DD232014A1

DD232014A1 - DRIVE-FREE TRANSPORT DEVICE FOR TAKING PREFERRED INDUSTRIAL ROBOTS

Info

Publication number: DD232014A1
Application number: DD26632784A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Kiese; Rainer Gallien; Guenther Hesse; Gerhard Schermer
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1986-01-15

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Positioniereinrichtung gekoppelten Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern. Ziel ist, einen wirtschaftlichen Aufbau von Arbeitsplaetzen fuer eine bedienungsarme, automatische Schweissfertigung zu schaffen. Nach der Aufgabe sollen im Zusammenwirken der Transporteinrichtung mit einer Positioniereinrichtung die zur Beschickung notwendigen Bewegungsablaeufe gewaehrleistet werden. Erfindungsgemaess ist eine in einer Ebene in drei Freiheitsgraden frei bewegliche, mit Luft- oder Fluidkissen ausgestattete Transportplattform angeordnet, die mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in koppelbarer Verbindung steht. Im Zentrum verfuegt die Transportplattform ueber ein Formstueck, das mit einer im Mittelpunkt der Transportplattform liegenden, trichterfoermig ausgebildeten Zentrierbohrung versehen ist, in die der Hauptbolzen der mit der programmgesteuerten Positioniereinrichtung verbundenen Koppelvorrichtung eingreift. Beim Anheben der Transportplattform steht eine im Formstueck befindliche Schraege mit einem Bolzen ueber ein Langloch im Eingriff. Fig. 1The invention relates to a coupled with a positioning conveyor for feeding preferably industrial robots. The aim is to create an economic construction of jobs for a low-maintenance, automatic welding production. After the task to be ensured in the interaction of the transport device with a positioning the necessary to load movement sequences. According to the invention, a transport platform, which is freely movable in one plane in three degrees of freedom and is equipped with air or fluid cushions, is arranged in a coupled connection with a program-controlled positioning device. In the center, the transport platform has a Formstueck, which is provided with a lying in the center of the transport platform, funnel-shaped center hole, in which engages the main pin connected to the program-controlled positioning device coupling device. When the transport platform is raised, a cross-section in the form piece is engaged with a bolt via a slot. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine antriebslose Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern, die in einer Ebene für mehrere Freiheitsgrade frei beweglich ist und unter Zuhilfenahme einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in diezur Bearbeitung und Beschickung mit Werkstücken erforderliche Position geführt werden kann, und die nach dem Trennen von der Positioniereinrichtung selbsttätig eine stabile Lage einnimmt.The invention relates to a non-driven transport device for feeding preferably industrial robots, which is freely movable in a plane for several degrees of freedom and can be performed with the aid of a program-controlled positioning in the position required for processing and loading of workpieces, and automatically after separation from the positioning device a stable position.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, programmierbare Positioniereinrichtungen zum Schweißen, Montieren und teilweise auch zum Beschicken von Industrie- und Schweißrobotern einzusetzen. Ein markantes Beispiel hierzu ist der in der DD-PS 157045 dargelegte selbstbeschickende Schweißroboter. Dabei sind die erforderlichen Greif- und Schweißwerkzeuge an der Positioniereinrichtung montiert und werden durch die in die erforderlichen Arbeitspositionen gebracht. Die zum Schweißen erforderlichen Werkstückbewegungen werden durch Manipulatoren ausgeführt, die ebenfalls programmgesteuert sind und für jede Bewegungsachse die entsprechenden Antriebe und Wegmeßsysteme haben. Darin und in der Tatsache, daß bei solchen Einrichtungen alle Bewegungsabläufe nacheinander ablaufen, liegt der Nachteil derartiger Geräte.It is known to use programmable positioning for welding, mounting and sometimes also for feeding industrial and welding robots. A striking example of this is the Selbstbeschickende welding robot set forth in DD-PS 157045. The required gripping and welding tools are mounted on the positioning device and are brought by the in the required working positions. The workpiece movements required for welding are carried out by manipulators which are also program-controlled and have the corresponding drives and position measuring systems for each axis of movement. In this and in the fact that in such facilities all movements run sequentially, the disadvantage of such devices.

Bei anderen bekannten Einrichtungen laufen zwar die Operationen wie Beschicken, Montieren und Schweißen parallel ab, wobei dies allerdings nur durch den Einsatz einer aufwendigen Technik, vorzugsweise durch zwei oder mehrere Positioniereinrichtungen, erreicht wird. Hinzu kommen die für den Werkstücktransport erforderlichen peripheren Einrichtungen, die ebenfalls sehr aufwendig sind. Bekannt sind auch Lösungen, bei denen die Bewegungsabläufe des Werkstückmanipulators durch eine Positioniereinrichtung, wie zu diesem Zweck mit dem Werkstückmanipulator in Wirkverbindung gebracht wird, ausgeführt werden. Bei dieser Lösung sind die einzelnen Bewegungen des Werkstückmanipulators zwar antriebslos, der Nachteil besteht jedoch darin, daß immer nur eine Achse durch die Positioniereinrichtung bewegt werden kann, während die anderen durch eine spezielle Klemmeinrichtung blockiert werden müssen. Dadurch werden die Hilfszeiten erhöht. Weiterhin sind die einzelnen Bewegungsachsen mit entsprechenden Führungs- und Lagerelementen ausgestattet, die das Bewegen in mehreren Achsen gleichzeitig unmöglich machen.In other known devices, although the operations such as loading, mounting and welding run in parallel, but this is only by the use of a complex technology, preferably by two or more positioning devices, is achieved. Added to this are the peripheral devices required for workpiece transport, which are also very expensive. Also known are solutions in which the movement sequences of the workpiece manipulator are performed by a positioning device, as is brought into operative connection with the workpiece manipulator for this purpose. In this solution, the individual movements of the workpiece manipulator are indeed unpowered, the disadvantage is that only one axis can be moved through the positioning, while the other must be blocked by a special clamping device. This increases the auxiliary times. Furthermore, the individual movement axes are equipped with corresponding guide and bearing elements that make moving in multiple axes simultaneously impossible.

Aus der Literatur sind auch Transporteinrichtungen bekannt, die mit Hilfe von Luft- oder Fluidkissen bewegt werden. Solche Einrichtungen werden meist zum Transport von schweren Lasten eingesetzt. In derZeitschrift Maschinenmarkt 89 (1983) 64 wird u. a. ein luftgelagerter Drehtisch beschrieben, der in Verbindung mit einem Industrieroboter eingesetzt werden kann und eine genaue Positionierung der zu bearbeitenden Werkstücke ermöglicht. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß sie nur eine Bewegungsachse haben und einen entsprechenden genauen Taktdrehantrieb sowie mit einer zusätzlichen anspruchsvollen Steuerung ausgerüstet sind. Faktoren, die sich vor allem in sehr hohen Investitionskosten ausdrucken. Andere Transporteinrichtungen, die zwar ebenfalls auf Luftkissenbasis arbeiten, können in jeder Richtung frei bewegt werden, sind jedoch auch mit aufwendigen Antrieben und frei programmierbaren Steuerungen ausgestattet.The literature also discloses transport devices which are moved by means of air or fluid cushions. Such devices are mostly used for transporting heavy loads. In the journal Maschinenmarkt 89 (1983) 64 u. a. described an air bearing rotary table, which can be used in conjunction with an industrial robot and allows accurate positioning of the workpieces to be machined. The disadvantage of this device is that they have only one axis of motion and a corresponding exact clock rotary drive and are equipped with an additional sophisticated control. Factors that are mainly expressed in very high investment costs. Other transport devices, which also operate on an air cushion basis, can be moved freely in any direction, but are also equipped with complex drives and freely programmable controls.

Object of the invention

Durch die Erfindung ist eine antriebslose, in mehreren Richtungen freibewegliche Transporteinrichtung zur Beschickung und Positionierung von Werkstücken im Arbeitsbereich vorzugsweise eines Industrieroboters zu schaffen, die einen wirtschaftlichen Aufbau von Arbeitsplätzen für eine bedienungsarme, automatisierte Schweißfertigung ermöglicht.The invention provides a non-driven, freely movable in several directions transport device for loading and positioning of workpieces in the work area preferably an industrial robot to create, which allows economical construction of jobs for a low-maintenance, automated welding production.

The essence of the invention

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine antriebsiose Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern zu entwickeln, wobei diese unter Verzicht eines gerätetechnischen Aufwandes so zu gestalten ist, daß im Zusammenwirken mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung die zur Beschickung notwendigen Bewegungsabläufe gewährleistet werden.The invention is therefore based on the object to develop a drive-transporting device for feeding preferably industrial robots, which is waiving waiving a technical equipment expense so that the necessary for the movement sequences are ensured in cooperation with a program-controlled positioning.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Auf nähme der zu bearbeitenden Bauteile eine antriebslose, in einer Ebene in drei Freiheitsgraden frei bewegliche und vorzugsweise mit mindestens drei Luft- oder Fluidkissen ausgestattete Transportplattform angeordnet ist, die mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in koppelbarer Verbindung steht und die Transportplattform in ihrem Zentrum über ein Formstück verfügt, das mit einer im Mittelpunkt der Transportplattform liegenden, trichterförmig ausgebildeten Zentrierbohrung versehen ist, in die der Hauptbolzen der mit der programmgesteuerten Positioniereinrichtung verbundenen Koppelvorrichtung eingreift, und daß im Zusammenwirken einer im Formstück befindlichen Schräge mit dem Bolzen über ein Langloch das Anheben der Transportplattform in Verbindung mit dem Luft-oder Fluidkissen bewirkbar ist.According to the invention, the object is achieved in that at least to the components to be machined a non-driven, in a plane in three degrees of freedom freely movable and preferably with at least three air or fluid cushion equipped transport platform is arranged, which communicates with a program-controlled positioning in a couplable connection and the transport platform in its center has a shaped piece which is provided with a centrally located in the transport platform, funnel-shaped center hole, in which engages the main pin connected to the program-controlled positioning device coupling device, and that in cooperation of a fitting located in the bevel with the bolt via a slot lifting the transport platform in conjunction with the air or fluid cushion is effected.

Bei dem Gegenstand der Erfindung handelt es sich somit um eine mit Luft- und Fluidkissen ausgestattete Transportplattform, die zwecks Bewegung in einen schwebenden Zustand versetzt wird. In diesem Zustand wird die Transportplattform über eine spezielle Koppelvorrichtung mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in Wirkverbindung gebracht, und kann somit in diefür die Bearbeitung der Werkstücke erforderlichen Positionen im Arbeitsbereich der Positioniereinrichtung gebracht werden. Die Wahl des Angriffspunktes dieser Koppelvorrichtung an der Transportplattform gestattet es, definierte Bewegungen in drei Freiheitsgraden ausführen zu können, wobei je nach Bedarf diese Bewegung in einer Achse oder in allen Achsen gleichzeitig ausgeführt werden können. Die Genauigkeit der erreichten Positionen wird durch die Positioniereinrichtung bestimmt, die andererseits auch die erforderlichen Werkzeuge zur Bearbeitung der Werkstücke trägt. Damit wird gewährleistet, daß die Positioniergenauigkeit für die Bearbeitung, beispielsweise das Schweißen der Werkstücke, in jedem Fall ausreichend ist. Dazu ist zum Koppeln der Wirkverbindung eine trichterförmige Zentrierbohrung im Zentrum der Transportplattform angeordnet, in die ein Bolzen eingreift. Die Grobkoordinaten zum Finden der Bohrung werden durch die Positioniereinrichtung vorgegeben. Die eigentliche Wirkverbindung zwischen Positioniereinrichtung und der Transportplattform wird dann durch das Anheben dieser mit Hilfe der Luft- oder Fluidkissen erreicht, wobei gleichzeitig die exakte Fixierung der Transportplattform selbsttätig erfolgt. Nach Erreichen der geforderten Position der Transportplattform wird durch Entspannen der Luft- oder Fluidkissen die Transportplattform auf eine feste Unterlage abgesenkt und die Wirkverbindung zur Positioniereinrichtung wird getrennt. Damit nimmt die Transportplattform mit den Aufnahmevorrichtungen für die Werkstücke eine für die weitere Bearbeitung dieser Werkstücke erforderliche stabile Lage ein.The subject of the invention is thus a transport platform equipped with air and fluid cushions, which is set in a floating state for the purpose of movement. In this state, the transport platform is brought into operative connection with a program-controlled positioning device via a special coupling device, and thus can be brought into the positions required for machining the workpieces in the working area of the positioning device. The choice of the point of application of this coupling device on the transport platform makes it possible to perform defined movements in three degrees of freedom, with this movement in one axis or in all axes can be performed simultaneously as needed. The accuracy of the positions reached is determined by the positioning, on the other hand, also carries the necessary tools for machining the workpieces. This ensures that the positioning accuracy for the machining, for example, the welding of the workpieces, in any case is sufficient. For this purpose, a funnel-shaped centering hole in the center of the transport platform is arranged for coupling the operative connection, in which a bolt engages. The coarse coordinates for finding the hole are specified by the positioning device. The actual operative connection between the positioning device and the transport platform is then achieved by lifting this with the help of the air or fluid cushion, at the same time the exact fixation of the transport platform is done automatically. After reaching the required position of the transport platform, the transport platform is lowered by relaxing the air or fluid cushion on a solid surface and the operative connection to the positioning device is disconnected. Thus, the transport platform with the receiving devices for the workpieces takes a required for further processing of these workpieces stable position.

Der Rahmen der Erfindung wird nicht verlassen, wenn die Transportplattform an Stelle der Luft- oder Fluidkissen mit in allen Richtungen beweglichen Rollen ausgerüstet wird, wobei die erforderliche Wirkverbindung zwischen der Transportplattform und der programmgesteuerten Positioniereinrichtung durch Absenken der Z-Koordinate erfolgt. Nach dem Trennen der Wirkverbindung wird die stabile Lage der Transportplattform mittels Magneten hergestellt.The scope of the invention is not abandoned when the transport platform is equipped in place of the air or fluid cushions with rollers movable in all directions, wherein the required operative connection between the transport platform and the program-controlled positioning by lowering the Z coordinate takes place. After separation of the active compound, the stable position of the transport platform is produced by means of magnets.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: Gesamtansicht der AnlageFig. 1: Overall view of the system

Fig.2: Schnittdarstellung der Koppelstelle2 shows a sectional view of the coupling point

Fig.3: Draufsicht der Koppelstelle3: top view of the coupling point

Der Grundaufbau der Gesamtanlage gemäß Fig. 1 besteht aus der antriebslosen Transportplattform 1 und der programmgesteuerten Positioniereinrichtung 2, die mit Hilfe der Koppelvorrichtung 3 in Wirkverbindung gebracht werden, um die Transportplattform 1 im Arbeitsbereich 4 der Positioniereinrichtung 2 in drei Freiheitsgraden zu bewegen. Die spezielle Koppelvorrichtung 3 gemäß Fig. 2 und 3 hat hierbei die Aufgabe, die Wirkverbindung zwischen der Positioniereinrichtung 2 und der Transportplattform 1 derart herzustellen, daß die Transportplattform 1 genau auf Rotationsachse 5 der Positioniereinrichtung 2 fixiert und die programmierten Bewegungsabläufe exakt eingehalten werden.1 consists of the non-powered transport platform 1 and the program-controlled positioning device 2, which are brought into operative connection with the aid of the coupling device 3 to move the transport platform 1 in the working area 4 of the positioning device 2 in three degrees of freedom. The special coupling device 3 according to FIGS. 2 and 3 has the task of producing the operative connection between the positioning device 2 and the transport platform 1 in such a way that the transport platform 1 is fixed precisely on the axis of rotation 5 of the positioning device 2 and the programmed movements are exactly maintained.

Während dieser Bewegungsabläufe wird die Transportplattform 1 mit Hilfe von Luft-oder Fluidkissen 6 in einen Schwebezustand gehalten, so daß die Reibung zwischen der Transportplattform 1 und der Unterlage sehr gering ist und somit keine großen Antriebskräfte durch Positioniereinrichtung 2 benötigt werden. Zur Kopplung ist in die Transportplattform 1 ein Formstück 7 so eingepreßt, daß dessen trichterförmige Zentrierbohrung 8 im Mittelpunkt der Transportplattform 1 liegt. In diese Zentrierbohrung 8 greift der Hauptbolzen 9 der Koppel vorrichtung 3 ein und zentriert die Transportplattform 1 grob auf die Rotationsachse 5, wobei die hierzu erforderlichen Bewegungsabläufe durch die Positioniereinrichtung 2 programmiert sind.During these movements, the transport platform 1 is held by means of air or fluid cushion 6 in a floating state, so that the friction between the transport platform 1 and the pad is very low and thus no large driving forces required by positioning device 2. For coupling a molding 7 is so pressed into the transport platform 1, that its funnel-shaped centering hole 8 in the center of the transport platform 1 is located. In this center hole 8, the main pin 9 engages the coupling device 3 and centered the transport platform 1 roughly on the axis of rotation 5, wherein the movements required for this purpose are programmed by the positioning device 2.

Anschließend wird durch die Luft- oder Fluidkissen 6 die Transportplattform 1 soweit angehoben, daß der Bolzen 10 der Koppelvorrichtung 3 mit der Schräge 11 des Formstückes 7 in Wirkverbindung kommt und schließlich bei abgeschlossenem Hub in das Langloch 12 einrastet, wobei die hierzu erforderliche Positionierbewegung durch die freischwebende Transportplattform 1 erfolgt. Damit ist eine formschlüssige und exakte Wirkverbindung zwischen Positioniereinrichtung 2 und Transportplattform 1 hergestellt, und die erforderlichen Bewegungsabläufe können eingeleitet werden.Subsequently, by the air or fluid cushion 6, the transport platform 1 is raised so far that the bolt 10 of the coupling device 3 comes into operative connection with the slope 11 of the molding 7 and finally engages with a completed stroke in the slot 12, wherein the required positioning movement through the free-floating transport platform 1 takes place. In order for a positive and exact operative connection between the positioning device 2 and transport platform 1 is made, and the required movements can be initiated.

Claims

-1- 663 27

Invention claim:

1. Driveless transport device for feeding preferably industrial robots, which is freely movable in a plane for several degrees of freedom and is guided with the aid of a program-controlled positioning in the required position for machining and loading workpieces, characterized in that for receiving the components to be machined non-driven, in a plane in three degrees of freedom freely movable and preferably with at least three air or fluid cushion (6) equipped transport platform (1) is arranged, which communicates with a program-controlled positioning device (2) and the transport platform (1) in their Center has a shaped piece (7) which is provided with a in the center of the transport platform (1), funnel-shaped centering bore (8) into which the main pin (9) of the program-controlled positioning device (2) coupled Koppelvorri 3 engages, and that when lifting the transport platform (1) located in the fitting (7) bevel (11) with a bolt (10) via a slot (12) is engaged.

2. Drive-less transport device for feeding preferably industrial robots according to item 1, characterized in that the transport platform (1) is equipped in place of the air or fluid cushion with rollers movable in all directions, wherein the transport platform (1) and the program-controlled positioning device (2 ) is in operative connection with the lowerable Z coordinate.

3. Driveless transport device for feeding preferably industrial robots according to item 1 and 2, characterized in that for the production of the stable position of the transport platform (1) magnets are arranged.

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