CN111278614A - 定位和夹持系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于待加工工件(3)的定位和夹持系统(5)，工件在工位(25)处布置在可移动的负载接收装置(21)上，其中，定位和夹持系统(5)具有用于工件(3)的、可移动的且由机器人引导的抓持工具(7)、特别是用于姿态限定地夹持工件(3)的几何抓持工具。定位和夹持系统(5)包括静止的、可调节的支撑装置(13)，该支撑装置静止地支撑、稳定并且定位抓持工具(7)，以在工位(25)处更好地加工工件。

Description

定位和夹持系统及方法

技术领域

本发明涉及一种定位和夹持系统以及一种方法，其具有方法和装置独立权利要求的前序部分中所述的特征。

背景技术

由实践已知由机器人引导的、用于姿态限定地夹持工件的几何抓持工具(Geogreifwerkzeug)，其中，操作机器人悬浮地保持几何抓持工具并提供给用于加工的接合机器人。在另一种实践中已知的实施方式中，操作机器人引导简单的抓持工具，利用该抓持工具保持工件，并将工件放置在静止的、用于加工、特别是接合的夹持装置上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的定位和夹持技术以及制造技术。

本发明的目的通过独立方法权利要求和独立装置权利要求中的特征来实现。

请求保护的定位、夹持和制造技术，特别是定位和夹持系统、制造装置和制造方法具有各种优点。

请求保护的定位和夹持技术具有移动的、由机器人引导的抓持工具以及用于抓持工具的、可调节的支撑装置。抓持工具可以抓取并保持一件式的或多件式的工件。抓持工具可以简单地仅用于保持工件，在此，工件姿态可以相对不准确。为此，其例如可以具有抽吸式或夹持式抓手。

抓持工具还可以被设计为更高品质的几何抓持工具，其也用于限定姿态地夹持工件。由此，被夹持的工件能够以更高的几何精度在几何抓持工具上处于预先指定的姿态。该姿态可以涉及到工件的位置和/或取向。

可调节的支撑装置可以将抓持工具、特别是几何抓持工具与被夹持的工件一起静止地支撑、稳定并精确地定位，用以工件在工位处的加工。支撑装置还可以将抓持工具、特别是几何抓持工具固定在支撑位置。利用抓持工具、特别是几何抓持工具，还可以精确地定位和支撑并在必要时固定以限定的姿态被夹持的工件。

对于稳定功能有利的是，在多个彼此间隔开的、优选在周向侧的作用点上实现对抓持工具的支撑并进行形状配合的支撑接合(Stützeingriff)。优选地，存在四个或更多个这样的作用点。为此，支撑装置可以具有多个适当构成的、优选为可控的夹持抓手的接收部。

由此在工作位置上，可以将抓持工具、特别是几何抓持工具以较高的姿态精度和机械稳定性布置并精确地定位在工位处。负载和夹持力可以被静止地、优选在底侧并且以较高的刚度支撑。基于由支撑装置带来的外部稳定，抓持工具、特别是几何抓持工具可以被设计为不抗变形的(verformungslabil)、纤细的且轻便的。通过这样减轻重量，操作机器人可以具有较低的承载能力和/或可以增加工件重量。

另一方面，可以减轻负载接收装置的夹持性能和工件加工的负担。工件只需要：以运输为目的以及在必要时以降低的姿态精度被保持，通过抓持工具、特别是几何抓持工具被接收并在必要时被组装。因此，负载接收装置可以在结构上简化并且重量轻地构成。减轻重量有利于输送机技术，特别是在使用轻型的和电池供电的输送单元的情况下。

工件可以是一件式的或多件式的。对于移动式负载接收装置，多件式工件可以被定位并保持在现有位置上。替代地，也可以在组装过程中通过改变现有工件部件的姿态和/或其它工件部件的供给而将工件定位并夹持在负载接收装置上。

可调节的支撑装置优选静止地布置在工位处。它可以在工位处处于伸展开的工作位置以实现其支撑功能以及处于缩回的静止位置。可调节的支撑装置具有较小的干扰轮廓，并且当支撑装置尚未运行时不会妨碍接近工件。通过可调节性，支撑装置可以从工位和工作位置退回到静止位置，并由此改善工件的可接近性。一方面，这对于借助机器人引导的抓持工具、特别是几何抓持工具从负载接收装置接收工件是有利的。另一方面，如果需要，也可以将一个或多个其它的工件例如利用另一个负载接收装置供应到工位。此外，可以用加工装置在工件上和在工位处执行准备过程。

另一方面，支撑装置的可调节性使得其更容易使用在适配于不同工件的不同的几何抓持工具上。这些不同的几何抓持工具可以具有不同的形状和/或尺寸。定位和夹持系统可以包括两个或更多个不同的几何抓持工具。可调节的支撑装置可以根据不同的几何抓持工具加以调整，并且可以基于可调节性而相应地固定支撑和定位不同的几何抓持工具。

支撑装置的可调节性可以在多个调节轴上或者说沿着多个方向实现。侧向的、特别是水平的调节允许在工作位置与静止位置之间的运动。附加的高度调节允许改变高度，并且根据需要还能够改变被支撑的几何抓持工具的倾斜位置。

几何抓持工具可以由操作机器人、特别是多轴工业机器人引导并传送到可调节的支撑装置上，并在需要时递交。为此，几何抓持工具可以具有合适的接口，用于在需要时可松脱地且介质传输地连接到操作机器人。

几何抓持工具具有承载件，该承载件具有用于工件的夹持件和所述用于操作机器人的接口以及用于与接收部进行形状配合地且姿态限定地支撑接合的定位件。用于支撑装置的优选三个、四个或更多个的作用点可以位于工具外缘上，特别是位于侧向突出的突出部上。

几何抓持工具的设计可以有不同的选择。特别有利的是构造为具有多个相连接的承载杆的承载框架。该承载框架可以具有预定的、特别是棱柱形的外轮廓，该外轮廓使得支撑装置易于实现形状配合的接收、定位和支撑。替代地，可以优选地使用具有不同外轮廓的管状杆。承载杆的孔使得例如销钉形式的定位件易于安装在承载杆和在此优选构成的作用点上。替代地，承载件可以具有不同的构造，例如呈板状。

几何抓持工具优选从上方放置在支撑装置上，并在此被定位和支撑以及在必要时被固定。支撑装置可以按照任何合适的方式被设计用于这些功能。

在支撑位置中，优选将抓持工具、特别是几何抓持工具定位为，使得工件悬挂地布置在其下侧并在该姿态下被加工。替代地，抓持工具、特别地几何抓持工具可以被翻转，在此将工件布置在上侧。这种悬挂的工件布置具有时间和空间上的优势。负载接收装置上的工件可以通过抓持工具、特别是几何抓持工具从上方抓取，如果需要可以夹持，并且在该姿态下被抬升直至支撑装置可以处于其伸展开的工作位置，随后再次降低以进行支撑。该运动过程是快速的，只有很短的距离并且只需要很小的空间。一个工作周期内的处理时间可以被更好地利用。

在一种优选的实施方式中，支撑装置具有多个相互间隔开且平面分布布置的支撑件，这些支撑件分别具有一个用于几何抓持工具的、可单轴或多轴调节的接收部。支撑件可以以任何合适的数量和布置存在。有利的是将四个支撑件布置成四边形并相对于工位或者那里的负载接收装置侧向间隔开。有利的是，将支撑件布置在工位或负载接收装置的角部区域处并在必要时倾斜地定向。

例如，支撑件可以被构造为绞架的形式。其可以具有带有平置悬臂的直立支架和用于接收部的单轴或多轴的调节装置。调节装置可以使起到承载臂作用的悬臂与优选端侧的接收部一起相对于支架侧向地并在必要时沿高度方向运动。调节装置可以具有一个或多个平移的和/或旋转的调节轴。有利的是例如线性平移轴。

定位和夹持系统可以具有控制器。其也可以是可自动调节的。在更换工具时，控制器可以从上级的站控制器或设备控制器获得相应的控制信息或控制指令。支撑装置可以被相应地控制以支撑和定位相关的几何抓持工具，并且用于几何抓持工具的一个或多个接收部也被相应地定位。

定位和夹持系统以及对应的定位和夹持方法可以形成在技术上和经济上独立的单元。替代地，可以通过加装或改装将它们布置在现有的制造装置上。替代地，它们可以属于制造装置的初始设备。

用于引导和传送几何抓持工具的操作机器人可以是定位和夹持系统的组成部分。替代地，为此目的可以使用和配置已经存在于制造装置中的操作机器人。定位和夹持系统的控制可以在操作机器人的机器人控制中实现。

制造装置可以具有所述的工位。其还可以具有定位装置，通过该定位装置将负载接收装置以限定的姿态定位在工位处。就此而言，可以直接定位负载接收装置。替代地或附加地，负载接收装置可以通过输送单元被间接地定位，该输送单元将负载接收装置连同工件一起运输。

优选地，在负载接收装置与输送单元之间进行可松脱的连接。优选为框架式的负载接收装置可以针对设定好的制造过程通过定位装置从输送单元上松开并被独立地定位。随后，被放开的输送单元可以独立地继续运动。

在工件上可以执行任意的加工过程。优选是接合过程，必要时也可以是组装过程。

制造装置和制造方法可以是制造设备和跨设备制造过程的组成部分。优选地，输送单元被构造为无人驾驶的且可自动控制的以及优选落地式的输送车辆，例如AGV。其可以沿着跨设备的输送路径网络运动。其可以沿着这种输送路径在例如被构造为制造单元的制造装置中行驶到内部的工位。

本发明的其它优选的实施方式在从属权利要求中给出。

附图说明

在附图中以示例性和示意性的方式示出了本发明。其中：

图1示出了具有定位和夹持系统的制造装置的平面示意图；

图2示出了制造装置的透视图，其具有位于负载接收装置和加工装置上的工件；

图3示出了图2连同定位和夹持系统的布置，

图4示出了定位和夹持系统的透视图，

图5和图6示出了根据图4的定位和夹持系统的侧视图和俯视图，

图7示出了定位和夹持系统的几何抓持工具的分解和放大的透视图。

具体实施方式

本发明涉及一种定位和夹持系统(5)以及一种对应的用于工件(3)的方法。本发明还涉及一种具有定位和夹持系统(5)的制造装置(2)连同一种制造方法。本发明还包括一种制造设备(1)和一种跨设备的制造过程。

工件(3)可以是单件式的或多件式的。工件(3)可以具有任意的类型和尺寸，并且可以由任意的材料制成，例如金属和/或塑料。优选地，其是由金属和/或塑料制成的车辆车身的车身部件。在一种优选的实施方式中，工件(3)被构造为由多个工件部件、特别是车身部件组成的部件组(Teilesatz)。

工件(3)在工位(25)处通过定位和夹持系统(5)以预定的和限定的姿态被定位和夹持。然后可以对其进行单阶段或多阶段的加工过程，例如接合过程。在附图中是以由具有焊接工具的加工装置(4)所执行的焊接过程的形式来说明接合过程。例如，加工装置(4)具有一个或多个多轴工业机器人(27)，其被构造为接合机器人、特别是焊接机器人，并且该工业机器人承载和引导接合工具，特别是焊接工具。

图1示出了具有定位和夹持系统(5)的制造装置(2)的示意性俯视图，该定位和夹持系统用于将以虚线示意性示出的工件(3)定位和夹持在工位(25)处。工位(25)可以有一个或多个并优选位于制造装置(2)的内部。制造装置(2)例如被构造为制造单元。制造装置可以由保护分隔件(23)，例如栅栏来包围。

在制造设备(1)中可以存在多个制造装置(2)并通过示意性示出的输送装置(6)彼此连接。输送装置(6)可以具有输送路径(22)的分支网络，工件(3)在该分支网络上被运输。输送路径(22)可以延伸到制造装置(2)中或延伸穿过制造装置，并在必要时延伸通过保护分隔件(23)中的一个或多个闸门(24)。

工件(3)在负载接收装置或部件接收部(21)上被供应给制造装置(2)和工位(25)。在下文中，负载接收装置(21)被简称为LAM。

LAM(21)优选是框架式的，并利用合适的保持件将工件(3)、特别是部件组收纳在预先指定的位置中。LAM(21)具有例如基本上为矩形且平坦的形状。在图1中，LAM(21)被示意性示出为矩形框架。

利用定位和夹持系统可以将工件(3)从LAM(21)中取出，并定位和夹持在适合制造的、特别是适合接合的以及稳定的姿态下。在此可以抓住工件(3)的可能松脱的部分并将其带入限定的相对位置中，并被夹紧以用于接合过程。此外，附加的工件或工件部件还可以从外部供给并同样被定位和夹持。

LAM(21)被牢固地或优选可松脱地布置在输送单元(19)上。其由输送单元(19)沿着输送路径(22)运输到制造装置(2)中并到达内部的工位(25)。定位装置(26)将LAM(21)并因此将工件(3)定位在预定的位置上，并且还可以确保在该位置的固定。

输送单元(19)优选被设计为无人驾驶的、自动控制的、可转向的以及优选为落地式的车辆，特别是设计为AGV。输送单元(19)沿着上述的输送路径(22)的网络运动。输送装置(6)具有多个输送单元(19)，这些输送单元还将制造装置(2)连接至其它的系统组件，例如其它的制造装置(2)和/或连接至用于输送单元(19)和/或LAM(21)和/或工件(3)的储备部等。

输送单元(19)例如具有底盘，该底盘具有行走机构和升降装置(20)，该升降装置能够接收LAM(21)并使LAM(21)升高和降低。通过这种提升或降低运动，LAM(21)可以被传送到所述的定位装置(26)并在那里被支撑和定位。此时，输送单元(19)可以脱离LAM(21)并随后离开制造装置(21)。图2示意性示出了输送单元(19)，其具有升降装置(20)和定位装置(26)，该定位装置在此例如由位于工位(25)或LAM(21)的角落处的多个直立支撑件形成。

该定位和夹持系统(5)具有可移动的且可递送的抓持工具(7)和可调节的支撑装置(13)。抓持工具(7)例如被设计为几何抓持工具(7)。其抓取工件(3)，并用于姿态限定地定位和夹持工件(3)。工件(3)在此优选从LAM(21)中取出。根据所述的部件组，这些部件可以被依次从LAM(21)中取出，并在几何抓持工具(7)上组装，并对其进行适合于加工的定位和夹持。

几何抓持工具(7)还被称为几何形状抓持工具(Geometrie-Greifwerkzeug)。其具有以精确的、预定的姿态、特别是位置和/或取向或方向来夹持工件(3)的功能。在此还建立了工件(3)相对于几何抓持工具(7)及其一个或多个参考点的精确位置关系。对于多件式的工件(3)，例如部件组，可以在进行姿态限定的夹持过程中将工件部件或构件分别置入几何抓持工具(7)上的精确的、所限定的相对位置中。在加工、特别是接合之后，多件式工件(3)具有精确的预定几何形状。

替代地，抓持工具可以具有更简单的设计，例如设计为吸力抓钳机构，并且能够以较低的位置精度去抓取工件(3)。下面的说明相应地还适用于这种简单的抓持工具。

可调节的支撑装置(13)具有在工位(25)处稳定地支撑和定位几何抓持工具(7)的功能。支撑装置(13)可以根据需要将几何抓持工具(7)稳定在该位置中并在必要时加以固定。由此，所夹持的工件(3)也被稳定地支撑，被定位在工位(25)处并在必要时被固定。为此，支撑装置(13)具有多个接收部(17)，这些接收部与几何抓持工具(7)形成优选为形状配合的支撑接合。支撑装置(13)的三个、四个或更多个接收部(17)相互间隔开地沿多个方向分布地布置。

这种在几何抓持工具(7)上的支撑接合是在彼此间隔开的多个作用点上进行的。这些作用点优选布置在几何抓持工具(7)的外缘上并且具有对应于接收部(17)的分布。由此，几何抓持工具(7)可以机械稳定地支撑在三个、四个或更多个空间分布的点或作用点上。一个或多个作用点可以是上述的参考点，或者可以相对于这些参考点处于限定的位置关系。

几何抓持工具(7)可以在这些作用点上具有定位件(10)，这些定位件在工位(25)处限定所支撑的几何抓持工具(7)的预定位置，并与相应的接收部(17)相互作用来保证该形状配合的支撑接合。

接收部(17)也可以具有用于被接收的几何抓持工具(7)的固定功能。为此，它们例如可以被设计为可控的和被驱动的夹持抓具，特别是零点抓具。

几何抓持工具(7)由操作机器人(28)引导、递送以及转移到支撑装置(13)上。在此，几何抓持工具(7)优选从上方放置到支撑装置(13)上。

在所示出的实施方式中，操作机器人(28)被设计为多轴工业机器人。操作机器人优选地被设计为关节臂机器人或曲臂机器人，并且优选地具有五个或更多个机器人轴。这些机器人轴可以是旋转的和/或平移的机器人轴。

几何抓持工具(7)具有用于操作机器人(28)的接口(11)。操作机器人(28)可以具有自动的更换联轴节(Wechselkupplung)，该更换联轴节允许操作机器人(8)从几何抓持工具(7)脱开以及工具更换，并且在必要时还可以实现介质传送。操作机器人(8)可以在加工过程中与被支撑的几何抓持工具(7)保持连接。替代地，操作机器人也可以将几何抓持工具(7)交付到支撑装置(13)上，然后脱离。

在所示出的实施方式中，几何抓持工具(7)具有承载件(8)，该承载件具有一个或多个用于工件(3)的夹持件(12)和所述的接口(11)。可以存在多个夹持件(12)。它们可以具有形状配合和/或力配合的、例如夹持性的抓取件以及止挡件、对中销钉或其他用于工件(3)的位置提供装置。夹持件(12)可以例如悬挂地设置在承载件(8)的下侧上。接口(11)可以例如位于承载件(8)的另一侧，特别是上侧。

承载件(8)例如被构造为承载框架，该承载框架由多个相互连接的承载杆(9)组成。承载框架可以具有基本上矩形的且平坦的形状。优选为管状的承载杆(9)具有例如棱柱形的外轮廓，并且在外罩中有孔眼。承载杆(9)可以交叉地取向。棱柱形的外轮廓和孔眼有利于支撑件(8)与支撑装置(13)及其一个或多个接收部(17)实现限定的且优选为形状配合的连接。替代地，外轮廓可以是倒圆的，特别是椭圆形的。

承载件(8)可以具有承载杆(9)的烟头状的突出部或隆起部，该突出部或隆起部在位于工具外缘上的多个(例如四个)点上侧向突出，并形成用于与相应的接收部(17)进行形状配合的支撑接合的作用点。在这些作用点上布置有定位件(10)，该定位件例如由多个销钉形成，这些销钉按空间分布插入到那里的孔眼中。接收部(17)具有匹配的配对元件并且与定位件(10)形状配合地接合。

定位和夹持系统可以具有多个不同的几何抓持工具(7)。这些几何抓持工具可以适应不同的工件(3)。因此，它们可以具有不同的形状和尺寸。可调节的支撑装置(13)允许优选自动地调整这些不同的几何抓持工具(7)。

在制造装置(2)中可以存在用于多个且不同的几何抓持工具(7)的库(未示出)。操作机器人(28)可以在更换工件时更换几何抓持工具(7)。几何抓持工具(7)可以通过适配的LAM来供给和导出。

支撑装置(13)可以按照任意合适的方式构成。在所示出的实施例中，支撑装置由四个支撑件(14)构成，这些支撑件相互间隔开并且例如成四边形分布地布置在工位(25)处。支撑件(14)例如被布置在工位(25)或者定位于此的LAM(21)的角部区域处。它们位于工位(25)和定位装置(26)的外部一定距离处。它们可以根据需要在LAM(21)附近的回缩后的静止位置与运行位置之间运动。在所示出的实施方式的变型中，支撑件(14)的数量和布置可以变化。图1在图的左半部分示出了回缩后的静止位置，而在图的右半部分示出了伸展开的运行位置。

支撑件(14)均配备有用于几何抓持工具(7)的接收部(17)。接收部(17)可以通过调节装置(18)在一个或多个调节轴上被调节。

接收部(17)可以分别以上述的方式被设计用于接收几何抓持工具(7)、特别是承载杆(9)。这些接收部(17)可以分别选择性地构造为刚性的或可运动的，特别是构造为夹持抓具。它们的接收构型可以适应于承载杆(9)的外轮廓，特别是棱柱形的外罩。

在另一种简单的形式中，例如接收部(17)可以针对承载杆(9)或几何抓持工具(7)的另一部件被设计为盆状的支座。在此，它们例如可以为了定位和锁定的目的而通过心轴等嵌入到孔中。

在所示出的实施方式中，支撑件(14)被静止地且竖立地布置在地面上。例如，它们被构造为绞架状的和相同类型的。它们具有直立的、地面固定的支架(15)，该支架具有在上支架端部上横向展开的、水平的悬臂(16)。该悬臂用作用于在端侧并优选布置在悬臂(16)的上侧上的接收部(17)的承载臂。

在所示出的实施方式中，支架(15)被布置为与工位(25)侧向间隔开并位于其角部区域处。突出的悬臂(16)分别相对于工位(25)和那里的LAM(21)倾斜地、特别是成对角地取向。支撑件(14)布置在所述的角部区域处，并且不对布置在工位(25)的或连续行驶路径(22)的长边处的接合和操作机器人(27、28)造成干扰。

悬臂(16)分别布置在地面上方这样的、优选相同的高度上：在该高度上，在运行位置中，被支撑的几何抓持工具(7)和例如悬挂于其上的工件(3)向下具有足够的自由空间用于加工过程。为此，例如刚性的支架(15)可以具有合适的长度。几何抓持工具(7)可以在该支撑位置上以其主平面处于平放的、特别是水平的位置上。

此外，对于各个悬臂(16)该存在单轴或多轴的调节装置(18)。该调节装置(18)可以使优选直的悬臂(16)在一个或多个调节轴上根据图5中的箭头相对于支架(15)运动。

相应的悬臂(16)可以通过调节装置(18)在平移的、优选线性的调节轴中沿其纵向延伸相对于支架(15)在静止位置与运行位置之间运动。该运动方向是水平的。此外，其还相对于工位(25)倾斜地、特别成对角地取向。

相应的悬臂(16)还可以通过调节装置(18)在另一平移的、优选线性的并且直立的、特别是竖直的调节轴上相对于支架(15)沿高度方向移动。在此，不同的悬臂(16)可以被相同程度地和不同程度地提升和/或降低。在高度不同时，可以实现几何抓持工具(7)的相应的倾斜位置。接收部(17)可以为了避免卡住而具有相应的自由度。

在处于运行位置和支撑位置时，接收部(17)在空间中的最终位置可以通过相应的几何抓持工具(7)的形状和尺寸来确定。

在所示出实施例的一个变型中，支撑件(14)本身可以被构造为刚性的，其中，单轴或多轴的调节装置(18)被设置在支撑件(14)与底座之间。在另一变型中，悬臂(16)和/或支架(15)的其它运动学、特别是枢转运动是可能的。

调节装置(18)可以具有一个或多个所述的调节轴。调节轴可以分别实施为平移的或旋转的调节轴。在所示出的具有悬臂(16)的线性调节的实施方式中，调节装置(18)例如具有带有滚珠丝杠传动机构的线性导向部。

接收部(17)还可以具有一个或多个自己的调节轴。它们例如可以在十字滑座上沿两个优选水平的方向线性移动。此外，接收部(17)还可以执行转动运动，以相对于几何抓持工具(7)、特别承载杆(9)实现适于接收的定向。

定位和夹持系统(5)可以以上述的方式具有多个不同的并且适应于不同工件(3)的几何抓持工具(7)。支撑装置(13)可以通过一个或多个调节装置(18)来调节，以适应不同的几何抓持工具(7)。优选地提供自动的可调节性。

定位和夹持系统(5)可以具有控制器(未示出)。该控制器可以特别是作用于支撑装置(13)及其一个或多个调节装置(18)。该控制器可以独立地设计和布置。替代地，其可以被集成在现有的其它控制器中，例如集成在操作机器人(28)的机器人控制器中。一个或多个调节驱动器(18)可以作为操作机器人的附加轴来控。

制造装置(2)以及定位和夹持系统(5)的运行可以例如按照以下方式进行：带有LAM(21)和工件(3)的输送单元(9)沿着输送路径(22)驶过闸门(24)进入到制造装置(2)中，并停在那里的工位(25)处。LAM(21)在必要时通过升降装置(20)或者以其它方式被接收并定位在定位装置(26)上。输送单元(19)可以留在工位(25)处或者通过另一个闸门(24)离开制造装置(2)。

操作机器人(28)通过其更换联轴节握住适合于相应的工件(3)的、所需要的几何抓持工具(7)，并由此从LAM(21)中拾取工件(3)、特别是部件组的一个或多个部件。支撑装置(13)不起作用或处于回缩的静止位置中，从而确保了操作机器人(28)和加工装置(4)可以自由地进入工位(25)。

利用机器人引导的几何抓持工具(7)，可以单个地或成组地同时或依次地抓取工件(3)的部件或构件并组装，以及在适合加工的位置上被定位和夹持在几何抓持工具(7)上。

随后，支撑装置(13)处于运行位置，在此，操作机器人(28)以上述方式将带有被夹持的工件(3)的几何抓持工具(7)放置在接收部(17)上并支撑和定位。随后，加工装置(4)可以执行一个或多个加工过程，其中，例如接合机器人(27)接合、特别是焊接被夹持的工件(3)。

在加工结束时，操作机器人(28)使几何抓持工具(7)从支撑装置(13)上松开，支撑装置接着返回到静止位置中并放开对LAM(21)的进入。

在第一种变型中，操作机器人(28)将加工的工件(3)放置到初始的LAM(21)上，随后该工件被输送单元(19)再次接收，然后被运出制造装置(2)。在另一种变型中，可以在通过操作机器人(28)和几何抓持工具(7)取下工件(3)之后将LAM(21)移出制造装置(2)，然后将另一个更适合于加工的工件(3)的LAM从另一输送单元(19)带到工位(25)，并在此被定位以接收加工的工件(3)。

此外，也可以存在中间步骤或中间过程。工件(3)的单个部件或构件可以由具有另一几何抓具的另一操作机器人接收、悬浮地保持并提供给接合机器人(27)以进行第一接合过程，然后放回到LAM(21)上。由此，可以在工件(3)内部形成预制的组件。随后，该组件可以与工件(3)的其它部件或构件一起被机器人引导的几何抓持工具(7)以上述方式抓取、夹持并支撑在支撑装置(13)上。

此外，可以将其它工件供应给工位(25)。为此，例如操作机器人(28)可以利用几何抓持工具(7)从第一LAM(21)抓取以及夹持第一工件(3)，然后从第二LAM(21)抓取以及夹持第二工件。为此，在工位(25)处可以执行在此期间的LAM更换。在另一种变型中，其它的工件或构件也可以提供单独的输送机进入到制造装置(2)中。

输送单元(19)和LAM也可以用于更换特定于工件的工具，特别是前述类型的几何抓持工具(7)。例如，用于几何抓持工具(7)的库在这种情况下可以是非必需的。

制造设备(1)可以包括多个上述的制造装置(2)。通过输送单元(6)和输送单元(19)以及LAM(21)，工件(3)可以在生产流水线中，在制造站(2)之间沿着输送路径网络进一步运输，并且被循环运输以提供工件(3)和/或LAM(21)(未示出)。在此，可以将加工完成的工件(3)卸载并将新的待加工的工件(3)装载到LAM(21)上。

制造装置(2)可以以优选均匀的矩阵的形式布置在制造设备(1)中并带有围绕的输送路径网络。制造装置(2)可以彼此相同类型地设计，其中，它们可以按照特定于工件的方式适应于相应的加工过程。为此，在制造设备(1)内部可以设置用于制造装置(2)的试验站或测试站，在更换工件时，在该试验站或测试站中对制造装置(2)或其部件、特别是加工装置(4)以及定位和夹持系统(5)的控制器进行调整。随后，可以将相应的数据组和控制组与特定于工件的工具一起传输到各个制造装置(2)。据此，制造设备(1)可以在连续运行期间进行改装而不会造成重大的中断。

所示出的和所描述的实施方式的变型可以各种方式实现。所提及的各种实施例和变型的特征可以任意地相互组合，并且在必要时也可以交换。

制造装置(2)可以具有多重布置的工位(25)，并且还可以在必要时具有多个定位和夹持系统(5)。支撑装置(13)可以具有不同数量和布置的支撑件。代替所示出的支撑件(14)的落地式布置，可以存在另一种特别是悬挂式的布置。代替多个单独的支撑件(14)，支撑装置可以具有复合结构。一个或多个支撑件(14)可以具有不同的几何形状和运动学。在所述各种实施例的其它变型中，多个接收部(17)可以刚性地或至少部分可移动地布置在支撑件(14)上。为此，不同的抓持工具、特别是几何抓持工具(7)可以具有相应调整的设计。代替操作机器人(28)，可以使用另一个多轴的操作装置用于抓持工具、特别是几何抓持工具(7)。

附图标记列表

1 制造设备

2 制造装置，制造单元

3 工件

4 加工装置

5 定位和夹持系统

6 输送单元

7 抓持工具，几何抓持工具

8 承载件，承载框架

9 承载杆

10 定位件

11 接口

12 夹持件

13 支撑装置

14 支撑件

15 支架

16 悬臂

17 接收部

18 调节装置

19 输送单元，AGV

20 升降装置

21 负载接收装置LAM

22 输送路径

23 保护分隔件

24 闸门

25 工位，加工区域

26 定位装置

27 接合机器人

28 操作机器人。

Claims (17)

1.一种用于待加工的工件(3)的定位和夹持系统，所述工件在工位(25)处被布置在可移动的负载接收装置(21)上，其中，所述定位和夹持系统(5)具有用于所述工件(3)的、可移动的且由机器人引导的抓持工具(7)、特别是用于姿态限定地夹持所述工件(3)的几何抓持工具，其特征在于，所述定位和夹持系统(5)具有可调节的支撑装置(13)，所述可调节的支撑装置静止地支撑、稳定和定位所述抓持工具(7)，特别是带有被抓取的、特别是被夹持的工件(3)的几何抓持工具(7)，以便在所述工位(25)处加工所述工件。

2.根据权利要求1所述的定位和夹持系统，其特征在于，所述支撑装置(13)被静止地布置在所述工位(25)处，并且能够在所述工位(25)处的运行位置与回缩的静止位置之间调节。

3.根据权利要求中1或2所述的定位和夹持系统，其特征在于，所述定位和夹持系统(5)具有多个不同的并且适应于不同的工件(3)的抓持工具(7)、特别是几何抓持工具，其中，所述支撑装置(13)是可调节的，以便适应不同的抓持工具(7)。

4.根据权利要求1、2或3所述的定位和夹持系统，其特征在于，所述支撑装置(13)具有多个特别是被构造为可控的夹持抓手的接收部(17)，所述接收部与所述抓持工具(7)在多个彼此间隔开的作用点上处于形状配合的支撑接合中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的定位和夹持系统，其特征在于，所述抓持工具(7)具有承载件(8)，所述承载件特别是被构造为平坦的承载框架，所述承载框架具有：多个相连接的承载杆(9)；用于所述工件(3)的夹持件(12)；用于操作机器人(28)的接口(11)；以及用于形状配合的支撑接合的定位件(10)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的定位和夹持系统，其特征在于，所述支撑装置(13)具有多个相互间隔开且平面分布布置的支撑件(14)，所述支撑件分别具有一接收部(17)，并分别具有一单轴或者多轴的调节装置(18)。

7.根据权利要求6所述的定位和夹持系统，其特征在于，所述支撑装置(13)具有四个成四边形分布并与所述工位(25)侧向间隔开地布置的支撑件(14)。

8.根据权利要求6或7所述的定位和夹持系统，其特征在于，所述支撑件(14)分别具有直立的支架(15)，所述支架具有可调节的、侧向伸出的悬臂(16)和位于悬臂端部上的接收部(17)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的定位和夹持系统，其特征在于，所述定位和夹持系统(5)具有控制器并且是可自动调节的。

10.一种用于待加工的工件(3)的制造装置，所述待加工工件在工位(25)处布置在可移动的负载接收装置(21)上，其特征在于，所述制造装置(2)具有根据权利要求1至9中至少一项所述的定位和夹持系统(5)。

11.根据权利要求10所述的制造装置，其特征在于，所述制造装置(2)具有用于所述工件(3)的加工装置(4)和用于抓持工具(7)、特别是几何抓持工具的操作机器人(28)，所述制造装置和所述操作机器人分别具有至少一个多轴工业机器人。

12.根据权利要求10或11所述的制造装置，其特征在于，所述制造装置(2)在所述工位(25)处具有用于所述负载接收装置(21)和/或用于运输所述负载接收装置(21)的输送单元(19)的定位装置(26)。

13.一种用于待加工的工件(3)的制造方法，所述工件在可移动的负载接收装置(21)上被供应到制造装置(2)中的工位(25)，其中，利用可移动的和由机器人引导的抓持工具(7)抓取所述工件(3)，特别是利用几何抓持工具姿态限定地夹持所述工件，其特征在于，所述抓持工具(7)、特别是几何抓持工具(7)与被抓取的、特别是被夹持的工件(3)一起由定位和夹持系统(5)的可调节的支撑装置(13)静止地支撑、稳定和定位，以便在所述工位(25)处加工所述工件。

14.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，利用所述抓持工具(7)、特别是几何抓持工具(7)将所述工件(3)从负载接收装置(21)中取出并夹持。

15.根据权利要求13或14所述的制造方法，其特征在于，将所述抓持工具(7)在运行位置中从上方放置在所述支撑装置(13)上并固定。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的制造方法，其特征在于，针对不同的工件(3)，使用不同的、适配的抓持工具(7)，特别是几何抓持工具，其中，为了适配不同的抓持工具(7)，对所述支撑装置(13)进行单轴或多轴地以及自动控制地调节。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的制造方法，其特征在于，将具有所述工件(3)的可移动的负载接收装置(21)通过输送单元(19)供应到所述制造装置(2)和所述工位(25)。

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