly station, and associated automated assembly station Download PDF

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WO2015097102A1
WO2015097102A1 PCT/EP2014/078865 EP2014078865W WO2015097102A1 WO 2015097102 A1 WO2015097102 A1 WO 2015097102A1 EP 2014078865 W EP2014078865 W EP 2014078865W WO 2015097102 A1 WO2015097102 A1 WO 2015097102A1
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WO
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workpiece
manipulator arm
assembly
robot
carrier
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PCT/EP2014/078865
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German (de)
French (fr)
Inventor
Simon Klumpp
Reinhard NEUREITER
Otmar Honsberg
Matthias Müller
Martin Patz
Markus Bschorr
Josef Kranz
Martin Eberl
Robert Haman
Original Assignee
Kuka Systems Gmbh
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    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41815—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
    • G05B19/4182—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell manipulators and conveyor only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Definitions

  • the invention relates to a method for automated assembly
  • the invention also relates to an automatic ⁇ overbased assembly workstation comprising an industrial robot with a manipulator arm and a control device which is designed and / or arranged to perform a method erfindungsge- zeßes.
  • This document be ⁇ also writes a processing plant, in particular Fügean ⁇ position for the body shell, consisting of a conveyor for the workpieces and a plurality along the transfer line stationarily arranged multi-axis robots, the conveyor is designed as a continuously operating conveyor and the robots for machining of the moved workpieces in their axis movements with the conveying motion syn- can be chronographed, wherein the processing system comprises a sensor for movement and position detection of the workpieces and a control system to which the conveyor, the sensors and the robots are connected, wherein the control system controls the conveyor.
  • the DE 101 64 159 Al describes a system for automatically positioning an instrument panel for a vehicle, on ⁇ facing a synchronous carriage for synchronously moving with a hanger by means of a synchronization clamping device which promotes an automobile body in an assembly line on a Ar ⁇ beitsortboden; a robot unit which is attached to one side of the synchronous carriage for feeding and positioning of the dashboard in the automobile body ⁇ rie, wherein the instrument panel jammed by means of a gripper and is supplied from a dashboard shuttle conveyor, which runs parallel to the synchronous carriage; a plurality of position detectors, which are arranged on portions of the gripper of the robot unit, for outputting dashboard ⁇ and automotive body position error signals by scanning the dashboard and a side of the automobile ⁇ body.
  • a method for controlling a particular human-collaborating robot in which a robotic or task-specific redundancy of the robot is resolved.
  • humankollaborierender robot in particular a robot, in this context is referred to, which physically interacts with a human by providing in a working space of the robot at ⁇ play, a stay of humans.
  • limits for example, a maximum speed of a tool ⁇ reference point, the so-called Tool Center Point (TCP) of 0.2 to 0.25 m / s.
  • TCP Tool Center Point
  • Such human-collaborating robots are also called lightweight robots.
  • the object of the invention is to be able to automatically assemble a component on a suspended workpiece automatically by a manipulator arm at an automated assembly workstation.
  • the object of the invention is achieved by a method for automated mounting at an assembly workstation of one of a plurality of successive members and Ge ⁇ steering having manipulator arm of an industrial robot handled component to a joint of a workpiece that is held by a workpiece carrier hanging the assembly workstation supplied comprising the steps:
  • Manipulator arms with associated robot controls are working machines that can be equipped with tools for the automatic handling and / or machining of objects and that can be programmed in several axes of motion, for example with regard to orientation, position and workflow.
  • Industrial robots usually comprise a manipulator arm with several joints associated members and programmable Robotersteue ⁇ extensions (control means) that automatically controlled or regulated during operation, the movements of the manipulator arm.
  • the links are moved via drives, in particular electric drives, which are controlled by the robot control, in particular with respect to the axes of movement of the industrial robot, which represent the degrees of freedom of movement of the joints.
  • a plurality of members connected by joints having Direction Ma ⁇ may be configured as an articulated robot having a plurality of nipulatorarm SERI eil successively arranged limbs and joints, particularly the redundant Industrierobo ⁇ ter may have a manipulator having seven or more joints.
  • manipulator arms with associated robot controllers such as industrial robots may be particularly so-called light ⁇ construction robots, the first resort to the usual required by industrial differ in that they have a favorable for human-machine cooperation size and thereby have a relatively high load capacity to its own weight ⁇ .
  • lightweight robots can in particular also force and / or torque-controlled instead of only position ⁇ controlled operation, which makes, for example, a human-robot cooperation safer.
  • Such a manipulator arm or such a lightweight robot usually has more than six degrees of freedom, so that in this respect an over-determined system is created, whereby the same point in space in the same orientation in several, especially even infinitely many different poses of the manipulator arm can be achieved.
  • the lightweight robot can react to external forces in appropriate ways. For force measurement, force sensors can be used which can measure forces and torques in all three spatial directions.
  • the external forces can also be estimated without sensors, for example based on the measured motor currents of the drives at the joints of the lightweight robot.
  • a control concepts for example, an indirect force control by Mo ⁇ delltechnik the lightweight robot as a mechanical resistance (impedance) or a direct force control can be used.
  • the industrial robot can be a redundant industrial robot, which is understood to mean a manipulator arm which can be moved by means of a robot controller and has more manipulatory degrees of freedom than are necessary for the fulfillment of a task. The degree of dancy results from the difference in the number of degrees of freedom of the manipulator arm and the dimension of the EVENT ⁇ nisraums in which the task is to be solved.
  • ⁇ a kinematic redundancy or a task-redundancy-specific action in order to there.
  • ⁇ mean the number of joints of the manipulator arm, is greater than the event space which translational in a real environment at a movement in space by three, and the three rotational degrees of freedom, that is of six Free ⁇ degrees of freedom is formed.
  • a redundant industrial robot may therefore be, for example, a lightweight robot with seven joints, in particular seven hinges.
  • the dimension of the task position is smaller than the number of kinematic degrees of freedom of the manipulator arm. This is for example the case when the manipulator arm carrying a tool is rotatable about a drive axis screw ⁇ tool at its hand flange and one of the rotary joints of the manipulator arm is oriented along the tool drive shaft.
  • the joints of the Manipula ⁇ torarms be parameterized in terms of their rigidity.
  • the force and / or torque-controlled activation of drives of the manipulator arm can take place by means of impedance regulation or admittance control.
  • the control device can be set up to generate the Nachgie ⁇ bigkeit of the manipulator arm in particular by means of Impedanzre ⁇ gelung.
  • An impedance control is based on an existing torque control in contrast to an admittance control Joint level. It will be the deviation of the actual location of a defined target position measured and a desired generalizations ⁇ yerte force or forces and moments determined according to the desired dynamic behavior. This force can be mapped via the known kinematics of the manipulator arm to corresponding joint torques.
  • the torques can be set via the subordinate Drehmo ⁇ torque control eventually.
  • control device can also be set up to generate the compliance of the manipulator arm by means of admittance control.
  • An admittance control is based on an existing position control of the manipulator arm at the joint level.
  • the generalized forces acting on the manipulator arm from the outside must be measured. Based on these forces, one, the desired dynamic behavior corresponding movement of the manipulator is determined, which is commanded via an inverse kinematics and the subordinate position ⁇ control to the manipulator.
  • the realization of these regulations can be achieved by the integration of torque sensors in the joints of Industrierobo ⁇ age. The sensor detects this at the Ab ⁇ operating a transmission one-dimensional acting torque. This size can be used for control as a measure and thus enables the consideration of Elasti ⁇ capacity of the joints under the scheme.
  • a torque sensor in contrast to the use of a force torque sensor on an end effector of the Ma ⁇ nipulatorarms, those forces are measured, not on the end effector, but on the members of the Manipula- Torarms and / or in particular be exercised on a held by the manipulator tool.
  • the component to be mounted on the workpiece may be a screw which is automatically screwed into a threaded bore in the workpiece by the manipulator arm. It can be screwed by the screw a first workpiece with a second workpiece. The joint can be so far formed by the threaded hole in one of the workpieces.
  • the workpiece may be a component of a motor vehicle to be manufactured, in particular a motor / gear unit.
  • the workpiece insbesonde ⁇ re the motor / gear unit can be supplied to the assembly station in a fluidized operation, passed through the mounting work ⁇ place in a fluidized operation and / or be removed from the assembly workplace in a fluidized operation.
  • a suspended holding of the workpiece held by the workpiece carrier can mean that the workpiece is rigidly connected to the workpiece carrier, but the workpiece carrier is suspended in a pendulum manner, for example, on a monorail monorail.
  • ⁇ th that the workpiece with respect to a base frame of the Ma ⁇ nipulatorarms carries out a relative motion at a fixed positioning of the manipulator arm.
  • the workpiece itself can be suspended pendulum on the workpiece carrier.
  • the workpiece carrier can be mounted free of pendulums, in particular determined, or even the workpiece carrier, as in the first embodiment, for example, be suspended pendulum on a monorail overhead conveyor.
  • An oscillating suspension of the workpiece on the workpiece carrier can be present, for example, when the workpiece is partially or completely suspended by means of cables or chains on the workpiece carrier. Due to a suspended mounting of the workpiece on the workpiece carrier can not be ensured in particular in the context of a series production that all, sometimes identical workpiece is always stored in a unique position and location on the workpiece carrier, even if no oscillations occur. In that regard, there is the problem that the workpieces hanging on the workpiece carrier on arrival at the assembly workstation take no exactly predetermined position and location in the assembly workstation.
  • a first process step is pre ⁇ see that according to the invention is followed by an automatic detection of the current position and / or the instantaneous position of the suspended workpiece within the assembly work station by means of a connected to the workpiece transducer device ER, by which position and / or position values of the Work ⁇ piece are detected via a pickup device.
  • the position and position of the pickup device with respect to the manipulator arm is fixed, ie previously known.
  • the Transd ⁇ mertechnisch can be attached to a particular also the ma- nipulatorarm supporting base carrier.
  • the first process step of detecting the current Po ⁇ sition and / or the instantaneous position of the suspended workpiece can be completed catching position before the second process step of moving the Ma ⁇ nipulatorarms from a basic position into a Montagean-, particularly when the workpiece prior to the second Process step is at least largely or even completely balanced.
  • a detection of the current position and / or the current position of the hanging workpiece during the second process step can be continued, especially if the workpiece while moving the manipulator arm from the basic position in the initial assembly position at least noticeably or even significantly further.
  • the manipulator arm may be in a custody position prior to starting a procedure according to the invention.
  • the basic position can be characterized by a pose of the manipulator arm, in which the manipulator arm, in particular a tool carried by the manipulator arm, in particular guided tool, is moved from any storage position into the work space within the assembly workstation.
  • the initial position may for example be a pose of the manipulator in which a Malawibe ⁇ reference point, for example, in a rectangular work area of approximately 500 mm, in particular 300 mm edge length is in moving, the assembly constitutes initial position leg.
  • the storage position of the manipulator arm can be characterized by a pose of the manipulator arm, in which the manipulator arm is at least largely or even completely moved out of a working space within the assembly workstation.
  • the basic position for all workpieces and in particular for all different types of workpieces can be the same basic position, which in particular can also be stored as a fixed variable in the control device of the industrial robot. Only after reaching the basic position takes place an inventive detection of the current position and / or the current position of the hanging workpiece.
  • the start of assembly position may differ for each type of work piece and / or for each type of assembly task.
  • the initial assembly position for each individual workpiece may differ depending on its position and / or position.
  • the robot delivery program can contain a preprogrammed path which, for example, would lead a tool reference point of the manipulator arm from the basic position to a standard initial position for assembly.
  • this preprogrammed path can be modified, for example by adding an offset value, to produce a matched, i. to get different initial assembly position, which is then approached by the manipulator arm.
  • transducer devices and transducer devices which only have a correspondingly low resolution.
  • sungshack have, for example, a maximum of 0.1 millimeters ⁇ .
  • complex and expensive, sometimes individually developed precision measuring devices can be replaced by simple, cost-effective measuring devices, which may include common sensors from a general series production.
  • the workpieces must not be highly positioned ⁇ exactly prepositioned.
  • the resulting tolerated position inaccuracy of the out by Mani ⁇ pulatorarm tool relative to the tool at the mounting initial position according to the invention compensated for in the third step of the process, by a force and / or moment-controlled driving the joints of the Mani ⁇ pulatorarms on the basis of on the control device of the industrial robot stored robot assembly program, which contains movement commands for performing a forth from the Mon ⁇ tage managingswolf out assembly of the component to the joint of the workpiece.
  • the manipulator arm can be repeatedly adjusted from its initial position to the beginning of assembly by repeatedly detecting the current position and / or the instantaneous position of the workpiece during the manipulator arm becomes.
  • the Roboterzustellprogramm can to programmed in particular ⁇ sondere in an offline programming predetermined bases and / or sheets, or in an on-line programming, for example, by a learning travel (Tech-in method) comprise in the assembly workplace generated points and / or webs which a predetermined basic movement of the Ma ⁇ nipulatorarms, in particular a tool reference point of the Manipulator described from the basic position in an initially pau ⁇ scarf predetermined initial assembly position.
  • the initially set in the robot delivery program initially fixed starting position offset values can be added, depending on the current position and / or the current position of the workpiece give a changed initial assembly position.
  • Folg- borrowed can follow a certain extent of movement of the workpiece when approaching bus to the factory ⁇ piece of the manipulator arm.
  • the movements of the joints of the manipulator can be carried out either position-controlled or force / torque controlled.
  • the Montageterrorismsstel- development of the manipulator arm may deviate from an ideal Real ⁇ tiv ein of manipulator arm to work up to 15 mm, in particular by 5 to 10 millimeters. Only after reaching the real start of assembly position of the manipulator arm is switched to the particular exclusive force / torque controlled operation to execute the robot mounting program.
  • the encoder device and the pickup device can be designed to determine the instantaneous position and / or instantaneous position of the workpiece by running time measurement of a sound signal between the encoder device and the pickup device.
  • Such transmitters are generally prefabricated, but can also be customized or constructed as needed.
  • the output of the data in particular coordinates of points or a calculated coordinate system, he can ⁇ succeed online in a systemic sampling rate, such as 70 Hertz. If the receiver of the measuring system with the Indust ⁇ rieroboter each other is measured, the position or the change in position of the transmitter online can be passed to the robotic system and the planned path to be corrected accordingly online to large measurement inaccuracies, such as
  • the transducer device and the pickup device can be formed, grasp the current position and / or instantaneous position of the workpiece by optical means to he ⁇ .
  • the pickup device can be formed by an image capture device, the transducer device having at least one fixed to the workpiece or the workpiece carrier brand and are determined, the instantaneous position and / or momenta ⁇ ne position of the workpiece by evaluating the captured by the image capture device images of the marks.
  • transmitters can be recognized by a receiver
  • a receiver opens up the possibility of attaching transmitters on the workpiece or on the workpiece carrier, for example in a flow operation of a mass production facility, which transmitters can then be used at various robot workstations. If it is necessary to track several production stations, the markers can be meaningfully attached to the workpiece or the workpiece carrier at the beginning of production and used over several stations. When using very cost-effective markers, these can also be incorporated into the workpiece, for example, cast in and even remain there.
  • a transmitter with active or passive target marks can thus be applied to the workpiece and be carried along by several successively automated assembly workstations. In each assembly workstation, the transmitter can be recognized and the local industry be corrected for the respective work process.
  • device components can be equipped with these low-cost transmitters, such as a C-hanger in the shell or in the assembly.
  • the position and speed of the body can be determined. This information can be used for other fluid flow operations associated with a sensitive, i. force / torque controlled industrial robot can be performed. This can also be seen as a favorable prerequisite for work processes with a human-robot cooperation in flow operation. Due to the position and movement recognition of the workpiece, the robot system gets a sufficiently precise localization for the start of its search and work processes.
  • an automatic detection of the workpiece in particular of the type, type and / or shape of the workpiece, and of the respective type, type and / or or pre-stored geometric values associated with the shape of the workpiece may be included over the workpiece to adjust the initial assembly position.
  • the manipulator arm, the joint of the mounting initial position out, by force and / or moment-controlled adjustment of the Ge ⁇ joints of the manipulator arm find on the basis of the robot installation program using a stored therein
  • Suchstra ⁇ strategy in particular, without further Considering the automatically detected current position and / or current position of the workpiece by the manipulator arm moves the component touching the workpiece.
  • a robot mounting program according to the invention may relate to attaching and tightening a screw to the workpiece.
  • the workpiece may be, for example, a motor-gear unit of a motor vehicle to be manufactured.
  • Screws are to be successively received by means of a guided by the manipulator tool in the form of a screwdriver from a magazine, first successively screwed into threaded holes in the seat as part of a pre-tightening and then tighten again in a final suit with a predetermined torque.
  • the mounting initial position is defined by a Startposi- tion of the manipulator arm guided by the screwdriver close to a first, already ⁇ screwed into a threaded bore of the seat screw.
  • the screwdriver ie the tool tip of the screwdriver based on the robot assembly program in a pointing in the direction of the axis of rotation of the screw driver thrust direction to the screw to move and by example swing ⁇ de, swinging, circle - or spiral movements perpendicular ⁇ quite a web palpate the thrust to the tool tip of the screwdriver in a screw-driving profile of the screw form-fitting insert.
  • the screwdriver ie the tool tip of the screwdriver based on the robot assembly program in a pointing in the direction of the axis of rotation of the screw driver thrust direction to the screw to move and by example swing ⁇ de, swinging, circle - or spiral movements perpendicular ⁇ quite a web palpate the thrust to the tool tip of the screwdriver in a screw-
  • Screw-pointing thrust direction to move one of the threaded holes and by means of, for example, oscillating, pen ⁇ delnde, circular or spiral movements perpendicular to the impact direction feel a path to attach the threaded shank of the screw to one of the threaded holes of the seat form-fitting.
  • the tool Due to its power and / or torque-controlled operation of the manipulator arm, the tool, in particular the
  • the manipulator arm in its force- and / or torque-controlled operation hold an additional touching, in particular cross-contact with the workpiece to dampen an existing pendulum motion of the workpiece on the workpiece carrier or with the workpiece carrier and / or stop or the emergence to suppress or prevent a pendulum movement of the workpiece on the workpiece carrier or with the workpiece carrier.
  • the manipulator arm has a gripper which grips the workpiece in a form-fitting manner.
  • the manipulator arm by means of one of its members, in particular by means of his Flange or the tool on one surface or edge of the workpiece or on one surface or edge of the workpiece carrier ⁇ support one side touching.
  • an automated assembly workstation comprising a workpiece carrier moved by a suspension conveyor in flow operation, a workpiece suspended from the workpiece carrier, in particular a component of a vehicle to be manufactured, a transducer device connected to the workpiece and / or workpiece carrier a magazine with the workpiece components to be joined, as well as an industrial robot comprising a control device which is designed and / or arranged to perform contained ⁇ tendes robot program a programmed motion sequences, and comprising a manipulator arm with a plurality of successive links and joints, which according to the Automated robot program and / or are automatically adjustable in a hand-held operation, wherein the manipulator arm is supported by a mechanically coupled to the workpiece carrier base support to which one of the encoder device assign te receiving device is attached, wherein the control device is formed and / or arranged to perform a method as described.
  • the screwing with the force / torque-controlled industrial robot can be carried out on a suspended unit.
  • the unit consisting of engine and transmission is in Fliesbe ⁇ drive and can move due to its hanging storage as a pendulum.
  • the transducer device can be attached to the unit at a unique reference point, such as the Wandl ⁇ opening or a Absteckbohrung and provides the position and / or position of the unit in the room.
  • the referenced to the measuring system manipulator receives a current nominal position for the operating and Corridor ⁇ its orbit alternates accordingly. Movements of the aggregate were ⁇ recorded and tracked the robot track accordingly.
  • the movement of the manipulator arm can be interrupted and the system waits until the
  • Oscillation of the aggregate has calmed down.
  • the Manipu ⁇ latorarm with its tool in particular the screwdriver in engagement with the screw or the threaded bore, is additionally fed through the impedance control of the industrial robot on the positive.
  • An active intervention of the industrial robot in the pendulum motion is also possible.
  • the manipulator arm can be attached to an edge of the unit with the tool in impedance control.
  • the automated assembly workstation can have a holding device having the dispensing device, which is designed to fix the dispenser manually detachably to the workpiece.
  • the holding device may comprise a manually operable, in particular spring-biased Hal ⁇ tezange having jaws which are formed for form-locking holding of the holding clamp at an outer contour or inner contour, in particular an opening or bore of the workpiece.
  • the holding device can additionally carry a magazine which stores the components to be joined to the workpiece, such as the described screws for automated removal by the manipulator arm.
  • the encoder device and / or the magazine can be manually releasably attached to the workpiece. Due to the form-fitting engaging pliers jaws, the holding device can be mounted accurately positioned on the workpiece.
  • a concrete embodiment of an operable according to the method to the invention OF INVENTION ⁇ industrial robot is explained in detail in the following description with reference to the accompanying Figures 1 to. 7 Concrete features of this exemplary embodiment, irrespective of the specific context in which they are mentioned, if appropriate also individually or in combination, may represent general features of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic side view of an exemplary, automated assembly workstation according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic front view of the automatic ⁇ overbased assembly workplace according to Fig. 1
  • Fig. 3 is an enlarged partial perspective view of au ⁇ tomatiswholesome assembly workplace according to Fig. 1
  • FIG. 4 is an enlarged partial perspective view of a screw-carried by a manipulator tool and a holding device
  • Fig. 5 is an enlarged perspective view of the holding ⁇ device according to FIG. 4 in isolation
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of the holding ⁇ device of FIG. 4 from the side, and
  • Fig. 7 is a schematically illustrated flow of a method according to the invention.
  • 1 shows an exemplary automated assembly workstation 1. It comprises a workpiece carrier 3 moved by a suspension conveyor device 2 during flow operation.
  • a workpiece 4 is suspended from the workpiece carrier 3 by means of cables or chains 5.
  • the workpiece 4 is a component ei ⁇ nes to be manufactured vehicle and includes an engine 6, to which a gear 7 is arranged.
  • the automated assembly workstation 1 also comprises a manipulator arm 9 attached to a base support 8 in an overhead arrangement.
  • the manipulator arm 9 together with an associated control device 10 forms an industrial robot 11.
  • the industrial robot 11 is in the exemplary embodiment a so-called lightweight robot KUKA LBR iiwa type executed.
  • the manipulator arm 9 comprises in the case of the present embodiment, eight successively arranged and by means of seven joints 12 rotatably interconnected members 13th
  • the automated assembly workstation also has a transducer device 14 connected to the workpiece 4, a magazine 15 in which components 16 to be joined to the workpiece 4 are stored.
  • the components to be joined 16 are formed in the Fal ⁇ le of the present embodiment by screws 16a.
  • One of the transducer device 14 associated receiving device 17 is attached to the base support 8, on which also the manipulator arm 9 is attached.
  • a suspended holding of the workpiece 4 held by the workpiece carrier 3 may on the one hand mean that the workpiece 4 may be rigidly connected to the workpiece carrier 3, but the workpiece carrier 3 may oscillate, for example, on a suspension conveyor 2, such as a monorail overhead conveyor is suspended.
  • a suspension conveyor 2 such as a monorail overhead conveyor is suspended.
  • the workpiece 4 itself be suspended pendulum on the workpiece carrier 3, since it is mounted by means of the chains 5 to a certain extent movable.
  • the manipulator arm 9 carries on its hand flange 18 a tool 19.
  • the tool 19 is gebil ⁇ det in the case of vorlie ⁇ ing embodiment of a screwdriver 19 a.
  • the assembly task is described exporting ⁇ approximately example therein, a flange 20 torausgangswelle to a transducer input shaft 21 of the transmission 7 to a seat 22 at a Mo- 23 of the engine 6 by means of several distributed over a circumferential festzu endeavourder screws to fix 16a.
  • the screws 16a are successively received by means of the guided by the manipulator arm 9 screwdriver 19a from the magazine 15, first in the context of a Voranzugs in threaded holes 24 of the seat 22 to screw in successively and then tighten again in a final suit with a predetermined torque.
  • An exemplary basic position 25 of the manipulator arm 9 is shown in dashed lines in FIG. 3 and can be identified by a pose of the manipulator arm 9, in wel ⁇ cher the manipulator arm 9 at least largely or even completely from the working space within the Montagear- workstation 1 is moved out.
  • the basic position 25 may be for all of the workpieces 4 and in particular for all Various ⁇ NEN types of workpieces 4 has the same basic position 25, the processing in particular also as a fixture in the Steuervorrich- 10 of the industrial robot may be stored. 11
  • the initial assembly position can be characterized essentially by a pose of the manipulator arm 9, as shown in solid lines in FIG. 3, and in which the manipulator arm 9, in particular the tool 19 guided by the manipulator arm 9, ie the screwdriver 19 a in FIG the working space within the assembly workstation 1 hineinbe ⁇ has moved.
  • the initial assembly position may differ for each type of workpieces 4 and / or for each type of assembly task. More particularly, the Montagetearings- can position for each workpiece 4 in dependency was ⁇ ner position and / or orientation differ slightly.
  • the invention further comprises a holding device 26 having the encoder device 14, which is designed to fix the dispensing device 14 to the workpiece 4 in a detachable manner.
  • the holding device 26 is enlarged together with the screwdriver 19a and the manipulator arm 9 in FIG. 4 and shown in FIG. 5 and FIG. 6 in isolation.
  • the holding device 26 has a manually operated, in particular by means of a spring 27 spring-biased holding ⁇ forceps 28.
  • the holding forceps 28 has two forceps jaws 29a, 29b, which are designed for the positive holding of the holding forceps 28 on an inner contour, in particular an opening 30 in a housing of the transmission 7 (FIG. 3).
  • the Zan- genbacken 29a, 29b to have grooves 31a and 31b, into which one edge of the opening 30 in the gear 7 on buildin ⁇ saturated position of the holding device 26 one form-fitting attacks.
  • a defined and repeatable Be ⁇ consolidate the holding device 26 to the transmission 7 is possible.
  • the transducer device 14 and the pickup device 17 are designed to determine the instantaneous position and / or instantaneous position of the workpiece 4 by transit-time measurement a Schallsig ⁇ Nals between transmitter device 14 and pickup device 17.
  • the inventive automatic ER- grasp the current position and / or the instantaneous position of the suspended workpiece 4 within the Montagearbeitsplat ⁇ zes 1 by means of connected to the workpiece 4 transducer device 14, by which position and / or position values of the workpiece 4 on the pick-up means 17 can be detected, the current position and / or the current
  • the holding device 26 also carries the magazine 15 which supports the components 16 to be joined to the workpiece 4, i. the screws 16a for automated removal by the manipulator arm 9 stockpiled.
  • the sequence of the inventive method for automated mounting on a mounting workstation 1 a comprising of a plurality of consecu- the following members 13 and joints 12 Manipu ⁇ latorarm 9 of an industrial robot 11 managed component 16 at a joining point of a work piece 4, shown schematically in Fig. 7 held hanging from a workpiece carrier 3 to the assembly workstation 1, comprises a first step S1 of automatically seeing the current position and / or the instantaneous position of the hanging workpiece 4 within the assembly workstation 1 by means of the work piece 4 Encoder device 14, by means of which position and / or position values of the workpiece 4 are detected via a pickup device 17.
  • step S2 moving the manipu- latorarms effected 9 from a basic position into a mounting initial ⁇ position in accordance with a data stored on the control device 10 of the industrial robot 11 Roboterzustellprogramms un ⁇ ter adjusting the mounting initial position due to the erutz- th current position and / or instantaneous position of the work piece 4.
  • a repeated adjustment of Montagean ⁇ initial position done by continuously detecting the current position and / or the current position of the workpiece 4 during the manipulator arm 9 is moved.
  • an automatic sensing of the workpiece 4 in particular the type, the type and / or shape of the workpiece 4 can be made and, depending ⁇ ips kind, type and / or the shape of the Workpiece 4 associated pre-stored geometric values on the Workpiece 4 are used to adjust the initial assembly position.
  • the manipulator 9 is based on the robot assembly program by means of a stored therein search strategy, the joint of the assembly instructions ⁇ catching position out through positive and / or momentengeregel- tes adjustment of the joints 12 of the manipulator arm 9, without further consideration of the automatically he in particular ⁇ sondere - Grasped instantaneous position and / or current position of the workpiece 4 by the manipulator arm 9, the component 16, in the case of the present embodiment, the screw 16a touching the workpiece 4 along.
  • the manipulator 9 keeps optionally in a positive and / or torque-controlled operation a be in a positive and / or torque-controlled operation a be in a positive and / or torque-controlled operation a be in a positive and / or torque-controlled operation a be in a positive and / or torque-controlled operation a be in a positive and / or torque-controlled operation a be in a positive and / or torque-controlled operation a be in a positive and / or torque-controlled operation a be in a positive and / or torque-controlled operation a be position- the particular cross-contact with the workpiece 4, to attenuate an existing pendulum movement of the workpiece 4 on the work ⁇ pallet 3, or with the workpiece carrier 3 and / or to stop or to suppress or prevent the occurrence of a pendulum movement of the workpiece 4 on the workpiece carrier 3 or with the workpiece carrier 3 or to prevent.

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Abstract

The invention relates to a method for the automated assembly, at an assembly station (1), of a component (16) and a workpiece (4) at a joining point, the component (16) being manipulated by a manipulator arm (9) of an industrial robot (11), and the workpiece (4) being delivered to the assembly station (1) in a suspended state on a workpiece holder (3), the manipulator arm (9) being equipped with a plurality of successive members (13) and joints (12). The invention further relates to an automated assembly station (1) comprising an industrial robot (11) that includes a manipulator arm (9) and a control device (10) which is designed or equipped to carry out a method according to the invention.

Description

Verfahren zum automatisierten Montieren an einem Montagearbeitsplatz , sowie zugehöriger automatisierter Montagearbeitsplatz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisiertenMethod for automated assembly at an assembly workstation, and associated automated assembly workstation The invention relates to a method for automated assembly
Montieren an einem Montagearbeitsplatz eines von einem mehrere aufeinander folgende Glieder und Gelenke aufweisenden Manipulatorarm eines Industrieroboters gehandhabten Bauteils an eine Fügestelle eines Werkstücks, das von einem Werk- stückträger hängend gehalten, dem Montagearbeitsplatz zugeführt ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen automati¬ sierten Montagearbeitsplatz aufweisend einen Industrieroboter mit einem Manipulatorarm und einer Steuervorrichtung, die ausgebildet und/oder eingerichtet ist, ein erfindungsge- mäßes Verfahren durchzuführen. Mount on a mounting workstation of a manipulated from a plurality of successive links and joints manipulator arm of an industrial robot component to a joint of a workpiece, which is held by a workpiece carrier hanging suspended, the assembly workstation is supplied. The invention also relates to an automatic ¬ overbased assembly workstation comprising an industrial robot with a manipulator arm and a control device which is designed and / or arranged to perform a method erfindungsge- mäßes.
Aus der EP 1 556 190 Bl ist ein Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere zum Fügen von Werkstücken im Karosserierohbau bekannt, wobei die Werkstücke von einem Förderer entlang ei¬ ner Transferlinie transportiert und von mehreren an der Transferlinie stationär angeordneten mehrachsigen Robotern bearbeitet werden, und wobei die Werkstücke kontinuierlich gefördert und während der Förderbewegung von den Robotern bearbeitet werden, wobei die Roboter in ihren Achsbewegungen mit der Förderbewegung synchronisiert werden und wobei die Bewegung und die Position der Werkstücke mit einer Sensorik erfasst und an ein Steuerungssystem gemeldet werden, welches den Förderer und die Roboter steuert. Dieses Dokument be¬ schreibt auch eine Bearbeitungsanlage, insbesondere Fügean¬ lage für den Karosserierohbau, bestehend aus einem Förderer für die Werkstücke und mehrere entlang der Transferlinie stationär angeordneten mehrachsigen Robotern, wobei der Förderer als kontinuierlich arbeitender Förderer ausgebildet ist und die Roboter für eine Bearbeitung der bewegten Werkstücke in ihren Achsbewegungen mit der Förderbewegung syn- chronisierbar sind, wobei die Bearbeitungsanlage eine Senso- rik zur Bewegungs- und Positionserfassung der Werkstücke und ein Steuerungssystem aufweist, an das der Förderer, die Sen- sorik und die Roboter angeschlossen sind, wobei das Steue- rungssystem den Förderer steuert. From EP 1556190 Bl a method for processing, in particular for the joining of workpieces in the body shell is known, wherein the workpieces are transported by a conveyor along ei ¬ ner transfer line and processed stationarily arranged several at the transfer line multi-axis robots, and wherein said Workpieces are continuously conveyed and processed during the conveying movement of the robots, the robots are synchronized in their axis movements with the conveying movement and wherein the movement and the position of the workpieces are detected by a sensor and reported to a control system, which the conveyor and the robot controls. This document be ¬ also writes a processing plant, in particular Fügean ¬ position for the body shell, consisting of a conveyor for the workpieces and a plurality along the transfer line stationarily arranged multi-axis robots, the conveyor is designed as a continuously operating conveyor and the robots for machining of the moved workpieces in their axis movements with the conveying motion syn- can be chronographed, wherein the processing system comprises a sensor for movement and position detection of the workpieces and a control system to which the conveyor, the sensors and the robots are connected, wherein the control system controls the conveyor.
Die DE 101 64 159 AI beschreibt ein System zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts für ein Fahrzeug, auf¬ weisend einen Synchronwagen zum synchronen Bewegen mit einem Gehänge mittels einer Synchronisationsklemmeinrichtung, der eine Automobilkarosserie in einer Montagelinie auf einem Ar¬ beitsortboden fördert; eine Robotereinheit, die an einer Seite des Synchronwagens angebracht ist, zum Zuführen und Positionieren des Armaturenbretts in die Automobilkarosse¬ rie, wobei das Armaturenbrett mittels eines Greifers einge- klemmt und von einem Armaturenbrett-Zubringförderer zugeführt wird, der parallel zu dem Synchronwagen läuft; mehrere Positionsdetektoren, die an Abschnitten des Greifers der Robotereinheit angeordnet sind, zum Ausgeben von Armaturen¬ brett- und Automobilkarosserie-Positionsfehlersignalen durch Abtasten des Armaturenbretts und einer Seite der Automobil¬ karosserie . The DE 101 64 159 Al describes a system for automatically positioning an instrument panel for a vehicle, on ¬ facing a synchronous carriage for synchronously moving with a hanger by means of a synchronization clamping device which promotes an automobile body in an assembly line on a Ar ¬ beitsortboden; a robot unit which is attached to one side of the synchronous carriage for feeding and positioning of the dashboard in the automobile body ¬ rie, wherein the instrument panel jammed by means of a gripper and is supplied from a dashboard shuttle conveyor, which runs parallel to the synchronous carriage; a plurality of position detectors, which are arranged on portions of the gripper of the robot unit, for outputting dashboard ¬ and automotive body position error signals by scanning the dashboard and a side of the automobile ¬ body.
Aus der DE 10 2011 106 321 AI ist ein Verfahren zum Steuern eines insbesondere humankollaborierenden Roboters bekannt, bei dem eine roboter- oder aufgabenspezifische Redundanz des Roboters aufgelöst wird. Als humankollaborierender Roboter wird in diesem Zusammenhang insbesondere ein Roboter bezeichnet, der mit einem Menschen physisch interagiert, bei¬ spielsweise, indem ein Aufenthalt des Menschen in einem Arbeitsraum des Roboters vorgesehen ist. Insbesondere bei sol- chen Roboterapplikationen ist es wünschenswert, die Folgen einer Kollision eines Kontaktpunktes des Roboters mit seiner Umgebung, insbesondere dem Menschen, zu reduzieren. Bisher werden hierzu, beispielsweise nach ISO-10218, Grenzwerte vorgegeben, etwa eine maximale Geschwindigkeit eines Werk¬ zeugbezugspunktes, dem so genannten Tool-Center-Point (TCP) von 0,2 bis 0,25 m/s. Derartige humankollaborierende Roboter werden unter Anderem auch als Leichtbauroboter bezeichnet. Aufgabe der Erfindung ist es, an einem automatisierten Montagearbeitsplatz ein Bauteil an einem hängend gelagerten Werkstück automatisiert durch einen Manipulatorarm zuverlässig montieren zu können. From DE 10 2011 106 321 AI a method for controlling a particular human-collaborating robot is known in which a robotic or task-specific redundancy of the robot is resolved. As humankollaborierender robot in particular a robot, in this context is referred to, which physically interacts with a human by providing in a working space of the robot at ¬ play, a stay of humans. Especially in such robot applications, it is desirable to reduce the consequences of a collision of a contact point of the robot with its surroundings, in particular humans. So far, for this purpose, for example, according to ISO-10218, limits given, for example, a maximum speed of a tool ¬ reference point, the so-called Tool Center Point (TCP) of 0.2 to 0.25 m / s. Such human-collaborating robots are also called lightweight robots. The object of the invention is to be able to automatically assemble a component on a suspended workpiece automatically by a manipulator arm at an automated assembly workstation.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum automatisierten Montieren an einem Montagearbeitsplatz eines von einem mehrere aufeinander folgende Glieder und Ge¬ lenke aufweisenden Manipulatorarm eines Industrieroboters gehandhabten Bauteils an eine Fügestelle eines Werkstücks, das von einem Werkstückträger hängend gehalten dem Montage- arbeitsplatz zugeführt ist, aufweisend die Schritte: The object of the invention is achieved by a method for automated mounting at an assembly workstation of one of a plurality of successive members and Ge ¬ steering having manipulator arm of an industrial robot handled component to a joint of a workpiece that is held by a workpiece carrier hanging the assembly workstation supplied comprising the steps:
— automatisches Erfassen der momentanen Position - Automatic detection of the current position
und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks innerhalb des Montagearbeitsplatzes mittels einer mit dem Werkstück verbundenen Gebereinrichtung, durch welche Positions- und/oder Lagewerte des Werkstücks über eine Aufnehmereinrichtung erfasst werden,  and / or the instantaneous position of the suspended workpiece within the assembly workstation by means of a transducer device connected to the workpiece, by means of which position and / or position values of the workpiece are detected via a receiver device,
— Bewegen des Manipulatorarms, insbesondere eines durch den Manipulatorarm geführten Werkzeugs, wie eines Schraubers, aus einer Grundstellung in eine Montage- anfangsstellung gemäß eines auf der Steuervorrichtung des Industrieroboters gespeicherten Roboterzustell¬ programms unter Anpassen der Montageanfangsstellung aufgrund der erfassten momentanen Position und/oder momentanen Lage des Werkstücks, — kraft- und/oder momentengeregeltes Ansteuern der Ge¬ lenke des Manipulatorarms auf Grundlage eines auf der Steuervorrichtung des Industrieroboters gespeicherten Robotermontageprogramms, welches Bewegungsbefehle zum Durchführen einer aus der Montageanfangsstellung heraus erfolgenden Montage des Bauteils an die Fügestel¬ le des Werkstücks enthält. Moving the manipulator arm, in particular a tool guided by the manipulator arm, such as a screwdriver, from a basic position to an assembly start position according to a robot delivery program stored on the control device of the industrial robot, adjusting the initial assembly position based on the detected current position and / or current position of the workpiece, - Power- and / or torque-controlled driving the Ge ¬ joints of the manipulator arm based on a stored on the control device of the robotic robot assembly program, which contains movement commands for performing a successful from the beginning of assembly out mounting of the component to the Fügestel ¬ le of the workpiece.
Manipulatorarme mit zugehörigen Robotersteuerungen, insbesondere Industrieroboter sind Arbeitsmaschinen, die zur au- tomatischen Handhabung und/oder Bearbeitung von Objekten mit Werkzeugen ausgerüstet werden können und in mehreren Bewegungsachsen beispielsweise hinsichtlich Orientierung, Position und Arbeitsablauf programmierbar sind. Industrieroboter weisen üblicherweise einen Manipulatorarm mit mehreren über Gelenke verbundene Glieder und programmierbare Robotersteue¬ rungen (Steuervorrichtungen) auf, die während des Betriebs die Bewegungsabläufe des Manipulatorarms automatisch steuern bzw. regeln. Die Glieder werden über Antriebe, insbesondere elektrische Antriebe, die von der Robotersteuerung angesteu- ert werden, insbesondere bezüglich der Bewegungsachsen des Industrieroboters, welche die Bewegungsfreiheitsgrade der Gelenke repräsentieren, bewegt. Manipulator arms with associated robot controls, in particular industrial robots, are working machines that can be equipped with tools for the automatic handling and / or machining of objects and that can be programmed in several axes of motion, for example with regard to orientation, position and workflow. Industrial robots usually comprise a manipulator arm with several joints associated members and programmable Robotersteue ¬ extensions (control means) that automatically controlled or regulated during operation, the movements of the manipulator arm. The links are moved via drives, in particular electric drives, which are controlled by the robot control, in particular with respect to the axes of movement of the industrial robot, which represent the degrees of freedom of movement of the joints.
Ein mehrere über Gelenke verbundene Glieder aufweisender Ma¬ nipulatorarm kann als ein Knickarmroboter mit mehreren seri- eil nacheinander angeordneten Gliedern und Gelenken konfiguriert sein, insbesondere kann der redundante Industrierobo¬ ter einen Manipulatorarm mit sieben oder mehr Gelenken aufweisen . A plurality of members connected by joints having Direction Ma ¬ may be configured as an articulated robot having a plurality of nipulatorarm SERI eil successively arranged limbs and joints, particularly the redundant Industrierobo ¬ ter may have a manipulator having seven or more joints.
Manipulatorarme mit zugehörigen Robotersteuerungen, wie In- dustrieroboter können aber insbesondere sogenannte Leicht¬ bauroboter sein, die sich zunächst von üblichen Industriero- botern dadurch unterscheiden, dass sie eine für die Mensch- Maschine-Kooperation günstige Baugröße aufweisen und dabei eine zu ihrem Eigengewicht relativ hohe Tragfähigkeit auf¬ weisen. Daneben können Leichtbauroboter insbesondere auch kraft- und/oder momentengeregelt statt lediglich positions¬ geregelt betrieben werden, was beispielsweise eine Mensch- Roboter-Kooperation sicherer macht. Außerdem kann dadurch eine solche sichere Mensch-Maschine-Kooperation erreicht werden, dass beispielsweise unbeabsichtigte Kollisionen des Manipulatorarmes mit Personen, wie beispielsweise Monteure in einer Fließfertigung von Kraftfahrzeugen entweder verhindert oder zumindest derart abgeschwächt werden können, so dass den Personen bzw. Monteuren kein Schaden entsteht. Ein solcher Manipulatorarm bzw. ein solcher Leichtbauroboter weist üblicherweise mehr als sechs Freiheitsgrade auf, so dass insoweit ein überbestimmtes System geschaffen wird, wodurch derselbe Punkt im Raum in gleicher Orientierung in mehreren, insbesondere sogar unendlich vielen verschiedenen Posen des Manipulatorarms erreicht werden kann. Der Leicht- bauroboter kann auf externe Krafteinwirkungen in geeigneten Weisen reagieren. Zur Kraftmessung können Kraftsensoren verwendet werden, die in allen drei Raumrichtungen Kräfte und Drehmomente messen können. Alternativ oder ergänzend können die externen Kräfte auch sensorlos, beispielsweise anhand der gemessenen Motorströme der Antriebe an den Gelenken des Leichtbauroboters abgeschätzt werden. Als Regelungskonzepte kann beispielsweise eine indirekte Kraftregelung durch Mo¬ dellierung des Leichtbauroboters als mechanischer Widerstand (Impedanz) oder eine direkte Kraftregelung verwendet werden. Bei dem Industrieroboter kann es sich insbesondere um einen redundanten Industrieroboter handeln, unter dem ein mittels einer Robotersteuerung bewegbarer Manipulatorarm verstanden wird, der mehr manipulatorische Freiheitsgrade aufweist, als zur Erfüllung einer Aufgabe notwendig sind. Der Grad der Re- dundanz ergibt sich aus der Differenz der Anzahl von Freiheitsgraden des Manipulatorarms und der Dimension des Ereig¬ nisraums, in dem die Aufgabe zu lösen ist. Es kann sich da¬ bei um eine kinematische Redundanz oder um eine aufgabenspe- zifische Redundanz handeln. Bei der kinematischen Redundanz ist die Anzahl der kinematischen Freiheitsgrade, im Allge¬ meinen die Anzahl der Gelenke des Manipulatorarms, größer als der Ereignisraum, welcher in einer realen Umgebung bei einer Bewegung im Raum durch die drei translatorischen und die drei rotatorischen Freiheitsgrade, also von sechs Frei¬ heitsgrade gebildet wird. Ein redundanter Industrieroboter kann also beispielsweise ein Leichtbauroboter mit sieben Gelenken, insbesondere sieben Drehgelenken sein. Bei der aufgabenspezifischen Redundanz ist die Dimension der Aufgaben- Stellung hingegen kleiner als die Anzahl der kinematischen Freiheitsgrade des Manipulatorarms. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Manipulatorarm an seinem Handflansch ein sich um eine Werkzeug-Antriebsachse drehbares Schraub¬ werkzeug trägt und eine der Drehgelenke des Manipulatorarms entlang dieser Werkzeug-Antriebsachse ausgerichtet ist. But manipulator arms with associated robot controllers, such as industrial robots may be particularly so-called light ¬ construction robots, the first resort to the usual required by industrial differ in that they have a favorable for human-machine cooperation size and thereby have a relatively high load capacity to its own weight ¬ . In addition, lightweight robots can in particular also force and / or torque-controlled instead of only position ¬ controlled operation, which makes, for example, a human-robot cooperation safer. In addition, such a secure human-machine cooperation can be achieved that, for example, unintentional collisions of the manipulator arm with persons such as fitters in a flow production of motor vehicles either prevented or at least mitigated so that the persons or fitters no harm , Such a manipulator arm or such a lightweight robot usually has more than six degrees of freedom, so that in this respect an over-determined system is created, whereby the same point in space in the same orientation in several, especially even infinitely many different poses of the manipulator arm can be achieved. The lightweight robot can react to external forces in appropriate ways. For force measurement, force sensors can be used which can measure forces and torques in all three spatial directions. Alternatively or additionally, the external forces can also be estimated without sensors, for example based on the measured motor currents of the drives at the joints of the lightweight robot. As a control concepts, for example, an indirect force control by Mo ¬ dellierung the lightweight robot as a mechanical resistance (impedance) or a direct force control can be used. In particular, the industrial robot can be a redundant industrial robot, which is understood to mean a manipulator arm which can be moved by means of a robot controller and has more manipulatory degrees of freedom than are necessary for the fulfillment of a task. The degree of dancy results from the difference in the number of degrees of freedom of the manipulator arm and the dimension of the EVENT ¬ nisraums in which the task is to be solved. It can ¬ a kinematic redundancy or a task-redundancy-specific action in order to there. When the kinematic redundancy is the number of kinematic degrees of freedom, in general ¬ mean the number of joints of the manipulator arm, is greater than the event space which translational in a real environment at a movement in space by three, and the three rotational degrees of freedom, that is of six Free ¬ degrees of freedom is formed. A redundant industrial robot may therefore be, for example, a lightweight robot with seven joints, in particular seven hinges. In the case of task-specific redundancy, however, the dimension of the task position is smaller than the number of kinematic degrees of freedom of the manipulator arm. This is for example the case when the manipulator arm carrying a tool is rotatable about a drive axis screw ¬ tool at its hand flange and one of the rotary joints of the manipulator arm is oriented along the tool drive shaft.
Bei einem kraft- und/oder momentengeregelten Ansteuern der Gelenke des Manipulatorarms können die Gelenke des Manipula¬ torarms hinsichtlich ihrer Steifigkeit parametriert sein. In allen Ausführungen kann dazu das kraft- und/oder momentenge- regelten Ansteuern von Antrieben des Manipulatorarms mittels Impedanzregelung oder Admittanzregelung erfolgen. In a force- and / or torque-controlled driving the joints of the manipulator arm, the joints of the Manipula ¬ torarms be parameterized in terms of their rigidity. In all embodiments, the force and / or torque-controlled activation of drives of the manipulator arm can take place by means of impedance regulation or admittance control.
Die Steuervorrichtung kann eingerichtet sein, die Nachgie¬ bigkeit des Manipulatorarms insbesondere mittels Impedanzre¬ gelung zu erzeugen. Eine Impedanzregelung basiert im Gegensatz zu einer Admittanzregelung auf einer vorhandenen Drehmomentenregelung auf Gelenkebene. Es werden die Abweichung der tatsächlichen Lage von einer definierten Solllage gemessen und entsprechend des gewünschten dynamischen Verhaltens eine gewünschte verallge¬ meinerte Kraft, bzw. Kräfte und Momente, bestimmt. Diese Kraft kann über die bekannte Kinematik des Manipulatorarms auf entsprechende Gelenkdrehmomente abgebildet werden. Die Drehmomente können schließlich über die unterlagerte Drehmo¬ mentenregelung eingestellt werden. The control device can be set up to generate the Nachgie ¬ bigkeit of the manipulator arm in particular by means of Impedanzre ¬ gelung. An impedance control is based on an existing torque control in contrast to an admittance control Joint level. It will be the deviation of the actual location of a defined target position measured and a desired generalizations ¬ meinerte force or forces and moments determined according to the desired dynamic behavior. This force can be mapped via the known kinematics of the manipulator arm to corresponding joint torques. The torques can be set via the subordinate Drehmo ¬ torque control eventually.
Die Steuervorrichtung kann aber auch eingerichtet sein, die Nachgiebigkeit des Manipulatorarms mittels Admittanzregelung zu erzeugen. However, the control device can also be set up to generate the compliance of the manipulator arm by means of admittance control.
Eine Admittanzregelung basiert auf einer vorhandenen Positionsregelung des Manipulatorarms auf Gelenkebene. Hier müssen die von außen auf den Manipulatorarm einwirkenden verallge- meinerten Kräften gemessen werden. Ausgehend von diesen Kräften wird eine, dem gewünschten dynamischen Verhalten entsprechende, Bewegung des Manipulatorarms bestimmt, die über eine inverse Kinematik und die unterlagerte Positions¬ regelung an den Manipulatorarm kommandiert wird. Die Realisierung dieser Regelungen können durch die Integration von Momentensensorik in die Gelenke des Industrierobo¬ ters erreicht werden. Der Sensor erfasst dabei das am Ab¬ trieb eines Getriebes wirkende eindimensionale Drehmoment. Diese Größe kann für die Regelung als Messgröße herangezogen werden und ermöglicht somit die Berücksichtigung der Elasti¬ zität der Gelenke im Rahmen der Regelung. Insbesondere werden durch eine Drehmomentsensorik, im Gegensatz zur Verwendung eines Kraftmomentensensors an einem Endeffektor des Ma¬ nipulatorarms, auch diejenigen Kräfte gemessen, die nicht auf den Endeffektor, sondern auf die Glieder des Manipula- torarms und/oder insbesondere auf ein von dem Manipulatorarm gehaltenes Werkzeug ausgeübt werden. An admittance control is based on an existing position control of the manipulator arm at the joint level. Here, the generalized forces acting on the manipulator arm from the outside must be measured. Based on these forces, one, the desired dynamic behavior corresponding movement of the manipulator is determined, which is commanded via an inverse kinematics and the subordinate position ¬ control to the manipulator. The realization of these regulations can be achieved by the integration of torque sensors in the joints of Industrierobo ¬ age. The sensor detects this at the Ab ¬ operating a transmission one-dimensional acting torque. This size can be used for control as a measure and thus enables the consideration of Elasti ¬ capacity of the joints under the scheme. In particular, by a torque sensor, in contrast to the use of a force torque sensor on an end effector of the Ma ¬ nipulatorarms, those forces are measured, not on the end effector, but on the members of the Manipula- Torarms and / or in particular be exercised on a held by the manipulator tool.
Bei dem an dem Werkstück zu montierenden Bauteil kann es sich um eine Schraube handeln, die in eine Gewindebohrung in dem Werkstück automatisiert durch den Manipulatorarm einzuschrauben ist. Dabei kann durch die Schraube ein erstes Werkstück mit einem zweiten Werkstück verschraubt werden. Die Fügestelle kann insoweit von der Gewindebohrung in einem der Werkstücke gebildet werden. Das Werkstück kann eine Kom- ponente eines zu fertigenden Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Motor-/Getriebeeinheit sein. Das Werkstück, insbesonde¬ re die Motor-/Getriebeeinheit kann dem Montagearbeitsplatz in einem Fließbetrieb zugeführt, durch den Montagearbeits¬ platz in einem Fließbetrieb hindurchgeführt und/oder von dem Montagearbeitsplatz in einem Fließbetrieb abgeführt werden. The component to be mounted on the workpiece may be a screw which is automatically screwed into a threaded bore in the workpiece by the manipulator arm. It can be screwed by the screw a first workpiece with a second workpiece. The joint can be so far formed by the threaded hole in one of the workpieces. The workpiece may be a component of a motor vehicle to be manufactured, in particular a motor / gear unit. The workpiece insbesonde ¬ re the motor / gear unit can be supplied to the assembly station in a fluidized operation, passed through the mounting work ¬ place in a fluidized operation and / or be removed from the assembly workplace in a fluidized operation.
Ein hängendes Halten des von dem Werkstückträger gehaltenen Werkstücks kann in einer ersten Ausführung bedeuten, dass das Werkstück zwar starr mit dem Werkstückträger verbunden ist, jedoch der Werkstückträger beispielsweise an einer Ein- schienen-Hängebahn pendelnd aufgehängt ist. Dies kann bedeu¬ ten, dass bei einer ortsfesten Positionierung des Manipulatorarms das Werkstück bezüglich eines Grundgestells des Ma¬ nipulatorarms eine Relativbewegung ausführt. In einer zwei¬ ten Ausführung kann das Werkstück selbst pendelnd an dem Werkstückträger aufgehängt sein. Dabei kann der Werkstückträger pendelfrei, insbesondere bestimmt gelagert sein, oder auch der Werkstückträger, wie in der ersten Ausführung beispielsweise an einer Einschienen-Hängebahn pendelnd aufgehängt sein. Eine pendelnde Aufhängung des Werkstücks an dem Werkstückträger kann beispielsweise dann vorliegen, wenn das Werkstück teilweise oder vollständig mittels Seilen oder Ketten an dem Werkstückträger eingehängt ist. Aufgrund einer hängenden Lagerung des Werkstücks an dem Werkstückträger kann insbesondere im Rahmen einer Serienfertigung nicht sichergestellt werden, dass sämtliche, mitunter identische Werkstück stets in einer eindeutigen Position und Lage an dem Werkstückträger gelagert ist, auch wenn keine Pendelbewegungen auftreten. Insoweit stellt sich das Problem, dass die an dem Werkstückträger hängend gehaltenen Werkstücke an dem Montagearbeitsplatz ankommend keine exakt vorbestimmte Position und Lage im Montagearbeitsplatz ein- nehmen. Deshalb ist in einem ersten Verfahrensschritt vorge¬ sehen, dass erfindungsgemäß ein automatisches Erfassen der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks innerhalb des Montagearbeitsplatzes mittels einer mit dem Werkstück verbundenen Gebereinrichtung er- folgt, durch welche Positions- und/oder Lagewerte des Werk¬ stücks über eine Aufnehmereinrichtung erfasst werden. Die Position und Lage der Aufnehmereinrichtung bezüglich des Manipulatorarms ist dabei fest, d.h. vorbekannt. Die Aufneh¬ mereinrichtung kann dazu insbesondere an einem auch den Ma- nipulatorarm tragenden Grundträger befestigt sein. In a first embodiment, a suspended holding of the workpiece held by the workpiece carrier can mean that the workpiece is rigidly connected to the workpiece carrier, but the workpiece carrier is suspended in a pendulum manner, for example, on a monorail monorail. This can be signified ¬ th, that the workpiece with respect to a base frame of the Ma ¬ nipulatorarms carries out a relative motion at a fixed positioning of the manipulator arm. In a two ¬ th embodiment, the workpiece itself can be suspended pendulum on the workpiece carrier. In this case, the workpiece carrier can be mounted free of pendulums, in particular determined, or even the workpiece carrier, as in the first embodiment, for example, be suspended pendulum on a monorail overhead conveyor. An oscillating suspension of the workpiece on the workpiece carrier can be present, for example, when the workpiece is partially or completely suspended by means of cables or chains on the workpiece carrier. Due to a suspended mounting of the workpiece on the workpiece carrier can not be ensured in particular in the context of a series production that all, sometimes identical workpiece is always stored in a unique position and location on the workpiece carrier, even if no oscillations occur. In that regard, there is the problem that the workpieces hanging on the workpiece carrier on arrival at the assembly workstation take no exactly predetermined position and location in the assembly workstation. Therefore, in a first process step is pre ¬ see that according to the invention is followed by an automatic detection of the current position and / or the instantaneous position of the suspended workpiece within the assembly work station by means of a connected to the workpiece transducer device ER, by which position and / or position values of the Work ¬ piece are detected via a pickup device. The position and position of the pickup device with respect to the manipulator arm is fixed, ie previously known. The Transd ¬ mereinrichtung can be attached to a particular also the ma- nipulatorarm supporting base carrier.
Der erste Verfahrensschritt des Erfassens der momentanen Po¬ sition und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks kann vor dem zweiten Verfahrensschritt des Bewegens des Ma¬ nipulatorarms aus einer Grundstellung in eine Montagean- fangsstellung abgeschlossen sein, insbesondere dann, wenn das Werkstück vor dem zweiten Verfahrensschritt zumindest weitgehend oder sogar vollständig ausgependelt ist. Alterna¬ tiv kann ein Erfassens der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks während des zweiten Verfahrensschritts fortgeführt werden, insbesondere dann, wenn das Werkstück während des Bewegens des Manipulatorarms aus der Grundstellung in die Montageanfangsstellung zumindest merklich oder sogar deutlich weiterpendelt. Der Manipulatorarm kann vor Beginn eines erfindungsgemäßen Verfahrensablaufes sich in einer Verwahrungsposition befinden. Aus der Verwahrungsposition kann der Manipulatorarm mit den an sich bekannten Steuerungsarten in die Grundstellung bewegt werden. Ein Bewegen des Manipulatorarms aus der Ver¬ wahrungsposition in die Grundstellung kann insbesondere ohne ein erfindungsgemäßes Erfassen der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks erfolgen . Die Grundstellung kann sich durch eine Pose des Manipulatorarms kennzeichnen, in welcher der Manipulatorarm, insbesondere ein von dem Manipulatorarm getragenes, insbesondere geführtes Werkzeug aus einer beliebigen Verwahrungsposition in den Arbeitsraum innerhalb des Montagearbeitsplatzes hin- einbewegt ist. Die Grundstellung kann beispielsweise eine Pose des Manipulatorarms sein, in welcher ein Werkzeugbe¬ zugspunkt beispielsweise in einen quaderförmigen Arbeitsraum von ca. 500 Millimeter, insbesondere 300 Millimeter Kantenlänge hineinbewegt ist, der die Montageanfangsstellung bein- haltet. The first process step of detecting the current Po ¬ sition and / or the instantaneous position of the suspended workpiece can be completed catching position before the second process step of moving the Ma ¬ nipulatorarms from a basic position into a Montagean-, particularly when the workpiece prior to the second Process step is at least largely or even completely balanced. Alterna ¬ tively, a detection of the current position and / or the current position of the hanging workpiece during the second process step can be continued, especially if the workpiece while moving the manipulator arm from the basic position in the initial assembly position at least noticeably or even significantly further. The manipulator arm may be in a custody position prior to starting a procedure according to the invention. From the storage position of the manipulator arm can be moved with the known control modes in the basic position. Moving the manipulator arm from the Ver ¬ verungsposition to the basic position can be done in particular without an inventive detection of the current position and / or the current position of the hanging workpiece. The basic position can be characterized by a pose of the manipulator arm, in which the manipulator arm, in particular a tool carried by the manipulator arm, in particular guided tool, is moved from any storage position into the work space within the assembly workstation. The initial position may for example be a pose of the manipulator in which a Werkzeugbe ¬ reference point, for example, in a rectangular work area of approximately 500 mm, in particular 300 mm edge length is in moving, the assembly constitutes initial position leg.
Die Verwahrungsposition des Manipulatorarms kann sich durch eine Pose des Manipulatorarms kennzeichnen, in welcher der Manipulatorarm zumindest weitgehend oder sogar vollständig aus einem Arbeitsraum innerhalb des Montagearbeitsplatzes herausbewegt ist. The storage position of the manipulator arm can be characterized by a pose of the manipulator arm, in which the manipulator arm is at least largely or even completely moved out of a working space within the assembly workstation.
Hingegen kann die Grundstellung für alle Werkstücke und insbesondere für alle verschiedenen Arten von Werkstücken dieselbe Grundstellung sein, die insbesondere auch als feste Größe in der Steuervorrichtung des Industrieroboters gespei- chert sein kann. Erst ab Erreichen der Grundstellung erfolgt ein erfindungsgemäßes Erfassen der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks. On the other hand, the basic position for all workpieces and in particular for all different types of workpieces can be the same basic position, which in particular can also be stored as a fixed variable in the control device of the industrial robot. Only after reaching the basic position takes place an inventive detection of the current position and / or the current position of the hanging workpiece.
Die Montageanfangsstellung kann sich für jede Art von Werkstücke und/oder für jede Art von Montageaufgabe unterschei- den. Insbesondere kann sich die Montageanfangsstellung für jedes einzelne Werkstück in Abhängigkeit seiner Position und/oder Lage unterscheiden. The start of assembly position may differ for each type of work piece and / or for each type of assembly task. In particular, the initial assembly position for each individual workpiece may differ depending on its position and / or position.
Generell kann das Roboterzustellprogramm einen vorprogrammierten Pfad enthalten, welchen beispielsweise einen Werk- zeugbezugspunkt des Manipulatorarms aus der Grundstellung in eine Standard-Montageanfangsstellung führen würde. Unter Hinzuziehen der durch den ersten Verfahrensschritt erfassten Position und/oder der Lage des hängenden Werkstücks kann dieser vorprogrammierte Pfad, beispielsweise durch hinzu- rechnen eines Offsetwertes abgewandelt werden, um eine ange- passte, d.h. abweichende Montageanfangsstellung zu erhalten, die dann auch von dem Manipulatorarm angefahren wird. In general, the robot delivery program can contain a preprogrammed path which, for example, would lead a tool reference point of the manipulator arm from the basic position to a standard initial position for assembly. By taking into account the position and / or the position of the suspended workpiece detected by the first method step, this preprogrammed path can be modified, for example by adding an offset value, to produce a matched, i. to get different initial assembly position, which is then approached by the manipulator arm.
Weder das automatische Erfassen der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks gemäß dem ersten Verfahrensschritt, noch das Bewegen des Manipula¬ torarms aus der Grundstellung in die Montageanfangsstellung gemäß dem zweiten Verfahrensschritt muss mit einer Positio¬ niergenauigkeit erfolgen, die für das aufgabengemäße Montie¬ ren des Bauteils an der Fügestelle des Werkstücks hinrei- chend genau ist, um das Bauteil an der Fügestelle positions¬ gesteuert montieren zu können. Vielmehr reicht eine Positio¬ niergenauigkeit des Bauteils an der Fügestelle aus, die von der idealen Fügeposition um bis zu 15 Millimeter, insbesondere um 5 bis 10 Millimeter, abweichen kann. Dadurch können insbesondere Gebereinrichtungen und Aufnehmereinrichtungen verwendet werden, die nur ein entsprechend geringes Auflö- sungsvermögen von beispielsweise maximal 0,1 Millimeter auf¬ weisen. So können aufwändige und teure, mitunter individuell entwickelte Präzisions-Messeinrichtungen durch einfache, kostengünstige Messeinrichtungen, die gängige Sensoren aus einer allgemeinen Serienfertigung aufweisen können, ersetzt werden. Außerdem müssen die Werkstücke nicht hoch positions¬ genau vorpositioniert sein. Neither the automatic detection of the current position and / or the current position of the hanging workpiece according to the first method step, nor moving the Manipula ¬ torarms from the basic position in the initial assembly position according to the second method step must be done with a positioning ¬ niergenauigkeit that for the task Montie ¬ ren of the component at the joint of the workpiece is sufficiently accurate in order to mount the component position ¬ controlled at the joint can. Rather, a sufficient positio ¬ niergenauigkeit the component at the joining point from the from the ideal joining position by up to 15 millimeters, in particular by 5 to 10 millimeters, may vary. As a result, it is possible in particular to use transducer devices and transducer devices, which only have a correspondingly low resolution. sungsvermögen have, for example, a maximum of 0.1 millimeters ¬. Thus, complex and expensive, sometimes individually developed precision measuring devices can be replaced by simple, cost-effective measuring devices, which may include common sensors from a general series production. In addition, the workpieces must not be highly positioned ¬ exactly prepositioned.
Die dadurch tolerierte Positionsungenauigkeit des vom Mani¬ pulatorarm geführten Werkzeugs bezüglich des Werkzeugs an der Montageanfangsstellung wird erfindungsgemäß in dem dritten Schritt des Verfahrens kompensiert, durch ein kraft- und/oder momentengeregeltes Ansteuern der Gelenke des Mani¬ pulatorarms auf Grundlage eines auf der Steuervorrichtung des Industrieroboters gespeicherten Robotermontageprogramms, welches Bewegungsbefehle zum Durchführen einer aus der Mon¬ tageanfangsstellung heraus erfolgenden Montage des Bauteils an die Fügestelle des Werkstück enthält. The resulting tolerated position inaccuracy of the out by Mani ¬ pulatorarm tool relative to the tool at the mounting initial position according to the invention compensated for in the third step of the process, by a force and / or moment-controlled driving the joints of the Mani ¬ pulatorarms on the basis of on the control device of the industrial robot stored robot assembly program, which contains movement commands for performing a forth from the Mon ¬ tageanfangsstellung out assembly of the component to the joint of the workpiece.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach dem Starten des Roboterzustellprogramms während des Be- wegens des Manipulatorarms aus seiner Grundstellung in die Montageanfangsstellung ein wiederholtes Anpassen der Montageanfangsstellung erfolgen, durch fortlaufendes Erfassen der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des Werkstücks während der Manipulatorarm bewegt wird. Das Roboterzustellprogramm kann dazu programmierte, insbe¬ sondere in einer Offline-Programmierung vorbestimmte Stützpunkte und/oder Bahnen, oder in einer Online-Programmierung beispielsweise durch eine Lernfahrt (Tech-In-Verfahren) in dem Montagearbeitsplatz generierte Stützpunkte und/oder Bah- nen umfassen, welche eine vorgegebene Grundbewegung des Ma¬ nipulatorarms, insbesondere eines Werkzeugbezugspunktes des Manipulatorarms aus der Grundstellung in eine zunächst pau¬ schal vorgegebene Montageanfangsstellung beschreibt. Bei ei¬ nem fortlaufenden Erfassen der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des Werkstücks während der Manipula- torarm bewegt wird, können der im Roboterzustellprogramm zunächst pauschal vorgegebenen Montageanfangsstellung Offsetwerte hinzugefügt werden, welche eine in Abhängigkeit der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des Werkstücks eine veränderte Montageanfangsstellung ergeben. Folg- lieh kann der Manipulatorarm insoweit einer gewissen Bewegung des Werkstücks während des Heranfahrens an das Werk¬ stück folgen. Die Bewegungen der Gelenke des Manipulatorarms können dabei entweder positionsgesteuert oder kraft- /momentengeregelt ausgeführt werden. Die Montageanfangsstel- lung des Manipulatorarms darf dabei von einer idealen Rela¬ tivstellung von Manipulatorarm zu Werkstück um bis zu 15 Millimeter, insbesondere um 5 bis 10 Millimeter, abweichen. Erst nach Erreichen der realen Montageanfangsstellung wird der Manipulatorarm in den insbesondere ausschließlichen kraft-/momentengeregelten Betrieb geschalten, um das Robotermontageprogramm auszuführen. In a refinement of the method according to the invention, after the robot delivery program has started, the manipulator arm can be repeatedly adjusted from its initial position to the beginning of assembly by repeatedly detecting the current position and / or the instantaneous position of the workpiece during the manipulator arm becomes. The Roboterzustellprogramm can to programmed in particular ¬ sondere in an offline programming predetermined bases and / or sheets, or in an on-line programming, for example, by a learning travel (Tech-in method) comprise in the assembly workplace generated points and / or webs which a predetermined basic movement of the Ma ¬ nipulatorarms, in particular a tool reference point of the Manipulator described from the basic position in an initially pau ¬ scarf predetermined initial assembly position. When ei ¬ nem continuous detection of the current position and / or the current position of the workpiece while the manipulator is moved armor, the initially set in the robot delivery program initially fixed starting position offset values can be added, depending on the current position and / or the current position of the workpiece give a changed initial assembly position. Folg- borrowed can follow a certain extent of movement of the workpiece when approaching bus to the factory ¬ piece of the manipulator arm. The movements of the joints of the manipulator can be carried out either position-controlled or force / torque controlled. The Montageanfangsstel- development of the manipulator arm may deviate from an ideal Real ¬ tivstellung of manipulator arm to work up to 15 mm, in particular by 5 to 10 millimeters. Only after reaching the real start of assembly position of the manipulator arm is switched to the particular exclusive force / torque controlled operation to execute the robot mounting program.
In einer ersten Ausführungsvariante können die Gebereinrichtung und die Aufnehmereinrichtung ausgebildet sein, die momentane Position und/oder momentane Lage des Werkstücks durch LaufZeitmessung eines Schallsignals zwischen Gebereinrichtung und Aufnehmereinrichtung zu bestimmen. In a first embodiment variant, the encoder device and the pickup device can be designed to determine the instantaneous position and / or instantaneous position of the workpiece by running time measurement of a sound signal between the encoder device and the pickup device.
Übliche, positionsgeregelte Roboterprozesse benötigen eine feste Position des Manipulatorarms sowie eine definierte La¬ ge der Prozessumgebung, insbesondere des Werkstücks, sowie der Prozesswerkzeuge. Für einen reproduzierbaren Betrieb sind hohe Genauigkeitsanforderungen an die Anlagenkomponenten zu stellen. Dabei ist der Einsatz von präzisen Messsystemen erforderlich, die der Anzahl der Freiheitsgrade des Manipulatorarms entsprechende Relativbewegungen von Manipu¬ latorarm und Werkstück aufnehmen und dem Robotersystem mitteilen . Usual, position-controlled robot processes require a fixed position of the manipulator arm and a defined La ¬ ge of the process environment, in particular of the workpiece, as well as the process tools. For reproducible operation, high accuracy requirements must be placed on the system components. This requires the use of precise measuring systems that correspond to the number of degrees of freedom of the Manipulator take appropriate relative movements of Manipu ¬ latorarm and workpiece and tell the robot system.
Wegen der hohen Genauigkeitsanforderung von wenigen Zehntel Millimetern, die bei positionsgeregelten Industrierobotern notwendig sind, ist meist eine teuere Messtechnik erforder¬ lich. Dies ist außerdem aufwendig zu kalibrieren bzw. zu integrieren und eng auf die Prozessstation begrenzt konfigurierbar . Durch den erfindungsgemäßen kraft-/momentengeregelten Betrieb des Manipulatorarms, um das Robotermontageprogramm auszuführen, können die Anforderungen an die Genauigkeit der Prozesskomponenten zueinander reduziert werden. Dies ermöglicht den Einsatz von kostengünstigen Messsystemen, insbe- sondere 3D-Messsystemen, die insbesondere mittels Ultra¬ schall arbeiten können. Insbesondere sogenannte "Plug and Play"-Messsysteme zeichnen sich dadurch aus, dass Sender und Empfänger aufeinander abgestimmt sind und diese auch sofort nach Sichtbarkeit im definierten Arbeitsbereich des Empfän- gers Daten bezüglich der Position liefern. Solche Sender sind im allgemeinen vorkonfektioniert, können aber auch bei Bedarf individuell angepasst bzw. konstruiert werden. Die Ausgabe der Daten, insbesondere Koordinaten der Punkte oder eines berechneten Koordinatensystems, kann online in einer systembedingten Abtastrate, beispielsweise von 70 Hertz er¬ folgen. Wird der Empfänger des Messsystems mit dem Indust¬ rieroboter zueinander eingemessen, kann die Lage bzw. auch die Lageveränderung des Senders online an das Robotersystem weitergegeben werden und die geplante Bahn entsprechend on- line korrigiert werden, um große Messungenauigkeiten, wieBecause of the high accuracy requirements of a few tenths of a millimeter, which are necessary for position-controlled industrial robots, is usually an expensive measurement technology erforder ¬ Lich. This is also expensive to calibrate or integrate and limited configurable limited to the process station. By virtue of the force / torque-controlled operation of the manipulator arm according to the invention in order to execute the robot mounting program, the demands on the accuracy of the process components relative to one another can be reduced. This enables the use of cost measurement systems, especially 3D measurement systems that can work in particular by ultra ¬ sound. In particular, so-called "plug and play" measuring systems are characterized in that the transmitter and receiver are matched to each other and they also provide data on the position immediately after visibility in the defined working range of the receiver. Such transmitters are generally prefabricated, but can also be customized or constructed as needed. The output of the data, in particular coordinates of points or a calculated coordinate system, he can ¬ succeed online in a systemic sampling rate, such as 70 Hertz. If the receiver of the measuring system with the Indust ¬ rieroboter each other is measured, the position or the change in position of the transmitter online can be passed to the robotic system and the planned path to be corrected accordingly online to large measurement inaccuracies, such as
Abstand der Zielmarken auf dem Sender, Entfernung Sender zu Empfänger, Abstand Empfänger zu Manipulatorarm, geplanter Arbeitspunkt des TCP usw., von mehreren Millimetern ausgleichen zu können. Verbleibende Positionsungenauigkeiten werden anschließend durch einen kraft-/momentengeregelten Betrieb des Industrieroboters kompensiert. Distance of the target marks on the transmitter, distance transmitter to receiver, distance receiver to manipulator arm, planned operating point of the TCP, etc., to be able to compensate for several millimeters. Remaining position inaccuracies become then compensated by a force / torque controlled operation of the industrial robot.
Alternativ kann die Gebereinrichtung und die Aufnehmereinrichtung ausgebildet sein, die momentane Position und/oder momentane Lage des Werkstücks durch optische Mittel zu er¬ fassen . Alternatively, the transducer device and the pickup device can be formed, grasp the current position and / or instantaneous position of the workpiece by optical means to he ¬.
Dazu kann die Aufnehmereinrichtung von einer Bilderfassungsvorrichtung gebildet werden, die Gebereinrichtung wenigstens eine an dem Werkstück oder dem Werkstückträger befestigte Marke aufweisen und die momentane Position und/oder momenta¬ ne Lage des Werkstücks durch Auswerten der von der Bilderfassungsvorrichtung aufgenommenen Bilder der Marken bestimmt werden . For this purpose, the pickup device can be formed by an image capture device, the transducer device having at least one fixed to the workpiece or the workpiece carrier brand and are determined, the instantaneous position and / or momenta ¬ ne position of the workpiece by evaluating the captured by the image capture device images of the marks.
Die Eigenschaft, dass mehrere Sender von einem Empfänger er- kannt werden können, eröffnet die Möglichkeit am Werkstück oder am Werkstückträger beispielsweise in einem Fliessbetrieb einer Serienfertigungsstätte Sender anzubringen, die dann an verschiedenen Roboterarbeitsstationen verwendet werden können. Ist ein Verfolgen an mehreren Stationen in der Produktion nötig, so können sinnvoller Weise die Marker am Beginn der Produktion an das Werkstück oder dem Werkstückträger angebracht werden und über mehrere Stationen verwendet werden. Bei der Verwendung von sehr kostengünstigen Markern können diese auch in das Werkstück eingearbeitet, bei- spielsweise eingegossen werden und dort sogar verbleiben. In einer Anlage mit Fließbetrieb kann so ein Sender mit aktiven oder passiven Zielmarken auf dem Werkstück aufgebracht werden und durch mehrere nacheinander folgende automatisierte Montagearbeitsplätze mitgeführt werden. In jedem Montagear- beitsplätze kann der Sender erkannt und der dortige Indust- rieroboter für den jeweiligen Arbeitsprozess korrigiert werden . The fact that several transmitters can be recognized by a receiver opens up the possibility of attaching transmitters on the workpiece or on the workpiece carrier, for example in a flow operation of a mass production facility, which transmitters can then be used at various robot workstations. If it is necessary to track several production stations, the markers can be meaningfully attached to the workpiece or the workpiece carrier at the beginning of production and used over several stations. When using very cost-effective markers, these can also be incorporated into the workpiece, for example, cast in and even remain there. In a plant with flow operation, a transmitter with active or passive target marks can thus be applied to the workpiece and be carried along by several successively automated assembly workstations. In each assembly workstation, the transmitter can be recognized and the local industry be corrected for the respective work process.
Alternativ können auch Vorrichtungskomponenten mit diesen kostengünstigen Sendern ausgerüstet werden, beispielsweise ein C-Gehänge im Rohbau oder in der Montage. Durch Verwendung von Empfängern in beliebig vielen Arbeitsstationen kann die Position und die Geschwindigkeit der Karosse ermittelt werden. Diese Information kann für weitere Arbeitsprozesse im Fließbetrieb verwendet werden, die mit einem sensitiven, d.h. kraft-/momentengeregelten Industrieroboter durchgeführt werden können. Dies ist auch als günstige Voraussetzung für Arbeitsprozesse mit einer Mensch-Roboter-Kooperation im Fließbetrieb zu sehen. Das Robotersystem bekommt durch die Positions- und Bewegungserkennung des Werkstücks eine aus- reichend genaue Lokalisierung für den Start seiner Such- und Arbeitsprozesse . Alternatively, device components can be equipped with these low-cost transmitters, such as a C-hanger in the shell or in the assembly. By using receivers in any number of workstations, the position and speed of the body can be determined. This information can be used for other fluid flow operations associated with a sensitive, i. force / torque controlled industrial robot can be performed. This can also be seen as a favorable prerequisite for work processes with a human-robot cooperation in flow operation. Due to the position and movement recognition of the workpiece, the robot system gets a sufficiently precise localization for the start of its search and work processes.
In einer weiterführenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vor dem Bewegen des Manipulatorarms aus der Grundstellung in die Montageanfangsstellung ein automati- sches Erfassen des Werkstücks, insbesondere der Art, des Typs und/oder der Gestalt des Werkstücks erfolgen und der jeweiligen Art, des Typs und/oder der Gestalt des Werkstücks zugeordnete vorgespeicherte geometrische Werte über das Werkstück zum Anpassen der Montageanfangsstellung mit heran- gezogen werden. In a further embodiment of the method according to the invention, prior to moving the manipulator arm from the basic position into the initial assembly position, an automatic detection of the workpiece, in particular of the type, type and / or shape of the workpiece, and of the respective type, type and / or or pre-stored geometric values associated with the shape of the workpiece may be included over the workpiece to adjust the initial assembly position.
In einer speziellen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Manipulatorarm auf Grundlage des Robotermontageprogramms mittels einer darin hinterlegten Suchstra¬ tegie die Fügestelle aus der Montageanfangsstellung heraus durch kraft- und/oder momentengeregeltes Verstellen der Ge¬ lenke des Manipulatorarms finden, insbesondere ohne weitere Berücksichtigung der automatisch erfassten momentanen Position und/oder momentanen Lage des Werkstücks finden, indem der Manipulatorarm das Bauteil berührend an dem Werkstück entlangführt . Ein erfindungsgemäßes Robotermontageprogramm kann das Anbringen und Festziehen einer Schraube an dem Werkstück betreffen. Das Werkstück kann beispielsweise eine Motor- Getriebeeinheit eines zu fertigenden Kraftfahrzeugs sein. Dazu kann es erforderlich sein, einen Flansch, insbesondere an einer Wandlereingangswelle an einem Sitz, insbesondere an einer Motorausgangswelle mittels mehrere über einen Umfang verteilt festzuziehender Schrauben zu befestigen. Die In a specific embodiment of the method according to the invention the manipulator arm, the joint of the mounting initial position out, by force and / or moment-controlled adjustment of the Ge ¬ joints of the manipulator arm find on the basis of the robot installation program using a stored therein Suchstra ¬ strategy, in particular, without further Considering the automatically detected current position and / or current position of the workpiece by the manipulator arm moves the component touching the workpiece. A robot mounting program according to the invention may relate to attaching and tightening a screw to the workpiece. The workpiece may be, for example, a motor-gear unit of a motor vehicle to be manufactured. For this purpose, it may be necessary to attach a flange, in particular to a converter input shaft to a seat, in particular to an engine output shaft by means of a plurality of screws to be tightened over a circumference. The
Schrauben sind mittels eines von dem Manipulatorarm geführten Werkzeugs in Form eines Schraubers aus einem Magazin nacheinander aufzunehmen, zunächst im Rahmen eines Voranzugs in Gewindebohrungen des Sitzes nacheinander einzuschrauben und dann im Rahmen eines Endanzugs mit einem vorgegebenen Drehmoment nochmals nacheinander anzuziehen. Screws are to be successively received by means of a guided by the manipulator tool in the form of a screwdriver from a magazine, first successively screwed into threaded holes in the seat as part of a pre-tightening and then tighten again in a final suit with a predetermined torque.
Die Montageanfangsstellung wird dabei durch eine Startposi- tion des vom Manipulatorarm geführten Schraubers nahe einer ersten, bereits in eine Gewindebohrung des Sitzes einge¬ schraubte Schraube definiert. Aus eines solchen nahe an der Schraube liegenden Startposition heraus kann der Manipulatorarm den Schrauber, d.h. die Werkzeugspitze des Schraubers auf Grundlage des Robotermontageprogramm in einer in Richtung der Drehachse des Schraubers weisenden Stoßrichtung auf die Schraube zu bewegen und durch beispielsweise schwingen¬ de, pendelnde, kreis- oder spiralförmige Bewegungen senk¬ recht zur Stoßrichtung sich eine Bahn ertasten, um die Werk- zeugspitze des Schraubers in ein Schrauben-Mitnahmeprofil der Schraube formschlüssig einzustecken. Alternativ kann aus einer nahe an der Schraube liegenden Startposition heraus der Manipulatorarm, nachdem er durch den Schrauber eine Schraube aus dem Magazin aufgenommen hat, die auf dem Schrauber, d.h. auf der Werkzeugspitze des The mounting initial position is defined by a Startposi- tion of the manipulator arm guided by the screwdriver close to a first, already ¬ screwed into a threaded bore of the seat screw. From such a close to the screw starting position out of the manipulator arm, the screwdriver, ie the tool tip of the screwdriver based on the robot assembly program in a pointing in the direction of the axis of rotation of the screw driver thrust direction to the screw to move and by example swing ¬ de, swinging, circle - or spiral movements perpendicular ¬ quite a web palpate the thrust to the tool tip of the screwdriver in a screw-driving profile of the screw form-fitting insert. Alternatively, from a close to the screw starting position of the manipulator arm, after he has picked up a screw from the magazine by the screwdriver on the screwdriver, ie on the tool tip of the
Schraubers aufsitzende Schraube auf Grundlage des Roboter¬ montageprogramm in einer in Richtung der Drehachse des Wrench seated screw on the basis of the robot program in a ¬ assembly in the direction of the axis of rotation of
Schraubers weisenden Stoßrichtung auf eine der Gewindebohrungen zu bewegen und durch beispielsweise schwingende, pen¬ delnde, kreis- oder spiralförmige Bewegungen senkrecht zur Stoßrichtung sich eine Bahn ertasten, um den Gewindeschaft der Schraube an eine der Gewindebohrungen des Sitzes formschlüssig anzusetzen. Screw-pointing thrust direction to move one of the threaded holes and by means of, for example, oscillating, pen ¬ delnde, circular or spiral movements perpendicular to the impact direction feel a path to attach the threaded shank of the screw to one of the threaded holes of the seat form-fitting.
Aufgrund seines kraft- und/oder momentengeregelten Betriebs kann der Manipulatorarm das Werkzeug, insbesondere den Due to its power and / or torque-controlled operation of the manipulator arm, the tool, in particular the
Schrauber bzw. die Schraube in einem berührenden, insbesondere eingreifenden Kontakt zum Werkstück halten, so dass eine noch während des Ausführens des Robotermontageprogramms vorhandene Pendelbewegung des Werkstücks kompensiert werden kann . Alternativ oder ergänzend kann der Manipulatorarm in seinem kraft- und/oder momentengeregelten Betrieb einen zusätzlichen berührenden, insbesondere greifenden Kontakt zum Werkstück halten, um eine vorhandene Pendelbewegung des Werkstücks an dem Werkstückträger oder mit dem Werkstückträger zu dämpfen und/oder zu stoppen oder um das Entstehen einer Pendelbewegung des Werkstücks an dem Werkstückträger oder mit dem Werkstückträger zu unterdrücken oder zu verhindern. Keep screwdriver or the screw in a touching, in particular engaging contact with the workpiece, so that a still existing during the execution of the robot mounting program pendulum movement of the workpiece can be compensated. Alternatively or additionally, the manipulator arm in its force- and / or torque-controlled operation hold an additional touching, in particular cross-contact with the workpiece to dampen an existing pendulum motion of the workpiece on the workpiece carrier or with the workpiece carrier and / or stop or the emergence to suppress or prevent a pendulum movement of the workpiece on the workpiece carrier or with the workpiece carrier.
Dies kann bedeuten, dass der Manipulatorarm einen Greifer aufweist, welcher das Werkstück formschlüssig ergreift. In einer anderen Ausführungsform kann sich der Manipulatorarm mittels einer seiner Glieder, insbesondere mittels seines Flansches oder des Werkzeugs an einer Oberfläche oder Kante des Werkstücks oder an einer Oberfläche oder Kante des Werk¬ stückträgers einseitig berührend abstützen. This can mean that the manipulator arm has a gripper which grips the workpiece in a form-fitting manner. In another embodiment, the manipulator arm by means of one of its members, in particular by means of his Flange or the tool on one surface or edge of the workpiece or on one surface or edge of the workpiece carrier ¬ support one side touching.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch einen auto- matisierten Montagearbeitsplatz, aufweisend einen von einer Hängefördereinrichtung im Fließbetrieb bewegten Werkstückträger, ein an dem Werkstückträger aufgehängt gelagertes Werkstück, insbesondere eine Komponente eines zu fertigenden Fahrzeugs, eine mit dem Werkstück und/oder Werkstückträger verbundene Gebereinrichtung, ein Magazin mit an das Werkstück zu fügenden Bauteilen, sowie ein Industrieroboter aufweisend eine Steuervorrichtung, die ausgebildet und/oder eingerichtet ist, ein programmierte Bewegungsabläufe enthal¬ tendes Roboterprogramm auszuführen, sowie aufweisend einen Manipulatorarm mit mehreren aufeinander folgende Glieder und Gelenke, die gemäß des Roboterprogramms automatisiert und/oder in einem Handfahrbetrieb automatisch verstellbar sind, wobei der Manipulatorarm von einem mit dem Werkstückträger mechanisch gekoppelten Grundträger getragen ist, an dem eine der Gebereinrichtung zugeordnete Aufnehmereinrichtung befestigt ist, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet und/oder eingerichtet ist, ein Verfahren wie beschrieben durchzuführen . The object of the invention is also achieved by an automated assembly workstation, comprising a workpiece carrier moved by a suspension conveyor in flow operation, a workpiece suspended from the workpiece carrier, in particular a component of a vehicle to be manufactured, a transducer device connected to the workpiece and / or workpiece carrier a magazine with the workpiece components to be joined, as well as an industrial robot comprising a control device which is designed and / or arranged to perform contained ¬ tendes robot program a programmed motion sequences, and comprising a manipulator arm with a plurality of successive links and joints, which according to the Automated robot program and / or are automatically adjustable in a hand-held operation, wherein the manipulator arm is supported by a mechanically coupled to the workpiece carrier base support to which one of the encoder device assign te receiving device is attached, wherein the control device is formed and / or arranged to perform a method as described.
Im Falle der bereits beschriebenen Montageaufgabe kann das Verschrauben mit dem kraft-/momentengeregelten Industrieroboter an einem hängenden Aggregat durchgeführt werden. Das Aggregat bestehend aus Motor und Getriebe ist im Fliesbe¬ trieb und kann sich aufgrund seiner hängenden Lagerung wie ein Pendel bewegen. Die Gebereinrichtung kann am Aggregat an einem eindeutigem Bezugspunkt, wie beispielsweise die Wandl¬ eröffnung oder eine Absteckbohrung befestigt sein und liefert die Position und/oder Lage des Aggregats im Raum. Der zum Messsystem referenzierte Manipulatorarm erhält dadurch eine aktuelle Nennposition für den Arbeitspunkt und korri¬ giert seine Bahn entsprechend. Bewegungen des Aggregats wer¬ den erfasst und die Roboterbahn entsprechend nachgeführt. Bei starken Auslenkungen kann die Bewegung des Manipula- torarms unterbrochen werden und das System wartet bis dieIn the case of the assembly task already described, the screwing with the force / torque-controlled industrial robot can be carried out on a suspended unit. The unit consisting of engine and transmission is in Fliesbe ¬ drive and can move due to its hanging storage as a pendulum. The transducer device can be attached to the unit at a unique reference point, such as the Wandl ¬ opening or a Absteckbohrung and provides the position and / or position of the unit in the room. The referenced to the measuring system manipulator receives a current nominal position for the operating and Corridor ¬ its orbit alternates accordingly. Movements of the aggregate wer ¬ recorded and tracked the robot track accordingly. In the case of strong deflections, the movement of the manipulator arm can be interrupted and the system waits until the
Schwingung des Aggregats sich beruhigt hat. Wenn der Manipu¬ latorarm mit seinem Werkzeug, insbesondere dem Schrauber im Eingriff mit der Schraube bzw. der Gewindebohrung ist, wird durch die Impedanzregelung des Industrieroboters die Positi- on zusätzlich nachgeführt. Ein aktiver Eingriff des Industrieroboters in die Pendelbewegung ist ebenfalls möglich. Der Manipulatorarm kann sich mit dem Werkzeug in Impedanzregelung an eine Kante des Aggregats anlegen. Oscillation of the aggregate has calmed down. When the Manipu ¬ latorarm with its tool, in particular the screwdriver in engagement with the screw or the threaded bore, is additionally fed through the impedance control of the industrial robot on the positive. An active intervention of the industrial robot in the pendulum motion is also possible. The manipulator arm can be attached to an edge of the unit with the tool in impedance control.
Der automatisierte Montagearbeitsplatz, kann eine die Geber- einrichtung aufweisende Haltevorrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, die Gebereinrichtung manuell lösbar an dem Werkstück zu befestigen. Dazu kann die Haltevorrichtung eine manuell zu betätigende, insbesondere federvorgespannte Hal¬ tezange aufweisen, die Zangenbacken aufweist, welche zum formschlüssigen Halten der Haltezange an einer Außenkontur oder Innenkontur, insbesondere einer Öffnung oder Bohrung des Werkstücks ausgebildet sind. Die Haltevorrichtung kann ergänzend ein Magazin tragen, welches die an das Werkstück zu fügenden Bauteile, wie die beschriebenen Schrauben zur automatisierten Entnahme durch den Manipulatorarm bevorratet . The automated assembly workstation can have a holding device having the dispensing device, which is designed to fix the dispenser manually detachably to the workpiece. For this, the holding device may comprise a manually operable, in particular spring-biased Hal ¬ tezange having jaws which are formed for form-locking holding of the holding clamp at an outer contour or inner contour, in particular an opening or bore of the workpiece. The holding device can additionally carry a magazine which stores the components to be joined to the workpiece, such as the described screws for automated removal by the manipulator arm.
Durch die erfindungsgemäße Haltevorrichtung kann die Gebereinrichtung und/oder das Magazin manuell lösbar an dem Werkstück befestigt werden. Aufgrund der formschlüssig angrei- fenden Zangenbacken kann die Haltevorrichtung positionsgenau an dem Werkstück angebracht werden. Ein konkretes Ausführungsbeispiel eines gemäß dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren betreibbaren Industrieroboters ist in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren 1 bis 7 näher erläutert. Konkrete Merkmale dieses exemplarischen Ausführungsbeispiels können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in Kombination betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. By the holding device according to the invention, the encoder device and / or the magazine can be manually releasably attached to the workpiece. Due to the form-fitting engaging pliers jaws, the holding device can be mounted accurately positioned on the workpiece. A concrete embodiment of an operable according to the method to the invention OF INVENTION ¬ industrial robot is explained in detail in the following description with reference to the accompanying Figures 1 to. 7 Concrete features of this exemplary embodiment, irrespective of the specific context in which they are mentioned, if appropriate also individually or in combination, may represent general features of the invention.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines beispielhaf¬ ten, erfindungsgemäßen automatisierten Montagearbeitsplatz, 1 is a schematic side view of an exemplary, automated assembly workstation according to the invention,
Fig. 2 eine schematische Vorderansicht auf den automati¬ sierten Montagearbeitsplatz gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht des au¬ tomatisierten Montagearbeitsplatzes gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a schematic front view of the automatic ¬ overbased assembly workplace according to Fig. 1, Fig. 3 is an enlarged partial perspective view of au ¬ tomatisierten assembly workplace according to Fig. 1,
Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines von einem Manipulatorarm getragenen Schraub- Werkzeugs und einer Haltevorrichtung, Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Halte¬ vorrichtung gemäß Fig. 4 in Alleinstellung, 4 is an enlarged partial perspective view of a screw-carried by a manipulator tool and a holding device, Fig. 5 is an enlarged perspective view of the holding ¬ device according to FIG. 4 in isolation,
Fig. 6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Halte¬ vorrichtung gemäß Fig. 4 von der Seite, und 6 is an enlarged perspective view of the holding ¬ device of FIG. 4 from the side, and
Fig. 7 ein schematisch dargestellter Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens . Die Fig. 1 zeigt einen beispielhaften automatisierten Montagearbeitsplatz 1. Dieser umfasst einen von einer Hängefördereinrichtung 2 im Fließbetrieb bewegten Werkstückträger 3. An dem Werkstückträger 3 ist ein Werkstück 4 mittels Seilen oder Ketten 5 aufgehängt gelagert. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das Werkstück 4 eine Komponente ei¬ nes zu fertigenden Fahrzeugs und umfasst einen Motor 6, an dem ein Getriebe 7 angeordnet ist. Fig. 7 is a schematically illustrated flow of a method according to the invention. 1 shows an exemplary automated assembly workstation 1. It comprises a workpiece carrier 3 moved by a suspension conveyor device 2 during flow operation. A workpiece 4 is suspended from the workpiece carrier 3 by means of cables or chains 5. In the case of the present embodiment, the workpiece 4 is a component ei ¬ nes to be manufactured vehicle and includes an engine 6, to which a gear 7 is arranged.
Der automatisierte Montagearbeitsplatz 1 umfasst außerdem einen an einem Grundträger 8 in einer Überkopfanordnung befestigten Manipulatorarm 9. Der Manipulatorarm 9 bildet zusammen mit einer zugehörigen Steuervorrichtung 10 einen Industrieroboter 11. Der Industrieroboter 11 ist in der beispielhaften Ausführung als ein so genannter Leichtbauroboter des Typs KUKA LBR iiwa ausgeführt. Der Manipulatorarm 9 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels acht nacheinander angeordnete und mittels sieben Gelenken 12 drehbar miteinander verbundene Glieder 13. The automated assembly workstation 1 also comprises a manipulator arm 9 attached to a base support 8 in an overhead arrangement. The manipulator arm 9 together with an associated control device 10 forms an industrial robot 11. The industrial robot 11 is in the exemplary embodiment a so-called lightweight robot KUKA LBR iiwa type executed. The manipulator arm 9 comprises in the case of the present embodiment, eight successively arranged and by means of seven joints 12 rotatably interconnected members 13th
Der automatisierte Montagearbeitsplatz weist außerdem eine mit dem Werkstück 4 verbundene Gebereinrichtung 14 auf, ein Magazin 15 in dem an das Werkstück 4 zu fügenden Bauteile 16 gespeichert sind. Die zu fügenden Bauteile 16 werden im Fal¬ le des vorliegenden Ausführungsbeispiels von Schrauben 16a gebildet. Eine der Gebereinrichtung 14 zugeordnete Aufneh- mereinrichtung 17 ist an dem Grundträger 8 befestigt, an dem auch der Manipulatorarm 9 befestigt ist. The automated assembly workstation also has a transducer device 14 connected to the workpiece 4, a magazine 15 in which components 16 to be joined to the workpiece 4 are stored. The components to be joined 16 are formed in the Fal ¬ le of the present embodiment by screws 16a. One of the transducer device 14 associated receiving device 17 is attached to the base support 8, on which also the manipulator arm 9 is attached.
Aufgrund der hängenden Anordnung des Werkstücks 4, d.h. des Motors 6 und des Getriebes 7 mittels der Ketten 5 an der Hängefördereinrichtung 2 kann das Werkstück 4, d.h. der Mo- tor 6 und das Getriebe 7 in die in Fig. 1 gezeigten Pfeil¬ richtungen PI schwingen bzw. pendeln. Ebenso kann das Werk- stück 4, d.h. der Motor 6 und das Getriebe 7 auch in die in Fig. 2 gezeigten Pfeilrichtungen P2 schwingen bzw. pendeln. Because of the suspended arrangement of the workpiece 4, ie of the motor 6 and transmission 7, by means of chains 5 to the overhead conveyor 2, the workpiece 4, ie the Mo- tor 6 and the gear 7 to the positions shown in Fig. 1 arrow ¬ directions PI swing or commute. Likewise, the factory 4, that is, the motor 6 and the transmission 7 oscillate or oscillate in the arrow directions P2 shown in FIG.
Ein hängendes Halten des von dem Werkstückträger 3 gehaltenen Werkstücks 4 kann einerseits bedeuten, dass das Werk- stück 4 zwar starr mit dem Werkstückträger 3 verbunden sein kann, jedoch der Werkstückträger 3 beispielsweise an einer Hängefördereinrichtung 2, wie beispielsweise einer Einschie- nen-Hängebahn pendelnd aufgehängt ist. Andererseits kann, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, das Werkstück 4 selbst pendelnd an dem Werkstückträger 3 aufgehängt sein, da es mittels der Ketten 5 in einem gewissen Umfang beweglich gelagert ist. A suspended holding of the workpiece 4 held by the workpiece carrier 3 may on the one hand mean that the workpiece 4 may be rigidly connected to the workpiece carrier 3, but the workpiece carrier 3 may oscillate, for example, on a suspension conveyor 2, such as a monorail overhead conveyor is suspended. On the other hand, as shown in Figures 1 and 2, the workpiece 4 itself be suspended pendulum on the workpiece carrier 3, since it is mounted by means of the chains 5 to a certain extent movable.
Wie in der vergrößerten Darstellung der Fig. 3 näher gezeigt, trägt der Manipulatorarm 9 an seinem Handflansch 18 ein Werkzeug 19. Das Werkzeug 19 wird im Falle des vorlie¬ genden Ausführungsbeispiels von einem Schrauber 19a gebil¬ det. Die Montageaufgabe besteht im beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiel darin, einen Flansch 20 an einer Wandlereingangswelle 21 des Getriebes 7 an einen Sitz 22 an einer Mo- torausgangswelle 23 des Motors 6 mittels mehrere über einen Umfang verteilt festzuziehender Schrauben 16a zu befestigen. Die Schrauben 16a sind mittels des von dem Manipulatorarm 9 geführten Schraubers 19a aus dem Magazin 15 nacheinander aufzunehmen, zunächst im Rahmen eines Voranzugs in Gewinde- bohrungen 24 des Sitzes 22 nacheinander einzuschrauben und dann im Rahmen eines Endanzugs mit einem vorgegebenen Drehmoment nochmals nacheinander anzuziehen. As shown in more detail in the enlarged view of FIG. 3, the manipulator arm 9 carries on its hand flange 18 a tool 19. The tool 19 is gebil ¬ det in the case of vorlie ¬ ing embodiment of a screwdriver 19 a. The assembly task is described exporting ¬ approximately example therein, a flange 20 torausgangswelle to a transducer input shaft 21 of the transmission 7 to a seat 22 at a Mo- 23 of the engine 6 by means of several distributed over a circumferential festzuziehender screws to fix 16a. The screws 16a are successively received by means of the guided by the manipulator arm 9 screwdriver 19a from the magazine 15, first in the context of a Voranzugs in threaded holes 24 of the seat 22 to screw in successively and then tighten again in a final suit with a predetermined torque.
Eine exemplarische Grundstellung 25 des Manipulatorarms 9 ist in der Fig. 3 gestrichelt dargestellt und kann sich durch eine Pose des Manipulatorarms 9 kennzeichnen, in wel¬ cher der Manipulatorarm 9 zumindest weitgehend oder sogar vollständig aus dem Arbeitsraum innerhalb des Montagear- beitsplatzes 1 herausbewegt ist. Die Grundstellung 25 kann für alle Werkstücke 4 und insbesondere für alle verschiede¬ nen Arten von Werkstücken 4 dieselbe Grundstellung 25 sein, die insbesondere auch als feste Größe in der Steuervorrich- tung 10 des Industrieroboters 11 gespeichert sein kann. An exemplary basic position 25 of the manipulator arm 9 is shown in dashed lines in FIG. 3 and can be identified by a pose of the manipulator arm 9, in wel ¬ cher the manipulator arm 9 at least largely or even completely from the working space within the Montagear- workstation 1 is moved out. The basic position 25 may be for all of the workpieces 4 and in particular for all Various ¬ NEN types of workpieces 4 has the same basic position 25, the processing in particular also as a fixture in the Steuervorrich- 10 of the industrial robot may be stored. 11
Die Montageanfangsstellung kann sich im Wesentlichen durch eine Pose des Manipulatorarms 9 kennzeichnen, wie sie in der Fig. 3 in durchgezogenen Linien gezeigt ist und in welcher der Manipulatorarm 9, insbesondere das von dem Manipula- torarm 9 geführte Werkzeug 19, d.h. der Schrauber 19a in den Arbeitsraum innerhalb des Montagearbeitsplatzes 1 hineinbe¬ wegt hat. Die Montageanfangsstellung kann sich für jede Art von Werkstücke 4 und/oder für jede Art von Montageaufgabe unterscheiden. Insbesondere kann sich die Montageanfangs- Stellung für jedes einzelne Werkstück 4 in Abhängigkeit sei¬ ner Position und/oder Lage etwas unterscheiden. The initial assembly position can be characterized essentially by a pose of the manipulator arm 9, as shown in solid lines in FIG. 3, and in which the manipulator arm 9, in particular the tool 19 guided by the manipulator arm 9, ie the screwdriver 19 a in FIG the working space within the assembly workstation 1 hineinbe ¬ has moved. The initial assembly position may differ for each type of workpieces 4 and / or for each type of assembly task. More particularly, the Montageanfangs- can position for each workpiece 4 in dependency was ¬ ner position and / or orientation differ slightly.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Erfindung außerdem eine die Gebereinrichtung 14 aufweisende Haltevorrichtung 26, die ausgebildet ist, die Gebereinrich- tung 14 manuell lösbar an dem Werkstück 4 zu befestigen. Die Haltevorrichtung 26 ist zusammen mit dem Schrauber 19a und dem Manipulatorarm 9 in der Fig. 4 vergrößert und in der Fig. 5 und Fig. 6 in Alleinstellung gezeigt. In the case of the present exemplary embodiment, the invention further comprises a holding device 26 having the encoder device 14, which is designed to fix the dispensing device 14 to the workpiece 4 in a detachable manner. The holding device 26 is enlarged together with the screwdriver 19a and the manipulator arm 9 in FIG. 4 and shown in FIG. 5 and FIG. 6 in isolation.
Die Haltevorrichtung 26 weist eine manuell zu betätigende, insbesondere mittels einer Feder 27 federvorgespannte Halte¬ zange 28 auf. Die Haltezange 28 weist zwei Zangenbacken 29a, 29b auf, welche zum formschlüssigen Halten der Haltezange 28 an einer Innenkontur, insbesondere einer Öffnung 30 in einem Gehäuse des Getriebes 7 (Fig. 3) ausgebildet sind. Die Zan- genbacken 29a, 29b weisen dazu Nuten 31a und 31b auf, in welche ein Rand der Öffnung 30 in der am Getriebe 7 befes¬ tigten Position der Haltevorrichtung 26 formschlüssig ein- greift. Dadurch ist ein definiertes und wiederholgenaues Be¬ festigen der Haltevorrichtung 26 an dem Getriebe 7 möglich. The holding device 26 has a manually operated, in particular by means of a spring 27 spring-biased holding ¬ forceps 28. The holding forceps 28 has two forceps jaws 29a, 29b, which are designed for the positive holding of the holding forceps 28 on an inner contour, in particular an opening 30 in a housing of the transmission 7 (FIG. 3). The Zan- genbacken 29a, 29b to have grooves 31a and 31b, into which one edge of the opening 30 in the gear 7 on buildin ¬ saturated position of the holding device 26 one form-fitting attacks. As a result, a defined and repeatable Be ¬ consolidate the holding device 26 to the transmission 7 is possible.
An der insoweit exakt am Werkstück 4 positionierbaren Haltevorrichtung 26 ist die Gebereinrichtung 14 befestigt. Die Gebereinrichtung 14 und die Aufnehmereinrichtung 17 (Fig. 1) sind ausgebildet, die momentane Position und/oder momentane Lage des Werkstücks 4 durch LaufZeitmessung eines Schallsig¬ nals zwischen Gebereinrichtung 14 und Aufnehmereinrichtung 17 zu bestimmen. Durch das erfindungsgemäße automatische Er- fassen der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks 4 innerhalb des Montagearbeitsplat¬ zes 1 mittels der mit dem Werkstück 4 verbundenen Gebereinrichtung 14, durch welche Positions- und/oder Lagewerte des Werkstücks 4 über die Aufnehmereinrichtung 17 erfasst wer- den, kann die momentanen Position und/oder der momentanenAt the so far exactly positionable on the workpiece 4 holding device 26, the encoder device 14 is attached. The transducer device 14 and the pickup device 17 (Fig. 1) are designed to determine the instantaneous position and / or instantaneous position of the workpiece 4 by transit-time measurement a Schallsig ¬ Nals between transmitter device 14 and pickup device 17. The inventive automatic ER- grasp the current position and / or the instantaneous position of the suspended workpiece 4 within the Montagearbeitsplat ¬ zes 1 by means of connected to the workpiece 4 transducer device 14, by which position and / or position values of the workpiece 4 on the pick-up means 17 can be detected, the current position and / or the current
Lage des Werkstücks 4 innerhalb des Montagearbeitsplatzes 1 bestimmt werden. Location of the workpiece 4 are determined within the assembly workstation 1.
Die Haltevorrichtung 26 trägt außerdem das Magazin 15, welches die an das Werkstück 4 zu fügenden Bauteile 16, d.h. die Schrauben 16a zur automatisierten Entnahme durch den Manipulatorarm 9 bevorratet. The holding device 26 also carries the magazine 15 which supports the components 16 to be joined to the workpiece 4, i. the screws 16a for automated removal by the manipulator arm 9 stockpiled.
Der in Fig. 7 schematisch dargestellte Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Montieren an einem Montagearbeitsplatz 1 eines von einem mehrere aufeinan- der folgende Glieder 13 und Gelenke 12 aufweisenden Manipu¬ latorarm 9 eines Industrieroboters 11 gehandhabten Bauteils 16 an eine Fügestelle eines Werkstücks 4, das von einem Werkstückträger 3 hängend gehalten dem Montagearbeitsplatz 1 zugeführt ist, umfasst einen ersten Schritt Sl des automati- sehen Erfassens der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks 4 innerhalb des Montage¬ arbeitsplatzes 1 mittels der mit dem Werkstück 4 verbundenen Gebereinrichtung 14, durch welche Positions- und/oder Lagewerte des Werkstücks 4 über eine Aufnehmereinrichtung 17 er- fasst werden. The sequence of the inventive method for automated mounting on a mounting workstation 1 a comprising of a plurality of consecu- the following members 13 and joints 12 Manipu ¬ latorarm 9 of an industrial robot 11 managed component 16 at a joining point of a work piece 4, shown schematically in Fig. 7 held hanging from a workpiece carrier 3 to the assembly workstation 1, comprises a first step S1 of automatically seeing the current position and / or the instantaneous position of the hanging workpiece 4 within the assembly workstation 1 by means of the work piece 4 Encoder device 14, by means of which position and / or position values of the workpiece 4 are detected via a pickup device 17.
In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein Bewegen des Manipu- latorarms 9 aus einer Grundstellung in eine Montageanfangs¬ stellung gemäß eines auf der Steuervorrichtung 10 des Industrieroboters 11 gespeicherten Roboterzustellprogramms un¬ ter Anpassen der Montageanfangsstellung aufgrund der erfass- ten momentanen Position und/oder momentanen Lage des Werk- Stücks 4. In a further step S2, moving the manipu- latorarms effected 9 from a basic position into a mounting initial ¬ position in accordance with a data stored on the control device 10 of the industrial robot 11 Roboterzustellprogramms un ¬ ter adjusting the mounting initial position due to the erfass- th current position and / or instantaneous position of the work piece 4.
In einem folgenden Schritt S3 werden die Gelenke 12 des Ma¬ nipulatorarms 9 kraft- und/oder momentengeregelt angesteuert und zwar auf Grundlage eines auf der Steuervorrichtung 10 des Industrieroboters 11 gespeicherten Robotermontagepro- gramms, welches Bewegungsbefehle zum Durchführen einer aus der Montageanfangsstellung heraus erfolgenden Montage des Bauteils 16 an die Fügestelle des Werkstücks 4 enthält. In a following step S3, the joints 12 of the Ma ¬ nipulatorarms force-9 and / or torque regulation driven and that on the basis of data stored on the control device 10 of the industrial robot 11 Robotermontagepro- program which move commands for performing taking place from the mounting starting position out assembly of the Component 16 to the joint of the workpiece 4 contains.
Nach dem Starten des Roboterzustellprogramms während des Be¬ wegens des Manipulatorarms 9 aus seiner Grundstellung in die Montageanfangsstellung kann im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein wiederholtes Anpassen der Montagean¬ fangsstellung erfolgen, durch fortlaufendes Erfassens der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des Werkstücks 4 während der Manipulatorarm 9 bewegt wird. Vor dem Bewegen des Manipulatorarms 9 aus der Grundstellung in die Montageanfangsstellung kann ein automatisches Erfassen des Werkstücks 4 , insbesondere der Art, des Typs und/oder der Gestalt des Werkstücks 4 erfolgen und der je¬ weiligen Art, des Typs und/oder der Gestalt des Werkstücks 4 zugeordnete vorgespeicherte geometrische Werte über das Werkstück 4 zum Anpassen der Montageanfangsstellung mit herangezogen werden. After starting the Roboterzustellprogramms during Be ¬ because of the manipulator arm 9 from its basic position in the beginning of assembly in the case of the present embodiment, a repeated adjustment of Montagean ¬ initial position done by continuously detecting the current position and / or the current position of the workpiece 4 during the manipulator arm 9 is moved. Before moving the manipulator arm 9 from the basic position into the mounting initial position, an automatic sensing of the workpiece 4, in particular the type, the type and / or shape of the workpiece 4 can be made and, depending ¬ weiligen kind, type and / or the shape of the Workpiece 4 associated pre-stored geometric values on the Workpiece 4 are used to adjust the initial assembly position.
Im Verfahrensschritt S3 findet der Manipulatorarm 9 auf Grundlage des Robotermontageprogramms mittels einer darin hinterlegten Suchstrategie die Fügestelle aus der Montagean¬ fangsstellung heraus durch kraft- und/oder momentengeregel- tes Verstellen der Gelenke 12 des Manipulatorarms 9, insbe¬ sondere ohne weitere Berücksichtigung der automatisch er- fassten momentanen Position und/oder momentanen Lage des Werkstücks 4, indem der Manipulatorarm 9 das Bauteil 16, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schraube 16a berührend an dem Werkstück 4 entlangführt. In the process step S3, the manipulator 9 is based on the robot assembly program by means of a stored therein search strategy, the joint of the assembly instructions ¬ catching position out through positive and / or momentengeregel- tes adjustment of the joints 12 of the manipulator arm 9, without further consideration of the automatically he in particular ¬ sondere - Grasped instantaneous position and / or current position of the workpiece 4 by the manipulator arm 9, the component 16, in the case of the present embodiment, the screw 16a touching the workpiece 4 along.
Dabei hält der Manipulatorarm 9 optional auch in einem kraft- und/oder momentengeregelten Betrieb einen berühren- den, insbesondere greifenden Kontakt zum Werkstück 4, um eine vorhandene Pendelbewegung des Werkstücks 4 an dem Werk¬ stückträger 3 oder mit dem Werkstückträger 3 zu dämpfen und/oder zu stoppen oder um das Entstehen einer Pendelbewegung des Werkstücks 4 an dem Werkstückträger 3 oder mit dem Werkstückträger 3 zu unterdrücken oder zu verhindern. Here, the manipulator 9 keeps optionally in a positive and / or torque-controlled operation a berühren- the particular cross-contact with the workpiece 4, to attenuate an existing pendulum movement of the workpiece 4 on the work ¬ pallet 3, or with the workpiece carrier 3 and / or to stop or to suppress or prevent the occurrence of a pendulum movement of the workpiece 4 on the workpiece carrier 3 or with the workpiece carrier 3 or to prevent.

Claims

Verfahren zum automatisierten Montieren an einem Montagearbeitsplatz (1) eines von einem mehrere aufeinander folgende Glieder (13) und Gelenke (12) aufweisenden Ma¬ nipulatorarm (9) eines Industrieroboters (11) gehandhab¬ ten Bauteils (16) an eine Fügestelle eines Werkstücks (4), das von einem Werkstückträger (3) hängend gehalten dem Montagearbeitsplatz (1) zugeführt ist, aufweisend die Schritte: A method for automated mounting on a mounting workstation (1) of a successive from a plurality of the following members (13) and joints (12) having Ma ¬ nipulatorarm (9) of an industrial robot (11) gehandhab ¬ th component (16) to a joining point of a workpiece ( 4), which is held by a workpiece carrier (3) suspended from the assembly workstation (1), comprising the steps:
— automatisches Erfassen der momentanen Position - Automatic detection of the current position
und/oder der momentanen Lage des hängenden Werkstücks and / or the current position of the hanging workpiece
(4) innerhalb des Montagearbeitsplatzes (1) mittels einer mit dem Werkstück (4) verbundenen Gebereinrichtung (14), durch welche Positions- und/oder Lagewerte des Werkstücks (4) über eine Aufnehmereinrichtung(4) within the assembly workstation (1) by means of a transducer device (14) connected to the workpiece (4), by which position and / or position values of the workpiece (4) via a pick-up device
(17) erfasst werden, (17) are recorded
— Bewegen des Manipulatorarms (9) aus einer Grundstel¬ lung in eine Montageanfangsstellung gemäß eines auf der Steuervorrichtung (10) des Industrieroboters (11) gespeicherten Roboterzustellprogramms unter Anpassen der Montageanfangsstellung aufgrund der erfassten momentanen Position und/oder momentanen Lage des Werkstücks ( 4 ) , - moving the manipulator arm (9) of a base Stel ¬ lung in a mounting initial position according to one on the control device (10) of the industrial robot (11) Roboterzustellprogramms stored under adjusting the mounting initial position based on the detected current position and / or instantaneous position of the workpiece (4),
— kraft- und/oder momentengeregeltes Ansteuern der Ge¬ lenke (12) des Manipulatorarms (9) auf Grundlage ei¬ nes auf der Steuervorrichtung (10) des Industrierobo¬ ters (11) gespeicherten Robotermontageprogramms, wel¬ ches Bewegungsbefehle zum Durchführen einer aus der Montageanfangsstellung heraus erfolgenden Montage des Bauteils (16) an die Fügestelle des Werkstücks (4) enthält . Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach dem Starten des Roboterzustellprogramms während des Bewegens des Manipu¬ latorarms (9) aus seiner Grundstellung in die Montageanfangsstellung ein wiederholtes Anpassen der Montageanfangsstellung erfolgt, durch fortlaufendes Erfassens der momentanen Position und/oder der momentanen Lage des Werkstücks (4) während der Manipulatorarm (9) bewegt wird . - force and / or moment-controlled driving the Ge ¬ joints (12) of the manipulator (9) based on egg ¬ nes on the control device (10) of the Industrierobo ¬ ters (11) stored robot assembly program wel ¬ ches movement instructions for performing one of the Beginning assembly out successful assembly of the component (16) to the joint of the workpiece (4) contains. The method of claim 1, wherein after starting the Roboterzustellprogramms from its basic position into the mounting initial position repeatedly adjusting the mounting initial position is performed while moving the Manipu ¬ latorarms (9) (by continuously detecting the current position and / or the instantaneous position of the workpiece 4) while the manipulator arm (9) is moved.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Gebereinrichtung (14) und die Aufnehmereinrichtung (17) ausgebildet sind, die momentane Position und/oder momentane Lage des Werkstücks (4) durch LaufZeitmessung eines Schallsignals zwischen Gebereinrichtung (14) und Aufneh mereinrichtung (17) zu bestimmen. Method according to Claim 1 or 2, in which the encoder device (14) and the pickup device (17) are designed to measure the instantaneous position and / or instantaneous position of the workpiece (4) by measuring the propagation time of a sound signal between the encoder device (14) and the pickup device (17 ).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Gebereinrichtung (14) und die Aufnehmereinrichtung (17) ausgebildet sind, die momentane Position und/oder momen tane Lage des Werkstücks (4) durch optische Mittel zu erfassen . Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Aufnehmereinrichtung (17) von einer Bilderfassungsvorrichtung gebildet wird, die Gebereinrichtung (14) wenigstens eine an dem Werkstück (4) oder dem Werkstückträger (3) befestigte Marke aufweist und die momentane Position und/oder mo- mentane Lage des Werkstücks (4) durch Auswerten der von der Bilderfassungsvorrichtung aufgenommenen Bilder der Marken bestimmt wird. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the encoder device (14) and the pickup device (17) are adapted to detect the current position and / or momentary position of the workpiece (4) by optical means. Method according to claim 4, wherein the pickup device (17) is formed by an image capture device, the donor device (14) has at least one tag attached to the workpiece (4) or the workpiece carrier (3) and the current position and / or instantaneous position Position of the workpiece (4) is determined by evaluating the images of the marks recorded by the image capture device.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem vor dem Bewegen des Manipulatorarms (9) aus der Grundstel¬ lung in die Montageanfangsstellung ein automatisches Er fassen des Werkstücks (4), insbesondere der Art, des Typs und/oder der Gestalt des Werkstücks (4) erfolgt und der jeweiligen Art, des Typs und/oder der Gestalt des Werkstücks (4) zugeordnete vorgespeicherte geometrische Werte über das Werkstück (4) zum Anpassen der Montageanfangsstellung mit herangezogen werden. Method according to one of claims 1 to 5, wherein before moving the manipulator arm (9) from the basic Stel ¬ ment in the initial assembly position, an automatic Er gripping the workpiece (4), in particular the type, the type and / or the shape of the workpiece (4) and prestored geometric values assigned to the respective type, type and / or shape of the workpiece (4) via the workpiece (4 ) are used to adjust the initial assembly position.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Manipulatorarm (9) auf Grundlage des Robotermontagepro¬ gramms mittels einer darin hinterlegten Suchstrategie die Fügestelle aus der Montageanfangsstellung heraus durch kraft- und/oder momentengeregeltes Verstellen der Gelenke (12) des Manipulatorarms (9) findet, insbesonde¬ re ohne weitere Berücksichtigung der automatisch erfass- ten momentanen Position und/oder momentanen Lage des Werkstücks (4) findet, indem der Manipulatorarm (9) das Bauteil (16) berührend an dem Werkstück (4) entlangführt . Method according to one of claims 1 to 6, in which the manipulator arm (9) based on the Robotermontagepro ¬ gram by means of a stored therein search strategy, the joint from the initial assembly position out by force and / or momentengeregeltes adjusting the joints (12) of the manipulator arm (9 ) finds insbesonde ¬ re place without further consideration of the automatically erfass- th current position and / or instantaneous position of the workpiece (4) by the manipulator (9) touching (on the workpiece 4) runs along the component (16).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Manipulatorarm (9) in seinem kraft- und/oder momentenge- regelten Betrieb einen berührenden, insbesondere greifenden Kontakt zum Werkstück (4) hält, um eine vorhande¬ ne Pendelbewegung des Werkstücks (4) an dem Werkstückträger (3) oder mit dem Werkstückträger (3) zu dämpfen und/oder zu stoppen oder um das Entstehen einer Pendelbewegung des Werkstücks (4) an dem Werkstückträger (3) oder mit dem Werkstückträger (3) zu unterdrücken oder zu verhindern . Method according to one of claims 1 to 7, in which the manipulator arm (9) holds in its force and / or torque-controlled operation a touching, in particular gripping contact with the workpiece (4) to an existing pendulum ¬ movement of the workpiece (4 ) on the workpiece carrier (3) or with the workpiece carrier (3) to damp and / or stop or to suppress or prevent the occurrence of a pendulum movement of the workpiece (4) on the workpiece carrier (3) or with the workpiece carrier (3) ,
Automatisierter Montagearbeitsplatz aufweisend einen von einer Hängefördereinrichtung (2) im Fließbetrieb bewegten Werkstückträger (3) , ein an dem Werkstückträger (3) aufgehängt gelagertes Werkstück (4), insbesondere eine Komponente eines zu fertigenden Fahrzeugs, eine mit dem Werkstück (4) und/oder Werkstückträger (3) verbundene Gebereinrichtung (14), ein Magazin (15) mit an das Werkstück (4) zu fügenden Bauteilen (15), sowie ein Industrieroboter (11) aufweisend eine Steuervorrichtung (10), die ausgebildet und/oder eingerichtet ist, ein program¬ mierte Bewegungsabläufe enthaltendes Roboterprogramm auszuführen, sowie aufweisend einen Manipulatorarm (9) mit mehreren aufeinander folgende Glieder (13) und Gelenke (12), die gemäß des Roboterprogramms automatisiert und/oder in einem Handfahrbetrieb automatisch verstellbar sind, wobei der Manipulatorarm (9) von einem mit dem Werkstückträger (3) mechanisch gekoppelten Grundträger (8) getragen ist, an dem eine der Gebereinrichtung (14) zugeordnete Aufnehmereinrichtung (17) befestigt ist und die Steuervorrichtung (10) ausgebildet und/oder eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen. Automated assembly workstation comprising a workpiece carrier (3) moved by a suspension conveyor (2) in flow operation, a workpiece (4) mounted suspended on the workpiece carrier (3), in particular one Component of a vehicle to be manufactured, a transducer device (14) connected to the workpiece (4) and / or workpiece carrier (3), a magazine (15) with components (15) to be joined to the workpiece (4), and an industrial robot (11 ) comprising a control device (10) which is designed and / or configured to execute a program ¬-programmed motion sequences containing the robot program, and comprising a manipulator arm (9) having a plurality of successive links (13) and joints (12) in accordance with the robot program automated and / or automatically adjustable in a hand-held operation, the manipulator arm (9) being carried by a base carrier (8) mechanically coupled to the workpiece carrier (3) to which a pick-up device (17) associated with the transducer device (14) is attached and the control device (10) is designed and / or set up to carry out a method according to one of Claims 1 to 8.
10. Automatisierter Montagearbeitsplatz nach Anspruch 9, aufweisend eine die Gebereinrichtung (14) aufweisende Haltevorrichtung (26), die ausgebildet ist, die Geber¬ einrichtung (14) manuell lösbar an dem Werkstück (4) zu befestigen . 10. An automated assembly workstation according to claim 9, comprising a the transducer device (14) having holding device (26) which is adapted to the encoder ¬ device (14) manually releasably attached to the workpiece (4).
Automatisierter Montagearbeitsplatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (26) eine manuell zu betätigende, insbesondere federvorge¬ spannte Haltezange (28) aufweist, die Zangenbacken (29a, 29b) aufweist, welche zum formschlüssigen Halten der Haltezange (28) an einer Außenkontur oder Innenkontur, insbesondere einer Öffnung (30) oder Bohrung des Werkstücks (4) ausgebildet sind. Automatisierter Montagearbeitsplatz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (26) das Magazin (15) trägt, welches die an das Werkstück (4) zu fügenden Bauteile (16) zur automatisierten Entnahme durch den Manipulatorarm (9) bevorratet. Automated assembly workstation according to claim 10, characterized in that the holding device (26) comprises a manually operable, in particular spring-¬ tensioned holding clamp (28), the jaws (29a, 29b) which for positively holding the holding clip (28) at a Outer contour or inner contour, in particular an opening (30) or bore of the workpiece (4) are formed. Automated assembly workstation according to claim 11, characterized in that the holding device (26) carries the magazine (15) which stores the components (16) to be joined to the workpiece (4) for automated removal by the manipulator arm (9).
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