DD206643A3 - SAFETY DEVICE ON AN INDUSTRY ROBOT CALCULATED WITH A GRIPPER - Google Patents

SAFETY DEVICE ON AN INDUSTRY ROBOT CALCULATED WITH A GRIPPER Download PDF

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DD206643A3 DD24035182A DD24035182A DD206643A3 DD 206643 A3 DD206643 A3 DD 206643A3 DD 24035182 A DD24035182 A DD 24035182A DD 24035182 A DD24035182 A DD 24035182A DD 206643 A3 DD206643 A3 DD 206643A3
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Dieter Braeuer
Frank Lehmann
Karlheinz Morgenstern
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Dieter Braeuer
Frank Lehmann
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Abstract

SICHERHEITSEINRICHTUNG AN EINEM MIT EINEM GREIFER AUSGERUESTETEN INDUSTRIEROBOTER GEGEN LAGEVERSCHIEBUNGEN BZW. HERAUSRUTSCHEN EINES WERKSTUECKES IN SEINER LAENGSRICHTUNG AUS DEM DIESES IN QUERRICHTUNG FORMSCHLUESSIG UMFASSENDEN GREIFER SOWIE GEGEN BESCHAEDIGUNGEN IN KOLLISIONSFAELLEN, WOBEI DIE BEWEGUNGSABLAEUFE DES INDUSTRIEROBOTERS VON GLEICHSTROMSTELLANTRIEBEN MIT EINER DIE KOMMUTIERUNGSGRENZKURVE BERUECKSICHTIGENDEN STROMBEGRENZUNGSSCHALTUNG FUER DAS HOCHFAHREN UND ABBREMSEN ERZEUGT WERDEN, UNTER VERWENDUNG EINER ANTRIEBSSTOPPEINRICHTUNG FUER NOTABSCHALTUNGEN. ZIEL IST, DIE BEWEGUNGSABLAEUFE DES INDUSTRIEROBOTERS MIT MAXIMAL MOEGLICHEN, KURZE BESCHICKUNGS- UND ENTNAHMEZEITEN REALISIERBAREN HOCHFAHR- UND ABBREMSVORGAENGEN AUSZUFUEHREN. DAFUER SOLLEN DIE AM GREIFER AUFTRETENDEN BESCHLEUNIGUNGEN ERFASST UND ALS KRITERIUM FUER DAS LAGESICHERE HALTEN ALS AUCH FUER KOLLISIONEN HERANGEZOGEN WERDEN. ERREICHT WIRD DAS DURCH EINEN AM GREIFER IN RICHTUNG DER LAENGSERSTRECKUNG DES ZU FASSENDEN WERKSTUECKES BEFESTIGTEN BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER, DESSEN AUSGANG UEBER EIN SOLL-ISTWERT-VERGLEICHSGLIED ALTERNATIV ZUM EINGANG DES VON DER KOMMUTIERUNGSGRENZKURVE VORGEGEBENEN STEUERSIGNALS AUF DIE STROMBEGRENZUNGSSCHALTUNG GESCHALTET IST UND PARALLEL UEBER EINEN SCHWELLWERTSCHALTER MIT DER ANTRIEBSSTOPPEINRICHTUNG IN VERBINDUNG STEHT.SAFETY DEVICE ON AN INDUSTRY-ROBOT-CALIBRATED ENGINEER AGAINST POSITION MOVEMENTS OUT SLIP OF A WERKSTUECKES IN HIS LAENGSRICHTUNG FROM THIS LATERAL FORMSCHLUESSIG COMPREHENSIVE GRAB AS WELL AS INCIDENTAL DAMAGES IN KOLLISIONSFAELLEN, WITH THE BEWEGUNGSABLAEUFE THE INDUSTRIAL ROBOT OF DC ACTUATORS WITH THE KOMMUTIERUNGSGRENZKURVE BERUECKSICHTIGENDEN CURRENT LIMITING CIRCUIT FOR THE START-UP AND BRAKE PRODUCED, USING A DRIVE STOP DEVICE FOR emergency shutdowns. THE OBJECTIVE IS TO DELIVER THE MOVEMENT OF THE INDUSTRIAL ROBOT WITH MAXIMUM POSSIBLE, SHORT FEEDING AND DELIVERY TIMES OF REALIZABLE HIGHWAY AND DROP-OFF PREMATURES. DAFUER SHOULD INCLUDE THE ACCELERATIONS ACCORDING TO THE GRAB AND BE ADVISED AS A CRITERIA FOR KEEPING SAFELY AS WELL AS FOR COLLISIONS. REACHED BY A THE HOOK TOWARDS THE LAENGSERSTRECKUNG OF TO DRUM END WERKSTUECKES FIXED ACCELEROMETER, ITS OUTPUT ON A NOMINAL ACTUAL COMPARISON LIMBS ALTERNATIVE TO THE ENTRANCE OF THE OF THE KOMMUTIERUNGSGRENZKURVE GIVEN CONTROL SIGNAL TO CURRENT LIMITING CIRCUIT SWITCHED, AND PARALLEL via a threshold WITH THE DRIVE STOP SETUP IN CONNECTION STANDS.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Sicherheitseinrichtung an einem mit einem Greifer ausgerüsteten IndustrieroboterSafety device on an industrial robot equipped with a gripper

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung an einem mit einem Greifer ausgerüsteten Industrieroboter gegen Lageverschiebungen bzw. Herausrutschen eines Werkstückes in seiner Längsrichtung aus dem dieses in Querrichtung formschlüssig umfassenden Greifer sowie gegen Beschädigungen in Kollisionsfällen, wobei die Bewegungsabläufe des Industrieroboters von Gleichstromstellantrieben mit einer die Kommutierungsgrenzkurve berücksichtigenden Strombegrenzungsschaltung für das Hochfahren und Abbremsen erzeugt werden, unter Verwendung einer Antriebsstoppeinrichtung für Notabschaltungen.The invention relates to a safety device on an industrial robot equipped with a gripper against positional shifts or slipping out of a workpiece in the longitudinal direction of this transversely in the cross-directionally comprehensive gripper and against damage in collision cases, the movements of the industrial robot DC direct current drives with a Kommutierungsgrenzkurve considering current limiting circuit for startup and deceleration are generated using a power stop device for emergency shutdowns.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei Industrierobotern ist man bestrebt, die Bewegungen in kürzester Zeit ablaufen zu lassen, wodurch der Antrieb bis zu seiner Grenzbelastung beansprucht wird· Dabei treten an den bewegten Teilen hohe Beschleunigungen und Verzögerungen auf, welche auch auf die zu manipulierenden Werkstücke übertragen werden müssen· Es ist deshalb zu gewährleisten, daß der Greifer des Industrieroboters die zu manipulierenden Werkstücke lagesicher auch während der Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen hält.In industrial robots, the aim is to allow the movements to take place in the shortest possible time, whereby the drive is stressed to its limit load · There are high accelerations and delays on the moving parts, which must also be transferred to the workpieces to be manipulated · It is Therefore, to ensure that the gripper of the industrial robot keeps the workpieces to be manipulated positionally safe even during the acceleration and deceleration phases.

-1, JUH 1982*013485-1, JUH 1982 * 013485

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Hierzu wird die Haltekraft des Greifers entsprechend der Masse und der Oberflächenbeschaffenheit sowie der zu erwartenden Beach.Xeimigi.mgs~ und Verzögerungskräfte festgelegt« Der Haltekraft des Greifers sind aber andererseits durch die Greiferdimensionierung sowie durch oberflächen- bzw, formempfindliche Werkstücke Grenzen gesetzt, um Beschädigungen der zu handhabenden Werkstücke zu vermeiden« In diesen Fällen sind die Bewegungsphasen des Industrieroboters hinsichtlich ihrer Beschleunigungen und Verzögerungen zu begrenzen, damit die Massenträgheitskraft des Werkstückes nicht die Haltekraft des Greifers übersteigt· Dazu werden die Bewegungen nach vorgegebenen Funktionen hochgefahren bzw· nach solchen Funktionen abgebremst, die regelungstechnisch in die Antriebsansteuerung einbezogen sind· Solche Einrichtungen sind relativ kostspielig und aufwendig. Zudem werden an Industrierobotern Maßnahmen zur Bruchsicherung, meist am Greifer des Industrieroboters, vorgesehen, um in Kollisionsfällen, die bei jeder Fehlbedienung oder Falschprogrammierung entstehen können, Schäden zu vermeiden·For this purpose, the holding force of the gripper is determined according to the mass and the surface condition as well as the expected Beach.Xeimigi.mgs ~ and deceleration forces. "On the other hand, the holding force of the gripper is limited by the gripper dimensioning as well as by surface- or shape-sensitive workpieces in order to prevent damage to the gripper In these cases, the movement phases of the industrial robot must be limited with regard to their accelerations and decelerations, so that the mass inertia force of the workpiece does not exceed the gripping force of the gripper · For this purpose, the movements are started up according to predetermined functions or decelerated according to functions which Control technology involved in the drive control · Such devices are relatively expensive and expensive. In addition, industrial robots measures to break, usually on the gripper of the industrial robot, provided in order to avoid damage in collision cases, which can occur with any incorrect operation or false programming ·

Für einen Industrieroboter, dessen Greifer die zu handhabenden Werkstücke außer in ihrer Längsrichtung formschlüssig faßt, besteht die Gefahr der LageverSchiebung des Werkstückes im Greifer nur in der genannten Längsrichtung· Eine generelle Begrenzung der Beschleunigungen bzw· Verzögerungen für alle Bewegungsrichtungen des Industrieroboters führt hierbei zur unnötigen Verlangsamung des Bewegungsablaufes und damit zur Erhöhung der unproduktiven Beschickungs- bzw· Entnahmezeit beim Einsatz des Industrieroboters für den Werkstückwechsel an einer Bearbeitungsmaschine·For an industrial robot whose gripper grips the workpieces to be handled except in their longitudinal direction, there is the risk of shifting the workpiece in the gripper only in the mentioned longitudinal direction. A general limitation of the accelerations or delays for all directions of movement of the industrial robot leads to unnecessary slowing down the movement sequence and thus to increase the unproductive loading or unloading time when using the industrial robot for the workpiece change on a processing machine

Als Antrieb für den Industrieroboter wird mit Vorteil der Gleichstromstellantrieb eingesetzt, der, wie von Werkzeugmaschinen-Antrieben her bekannt, zur Erreichung kürzester Einfahrzeiten bzw· Abbremszeiten für die angetriebenen Maschinenteile an der Strombegrenzungskennlinie hochgefahren und abgebremst wird· Die maximal zulässige Stromstärke fürAs a drive for the industrial robot, the DC actuator is advantageously used, which, as known from machine tool drives forth to achieve the shortest Einfahrzeiten or · braking times for the driven machine parts is raised and slowed down on the current limiting characteristic · The maximum allowable amperage for

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den Gleichstrommotor ergibt sich aus dessen drehzahlabhängiger Komiautierungagrenakurve· Diese nach der Kommutierungsgrenzkurve geregelte Stromaufnahme muß für die Anwendung des Gleichstromstell-Antriebes an Industrierobotern beibehalten werden, weil die Bewegungen des Industrieroboters gleichermaßen in kürzester Zeit vom Stillstand auf ein Maximum beschleunigt und kurz vor Erreichen der neuen Position wieder auf Null abgebremst werden müssen« Je nach dem Gegenmoment ergibt sich dann die Beschleunigungsgröße am Werkstück» Die Beschleunigung darf aber an dem zu handhabenden Werkstück einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreiten, damit die Haltekraft des Greifers nicht überschritten wird. Da die Beschleunigungskräfte durch die Spiele und Steife der im Kraftfluß liegenden Bauelemente mitbestimmt werden, sind die tatsächlichen am Greifer auftretenden Beschleunigungen nicht bekannt und können auch mit der regelungstechnischen Beeinflussung des. Antriebsmotors den tatsachlichen Gegebenheiten nicht optimal angepaßt werden·The DC motor is determined by its speed-dependent Komiautierungagrenakurve · This after the Kommutierungsgrenzkurve regulated current consumption must be maintained for the application of Gleichstellstell drive to industrial robots, because the movements of the industrial robot equally accelerated in a short time from standstill to a maximum and shortly before reaching the new position must be braked back to zero "Depending on the counter-torque then results in the acceleration on the workpiece» The acceleration must not exceed the workpiece to be handled a predetermined limit, so that the holding force of the gripper is not exceeded. Since the acceleration forces are determined by the games and stiffness of lying in the power flow components, the actual accelerations occurring at the gripper are not known and can not be optimally adapted to the actual circumstances even with the control engineering influence of the drive motor.

Um die Auswirkungen dieser Kräfte am vom Greifer gehaltenen Werkstück hinsichtlich der Lagesicherung unmittelbar erfassen zu können, ist es bekannt, am Greifer Schlupfsensoren anzubringen· Durch dieses im Greifer eingebaute Meßsystem wird zwar unabhängig von der Haltekraft des Greifers und der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstückes jede Relativbewegung zwischen Werkstück und Greifer signalisiert, welche auch zur Beeinflussung des Antriebes der Handhabungsvorrichtung bzw· der Haltekraft des Greifers herangezogen werden kann, aber eine absolute Lagesicherung ist damit trotz des erheblichen Aufwandes und der Anfälligkeit dieses Schlupfmeßsystems im Greifer nicht möglich·In order to be able to directly detect the effects of these forces on the workpiece held by the gripper with respect to securing the position, it is known to mount slip sensors on the gripper. By means of this measuring system built into the gripper, any relative movement between the workpiece becomes independent of the holding force of the gripper and the surface condition of the workpiece and gripper signals, which can also be used to influence the drive of the handling device or the holding force of the gripper, but an absolute position assurance is thus not possible despite the considerable effort and the vulnerability of this Schlupfmeßsystems in the gripper ·

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung bezweckt eine einfache Überwachung der Industrieroboter-Bewegungen speziell in Richtung der Längser-The invention aims at a simple monitoring of industrial robot movements, especially in the direction of the longitudinal axis.

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Streckung des vom Greifer gefaßten Werkstückes· Darüberliinaus ist der Industrieroboter so gegen Beschädigungen durch Kollieionafälle zu schützen, daß nach Kollision keine längeren Auefallzeiten durch notwendige Montagearbeiten für die Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft des Industrieroboters entstehen. Die Bewegungsabläufe des Indu·*- strieroboters sind dabei mit maximal möglichen, kurze Beschickungaund Entnahmezeiten realisierbaren Hochfahr- und Abbremsvorgängen auszuführen·Elongation of the workpiece gripped by the gripper · In addition, the industrial robot is to be protected against damage by collision cases, so that after collision, no longer outage times arise due to necessary assembly work for restoring the operational readiness of the industrial robot. The motion sequences of the industrial robot are to be carried out with maximum possible acceleration and deceleration processes that can be realized during short loading and unloading times.

Darlegung des Weaeas der ErfindungExplanation of the Weaeas of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine S icher he it s<r einrichtung an einem mit einem Greifer ausgerüsteten Industrieroboter gegen Lageverschiebungen bzw· Herausrutschen eines Werkstückes in seiner Längsrichtung aus dem dieses in Querrichtung formschlüssig umfassenden Greifer sowie gegen Beschädigungen in Kollisionsfällen, wobei die Bewegungsabläufe des Industrieroboters von Gleichstrom-Steil-· antrieben mit einer die Kommutierungsgrenzkurve berücksichtigenden Strombegrenzungsschaltung für das Hochfahren und Abbremsen erzeugt werden, unter Verwendung einer Antriebsstoppeinrichtung für Notabschaltungen, zu schaffen, bei der die am Greifer auftretenden Beschleunigungen bzw« Verzögerungen erfaßt und als Kriterium sowohl für das lagesichere Halten des Werkstückes im Greifer als auch für Kollisionsfäll'e herangezogen werden sollen·The invention is based on the object of providing a safety device on a robot equipped with a gripper against positional shifts or slipping out of a workpiece in its longitudinal direction from the gripper which positively surrounds it in the transverse direction and against damage in collision cases, wherein the movement sequences of the industrial robot of direct-current DC drives with a commutation limit curve taking into account the current ramp-up circuit for startup and deceleration, using a drive stop device for emergency shutdowns to create, in which the accelerations occurring at the gripper or "delays detected and used as a criterion for both positionally secure holding of the workpiece in the gripper as well as for Kollisionsfäll'e should be used ·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Greifer in Richtung der Längserstreckung des zu fassenden Werkstückes ein Beschleunigungsmesser befestigt ist, dessen Ausgang über ein Soll-Istwert-Vergleichsglied mit einem Regler in Verbindung steht, dessen Ausgang alternativ zum Eingang des von der Kommutierungsgrenzkurve vorgegebenen Steuersignals auf die Strombegrenzungsschaltung geschaltet ist und parallel dazu an einem Schwellwertschalter angeschlossen ist, dessen Ausgang mit der Antriebsstoppeinrichtung in Verbindung steht·According to the invention, the object is achieved in that the gripper in the direction of the longitudinal extent of the workpiece to be gripped, an accelerometer is attached, whose output is connected via a setpoint-actual value comparator with a controller in connection whose output alternatively to the input of the commutation limit curve predetermined control signal is connected to the current limiting circuit and connected in parallel to a threshold value switch whose output is in communication with the drive stopping device

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Ausführungsbeispielembodiment

In der Zeichnung Ist ein Ausführungsbeispiel d^r Erfindung dargestellt·An embodiment of the invention is shown in the drawing.

Dabei zeigen jHere j

Fig· 1 die Anordnung eines Beschleunigungsaufnehmers an dem Doppelgreifer einer Handhabungseinrichrung undFIG. 1 shows the arrangement of an acceleration sensor on the double gripper of a handling device and FIG

Fig. 2 die Draufsicht auf die Handhabungseinrichtung nach Fig· 1 in Verbindung mit dem Blockschaltbild der Sicherheitseinrichtung«2 shows the plan view of the handling device according to FIG. 1 in conjunction with the block diagram of the safety device.

An einem Doppelgreifer 1 einer Handhabungseinrichtung im Bereich des hinteren Teiles eines Greiferbackens 2 ist ein Beschleunigungsaufnehmer 3 befestigt. Der Doppelgreifer 1 ist für das Handhaben von langgestreckten rotationasymmetrischen werkstücken 4 ausgebildet, die von den Greiferbacken 2 quer zur Langserstreckung formschlüssig gefaßt sind· Am Grundkörper des Doppelgreifers 1 in unmittelbarer Nähe des Beschleunigungsaufnehmers 3 ist ein Meßwertumformer 5 angebracht· Der Doppelgreifer 1 ist am Ende eines Armes 6 befestigt, der um seine eigene Achse durch einen Antriebsmotor 7 drehbar ist· Am anderen Ende ist der Arm 6 an einem Zapfen 8 angelenkt, der von einem Antriebsmotor 9 drehbar ist und damit dem Arm eine Schwenkbewegung erteilen kann· Der den Arm 6 tragende Zapfen 8 ist gemeinsam mit dem Antriebsmotor 9 auf einem Schiit· ten 10 gelagert bzw· befestigt. Der Schlitten 10 ist in einem Untergestell 11 längsverschiebbar gelagert· Zur Längsverschiebung des Schlittens 10 ist ein Antriebsmptor 12 vorgesehen· Die Antriebsmotoren 7, 9 und 12 werden von einem Steller 13 gespeist, der eine die jeweilige Kommutierungsgrenzkurve berücksichtigende Strombegrenzungsschaltung enthält und eingangsseitig mit dem Ausgang eines Soll-Istwert-Vergleichers 14 verbunden ist· Der Sollwerteingang des Soll-Istwert-Vergleichers 14 liegt am Ausgang eines Rechners 15, dem Eingangsgrößen, wie Lagemeßwerte; Werkstück-Kennwerte; zulässigeAt a double gripper 1 a handling device in the region of the rear part of a gripper jaw 2, an accelerometer 3 is attached. The double gripper 1 is designed for the handling of elongated rotationally asymmetrical workpieces 4, which are gripped positively by the gripper jaws 2 transversely to the longitudinal extension · A transducer 5 is attached to the main body of the double gripper 1 in the immediate vicinity of the accelerometer 3. The double gripper 1 is at the end of a Arm 6, which is rotatable about its own axis by a drive motor 7 · At the other end of the arm 6 is articulated to a pin 8 which is rotatable by a drive motor 9 and thus can give the arm a pivoting · The arm 6 carrying Pin 8 is mounted or fastened on a rail 10 together with the drive motor 9. The carriage 10 is mounted longitudinally displaceably in a subframe 11. A drive sensor 12 is provided for the longitudinal displacement of the carriage 10. The drive motors 7, 9 and 12 are fed by a controller 13 which contains a current limiting circuit taking into account the respective commutation limit curve and the input side of the output Setpoint-actual value comparator 14 is connected · The setpoint input of the setpoint-actual value comparator 14 is located at the output of a computer 15, the input variables, such as position measurement values; Workpiece characteristics; permissible

Spannkräfte des Greifers und Strombegrenzungswerte zur Ermittlung des Sollwertes vorgegeben sind«, Den Istwert liefert der Ausgang des Beachleunigungeaufnehmera 3 über den Meßwert umformer 5®Clamping forces of the gripper and current limiting values are specified for determining the setpoint value. The actual value is supplied by the output of the acceleration accelerator 3 via the measured value converter 5®

Die Wirkungsweise der Sicherheitseinrichtung ist folgende:The operation of the safety device is the following:

Der Beschleunigungsaufnefaiaer 3 ist nur in Bewegungsrichtung der Längsachse des Werkstückes 4 wirksam, so daß in der Position dee Doppelgreifers 1 nach Fig· 1 die Verschiebebewegung auf dem Untergestell 11 durch den Antriebsmotor Ιο hinsichtlich der Beachleunigungskräfte erfaßt wird« Hingegen bleibt die Schwenkbewegung des Armes 6 in der in Pig· 1 gezeigten Stellung für die Bewegung von Beschleunigungakräften außer Wirkung, da in dieser Richtung durch das formschlüssige Erfassen der Werkstücke 4 die Gefahr des Verrutschens nicht besteht® Eine Drehung des Doppelgreifers 1 um die Achse des Armes 6 wird bezüglich der in Längsrichtung des Werkstückes 4 wirkenden Beschleunigungskomponente erfaßt o Ebenso werden die Beschleunigungen aus der Schwenkbewegung des Armes 6 bei um.90° gedrehtem Doppelgreifer 1 erfaßt.The acceleration pickup 3 is effective only in the direction of movement of the longitudinal axis of the workpiece 4, so that in the position dee double gripper 1 of Figure 1, the displacement movement on the base 11 by the drive motor Ιο is detected with respect to the beach acceleration forces "On the other hand, the pivotal movement of the arm 6 remains in the position for the movement of acceleration forces shown in Pig · 1 out of action, since in this direction by the positive engagement of the workpieces 4, the risk of slippage does not exist ® a rotation of the double gripper 1 about the axis of the arm 6 with respect to the longitudinal direction of the Workpiece 4 acting acceleration component detected o Similarly, the accelerations from the pivotal movement of the arm 6 are detected at um.90 ° rotated double gripper 1.

Der Beschleunigungsaufnehmer 3 gibt eine der Beschleunigung bzw* Verzögerung analoges Meßsignal aus* Dieses relativ störanfällige Meßsignal wird im Meßwertumformer 5 in ein gegen Störungen unempfindliches Signal gewandelt, um störfrei auf den entfernt liegenden Soll-Iatwert-Vergleicher 14 au gelangen·The accelerometer 3 emits an acceleration or deceleration analog measurement signal. This relatively interference-prone measurement signal is converted in the transducer 5 into a signal which is insensitive to interference in order to reach the remote reference I-value comparator 14 without interference.

Auf der Basis der manuell eingegebenen jeweils vorliegenden Bedingungen (Haltekraft des Greifers? Kennwerte des Werkstückes u· a») i^ird vom Rechner 15 -ein Sollwert gebildet 9 der zusammen mit den vom Meßwertumformer 5 anliegenden Istwert am Ausgang des Soll-Istwert-Vergleichers 14 ein Abweichungssignal ergibt, welches einen Grenzwert für die Beschleunigung und Verzögerung der Antriebsmotoren 7; 9; 12 darstellt· Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Handhabungseinrichtung mit Polgesteuerung, d· h· es ist jeweils nur ein Antriebsmotor in Betrieb, so daßOn the basis of the manually entered respective present conditions (gripping force of the gripper, characteristic values of the workpiece, etc.), a setpoint 9 is formed by the computer 15, together with the actual value applied by the measured value converter 5 at the output of the setpoint-actual value comparator 14 gives a deviation signal indicative of a limit value for the acceleration and deceleration of the drive motors 7; 9; In the present exemplary embodiment, this is a handling device with pole control, that is, only one drive motor is in operation at a time, so that

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die Bewegungen in den einzelnen Achsen nacheinander ablaufen» Aus diesem Grund ist für die Antriebsmotoren 7» 9; auch nur ein Steller 13 erforderlich, dessen Ausgang auf den jeweiligen Antriebsmotor 7 bzw· 9 bzw· 12 programmge-r maß umgeschaltet vüird* Durch die Polgesteuerung erübrigen sich auch komplizierte Schaltungsmaßnahmen zur Zuordnung des bei Grenzwertüberschreitungen auftretenden Stellsignals auf den jeweiligen diese Grenzwertüberschreitung hervorrufenden Antriebsmotor, weil in jeder Bewegungsphase nur einer der Antriebemotoren 7» 9; 12 angesteuert wird· Besonders für aolche Handhabungseinrichtungen ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit der beschleunigungsabhängigen Grenzwertregelung von Vorteil, weil mit geringstem Mehraufwand eine Erhöhung der Beschickungsgeschwindigkeit unter Sicherung der Werketticklage im Greifer erreicht wird· Darüberhinaus spricht der Beschleunigungsaufnehmer 3 sofort bei Kollision des Greifers bzw· des von diesem gehaltenen Y/erkstückes mit der Ma~ schine oder der Werkstückablage an und stoppt die Antriebsmotoren 7» 9; 12· Da die Beschleunigungen im Falle einer Kollision sehr viel größer sind als die im Betriebsfall zu erwartenden Antriebsbeschleunigungen und -Verzögerungen, werden solche Beschleunigungsspitzen durch einen nicht dar» gestellten Schwellwertschalter erkannt und zur Notabschaltung des Antriebsmotors 7$ 9; 12 herangezogen· Selbst Kollisionen, die aus einem Bewegungsverlauf, der nicht mit der Aufnahmerichtung des Beschleunigungsaufnehmers 3 übereinstimmt, resultieren, werden vom Beschleunigungsaufnehmer signalisiert» Dies liegt darin begründet, daß die mit einer Kollision verbundenen Erschütterungen Schwingungen hervorrufen, welche nicht auf die Bewegungsachsrichtung beschränkt sind und damit vom Beschleunigungsaufnehmer 3 mit Sicherheit erfaßt werden·the movements in the individual axes take place one after the other »For this reason, for the drive motors 7» 9; only one actuator 13 is required, the output of which is switched over to the respective drive motor 7 or 9 or 12 by program control. The polar control also eliminates the need for complicated circuit measures for assigning the actuating signal occurring in the event of limit value overshoot to the respective drive motor causing this limit value overrun. because in each phase of movement, only one of the drive motors 7 »9; The device according to the invention with the acceleration-dependent limit value control is particularly advantageous for such handling devices, since an increase in the loading speed while securing the work setting position in the gripper is achieved with the least possible expenditure. In addition, the acceleration pickup 3 speaks immediately upon collision of the gripper or of the gripper this held workpiece with the machine or the workpiece holder and stops the drive motors 7 »9; 12 · Since the accelerations in the event of a collision are much larger than the drive accelerations and delays expected during operation, such acceleration peaks are detected by a threshold switch, not shown, and for the emergency shutdown of the drive motor 7 $ 9; Even collisions which result from a course of movement which does not coincide with the direction of pickup of the accelerometer 3 are signaled by the accelerometer. This is due to the fact that the vibrations associated with a collision produce vibrations which are not limited to the movement axis direction and thus detected by the accelerometer 3 with certainty ·

Claims (1)

ErfindungeanepruchErfindungeanepruch Sicherheitseinrichtung an einem mit einem Greifer ausgerüsteten Industrieroboter gegen Lageverschiebungen bzw. Herausrutschen eines Werkstückes in seiner Längsrichtung aus dem dieses in Querrichtung formschlüssig umfassenden Greifer sowie gegen Beschädigungen in Kollisionafallen, wobei die Bewegungsabläufe des Industrieroboters von Gleichstrom-Stellantrieben mit einer die Kommutierungsgrenzkurve berücksichtigenden Strombegrenzungsschaltung für das Hochfahren und Abbremsen erzeugt werdens unter Verwendung ei* ner Antriebsstoppeinrichtung für Notabschaltungen, dadurch gekennzeichnet,Safety device on an industrial robot equipped with a gripper against positional displacements or slipping out of a workpiece in its longitudinal direction from the transversely enclosing gripper and against collision in Kollisionafallen, the movements of the industrial robot of DC actuators with a Kommutierungsgrenzkurve considering current limiting circuit for startup and braking s are generated using ner ei * drive stop means for emergency shutdowns, characterized in that daß ata Greifer in Richtung der Längserstreckung des zu fassenden Werkstückes ein Beschleunigungsmesser befestigt ist, dessen Ausgang über ein Soll-Istwert-Vergleichsgiied mit e:}.-nem Regler in Verbindung stehts dessen Ausgang alternativ ' zum Eingang des von der Kommutierungsgrenzkurve vorgegebenen Steuersignals auf die Strotabegrenzungsachaltung geschaltet ist und parallel dazu an einem Schwellwertschalter angeschlossen ist9 dessen Ausgang mit der Antriebsstoppeinrichtung in Verbindung steht*ata gripper is fastened in the direction of the longitudinal extent of the workpiece to be gripped an accelerometer whose output via a setpoint-Vergleichswertied with e:} .- nem regulator in conjunction s whose output is alternatively 'to the input of the commutation limit curve predetermined control signal the Strotabegrenzungsachaltung is connected and connected in parallel to a threshold value switch 9 whose output is connected to the drive stop device * Hierzu 1 Blatt ZeichnungFor this 1 sheet drawing
DD24035182A 1982-06-01 1982-06-01 SAFETY DEVICE ON AN INDUSTRY ROBOT CALCULATED WITH A GRIPPER DD206643A3 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3902247A1 (en) * 1989-01-26 1990-08-09 Bodenseewerk Geraetetech Device for controlling the movement sequences of handling systems or robots

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3902247A1 (en) * 1989-01-26 1990-08-09 Bodenseewerk Geraetetech Device for controlling the movement sequences of handling systems or robots

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