DD220390A1 - Verfahren und anordnung zur ermittlung der neigung von koerperflaechen - Google Patents

Abstract

VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUM ERFASSEN DER NEIGUNG VON KOERPERFLAECHEN, VORRANGIG EINGESETZT FUER DIE AUTOMATISCHE HANDHABUNG VON WERKSTUECKEN DURCH HANDHABEGERAETE. ZIEL DER ERFINDUNG IST ES, DIE HANDHABEZEIT BEIM INDUSTRIEROBOTEREINSATZ ZU REDUZIEREN SOWIE EINEN BEITRAG ZUR SENKUNG VON AUSFALLZEITEN UND AUSSCHUSS BEI DER AUTOMATISCHEN TEILFERTIGUNG ZU LEISTEN. AUFGABE DER ERFINDUNG IST ES, EIN VERFAHREN UND EINE ANORDNUNG ZU ENTWICKELN, WOMIT DAS ERFASSEN UND BEWERTEN DER NEIGUNG VON EBENEN KOERPERFLAECHEN IN BEZUG AUF DIE ABWEICHUNG IN EINER ODER ZWEI ACHSEN DIESER KOERPERFLAECHEN VON DEN SOLLAGEN DIESER ACHSEN MOEGLICH IST. GELOEST WIRD DIE AUFGABE DADURCH, DASS MINDESTENS DREI WEGMESSSYSTEME, DIE SICH IN DEFINIERTER POSITION UND LAGE BEZUEGLICH EINES BEKANNTEN KOORDINATENSYSTEMS EINER POSITIONIEREINRICHTUNG BEFINDEN, AN EINER GEEIGNETEN HALTERUNG SO ANGEORDNET SIND, DASS SIE DIE NEIGUNG VON EBENEN KOERPERFLAECHEN ERFASSEN UND BEWERTEN KOENNEN. DIE ERFINDUNG KANN ANGEWENDET WERDEN BEI DER WERKZEUGMASCHINENBESCHICKUNG DURCH INDUSTRIEROBOTER.

Description

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Im Ausführungsbeispiel ist die Erfindung, bei der automatischen Handhabung von Werkstücken an einem Industrieroboter integriert.

Als Wegmeßsysteme sind drei berührende, induktive Taster 1 gleichen Typs eingesetzt.

Diese induktive Taster 1 sind am Ringgreifer 2 des Industrieroboters 8 an dessen um 120° versetzte Greifelemente 4 angeordnet

Die induktiven Taster 1 überragen in Richtung 3 des anzuführenden Werkstücks die Greifelemente 4 um mindestens die Länge ihres erforderlichen Meßbereiches 5.

Die rotationssymmetrischen Werkstücke 6 sind auf einer horizontalen Werkstückauflage 7 in Stirnlage oder in einer geeigneten Aufnahmevorrichtung positioniert. Die induktiven Taster 1 und die Werkstückauflage 7 befinden sich in definierter Lage und Position zu dem Koordinatensystem des Industrieroboters 8.

Die Aufgabe zum Erfassen und Bewerten des Fehlerfalles, Neigung der oberen Stirnfläche des Werkstücks 6 zur Werkzeugstückauflage 7 wird dadurch gelöst, daß der Ringgreifer 2 des Industrieroboters 8 auf das Werkstück 6 zubewegt wird. Dabei ist eine Stellung der Greifelemente 4 im Greifer 2 zu gewährleisten, die eine Berührung aller drei induktiven Taster 1 mit der zu prüfenden Werkstuckfläche im Verlauf der Prüfbewegung ermöglicht.

Ist im Verlauf der Prüfbewegung eine Stellung des Ringgreifers 2 zum Werkstück 6 erreicht, bei der alle induktiven Taster 1 die zu prüfende Werkstückfläche berühren, so wird diese Bewegung beendet und es erfolgt die Aufnahme und Bewertung der Meßwerte der induktiven Taster 1 über bekannte Schaltungstechnik und Auswerteeinrichtung, wie in Figur 4 dargestellt.

Das Ergebnis der Auswertung repräsentiert die Neigung der zu prüfenden Körperfläche in bezug zum Koordinatensystem des Industrieroboters 8.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Lösung dient der Sicherung der automatischen Handhabung von Werkstücken durch Handhabegeräte sowie der damit im Zusammenhang stehenden automatischen Werkstückbearbeitung.

Werkstücke 6 mit fehlerhafter Lage der Stirnfläche, in bezug zur Rotationsachse 9 des Werkstücks 6 können vor der automatischen Handhabung und Werkstückbearbeitung erkannt und bewertet werden.

Damit verbinden sich die Vorteile, daß fehlerhafte Werkstücke 6 durch den Industrieroboter 8 aussortiert werden können und daß erforderlichenfalls Einfluß auf das Bearbeitungsprogramm der Werkzeugmaschinen genommen wird, wodurch Folgeschäden an Werkzeugmaschinen, wie z. B. erhöhter Werkzeugverschluß und -bruch, vermeidbar werden.

Die Anordnung der induktiven Taster 1 an den Greifelementen 4 des Ringgreifers 2 mit einstellbarem Öffnungsverhältnis gestattet die Prüfung und Bewertung der genannten Werkstückmerkmale an Werkstücken 6 unterschiedlicher Durchmesser ohne manuellen Umrüstaufwand.

Weiterhin verbindet sich damit der Vorteil, daß zusätzliche Prüfeinrichtungen für diese Aufgabe nicht benötigt werden, wodurch sich der Materialaufwand gegenüber anderen Lösungen reduziert.

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Claims (3)

1. Verfahren zur Ermittlung der Neigung von Körperflächen in bezug auf die Abweichung in einer oder zwei Achsen dieser Körperflächen von den Sollagen dieser Achsen, besonders geeignet für die automatische Handhabung von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß drei Wegmeßsysteme vorrangig senkrecht das Meßobjekt anfahren und in einer Position, in der alle drei Wegmeßsysteme das Erreichen des Meßobjektes signalisieren, dienon diese Signale.einer Auswerteeinheit zur Erkennung der Neigung der zu messenden Körperfläche.

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Erfindungsansprüche:

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der zu prüfenden ebenen Körperfläche dadurch bestimmt wird, daß die erfaßten wegproportionalen Signale durch Auswerteelektronik in Relation zu dem bekannten Koordinatensystem gebracht werden.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Wegmeßsysteme um 120° versetzt an einer geeigneten Halterung angeordnet sind, die sich in einer definierten Lage und Position bezüglich des Koordinatensystems der Positioniereinrichtung befindet und daß die Meßwertaufnehmer die Halterung um mindestens die Größe ihres erforderlichen Meßbereiches überragen.

Hierzu eine Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Erfassen und Bewerten der Neigung von ebenen Körperflächen in bezug auf die Abweichung in einer oder zwei Achsen dieser Körperflächen von den Sollagen dieser Achsen. Die Anwendung betrifft vorrangig die automatische Handhabung von Werkstücken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der automatischen Handhabung von Werkstücken sind keine Verfahren bekannt, bei denen die Neigung von Körperflächen erfaßt und bewertet wird, im Zusammenhang mit dem Handhabegerät. Das Nichterkennen einer unzulässigen Neigung von Körperflächen kann zu Werkzeugbruch und Ausschuß bei der automatischen Werkstückbearbeitung führen.

Bei externen Meßeinrichtungen für die Erfassung von Werkstückmerkmalen bzw. -fehlem macht sich zusätzliche Handhabezeit erforderlich.

Aus dem Bereich der Meßtechnik sind Verfahren zum Erfassen und Bewerten der räumlichen Lage von Körperflächen bekannt, die bei der Bearbeitung prismatischer Werkstücke durch Werkzeugmaschinen angewendet werden und wo der Meßvorgang so erfolgt, daß ein im Werkzeugträger eingespanntes Wegmeßsystem mehrmals zur Meßwerterfassung an Werkstückflächen herangefahren wird, wobei das Wegmeßsystem in definierter Relation zum Koordinatensystem der Werkzeugmaschine steht.

Der Nachteil dieser Lösung liegt darin, daß für die Gewinnung der Meßwerte ein mehrmaliges Anfahren des Werkstückes erforderlich ist.

In OS 2602746 wird ein Verfahren zur Winkelmessung an Raumflächen, eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens sowie die Anwendung des Verfahrens zur Eichung der Vorrichtung vorgestellt.

Diese Lösung gestattet das Messen des Winkels nur eine Achse der zu messenden Körperfläche eines Prüflings in Relation zu einer Achse der Bezugsfläche dieses Prüflings.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zum Erfassung und Bewerten der Neigung von Körperflächen zu entwickeln, mit deren Hilfe insbesondere beim Industrierobotereinsatz die Handhabezeit reduziert wird sowie die Ausfallzeiten und der Ausschuß bei der automatischen Teilefertigung gesenkt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung fiegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Antastung, zur Erfassung und Bewertung der Neigungswinkel von ebenen Körperflächen zu schaffen, wobei die Abweichung dieser Körperflächen in einer oder zwei Achsen von der Sollage der Achsen in einem Meßvorgang ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß drei Wegmeßsysteme an einer geeigneten Halterung, die sich in einer definierten Lage und Position bezüglich des Koordinatensystems der Positioniereinrichtung befindet, angeordnet sind, die vorrangig senkrecht das Meßobjekt anfährt und in einer Position, in der alle 3 Wegmeßsysteme das Erreichen des Meßobjektes signalisieren, dienen diese Signale einer Auswerteeinheit zur Erkennung der Neigung der zu messenden Körperfläche. Die drei Wegmeßsysteme sind dabei um 120°versetzt an der Halterung angeordnet, wobei die Meßwertaufnehmer die Halterung um mindestens die Größe ihres erforderlichen Meßbereiches überragen.

Der Meßvorgang erfolgt in der Weise, daß die Halterung mit den Wegmeßsystemen aus einer Ausgangsstellung in Richtung der zu messenden Körperfläche verfahren wird. Diese Bewegung erfolgt so lange, bis alle Wegmeßsysteme die zu messende Körperfläche berühren und gültige Signale liefern, die jeweils einer Weginformation entsprechen bzw. bis mindestens ein Wegmeßsystem den zulässigen Meßbereich überfahren hat, ohne daß ein Fehlerfall ermittelt wurde. Über bekannte Schaltungstechniken und Auswerteinrichtungen erfolgt die Bewertung der Meßsignale, wodurch im Ergebnis die Lager der zu prüfenden Körperfläche in bezug zum Koordinatensystem der Positioniereinrichtung erkannt wird. Damit werden Abweichungen der Neigung der zu prüfenden Körperfläche in einer oder zwei Achsen festgestellt und stehen als Information für weitere Entscheidungen, z. B. in einem automatischen Produktionsprozeß, zur Verfügung. Es sind Prüfeinrichtungen denkbar, die automatisch durch Handhabegeräte mit Werkstücken beschickt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet die Einsparung der für derartige Prüfeinrichtungen notwendigen zusätzlichen Bewegungen des Handhabegerätes und damit eine Reduzierung der Handhabezeit.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Ringgreifer mit Anordnung der induktiven Taster

Fig.2: Greifelement mit induktivem Taster und dessen erforderlicher Meßbereich Fig.3: <3esamtübersicht der Anordnung

Fig.4: Blockschaltbild des Verfahrens

Fig. 1

Π д. 2

t д. 3

Fig. 4

Induktiver Taster

Umsetzung Weg/Spannung

Auswerte -Einrichtung