DD260889A1

DD260889A1 - ARRANGEMENT FOR COLLISION PROTECTION ON INDUSTRIAL ROBOTS

Info

Publication number: DD260889A1
Application number: DD30409287A
Authority: DD
Inventors: Gerald Geissler; Karsten Peper; Rainer Marsch; Manfred Paasch
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1988-10-12

Abstract

Zur Ausfuehrung manipulatorischer Vorgaenge mittels Industrierobotern, wie z. B. Schweissrobotern, Farbspritzrobotern, in deren Arbeitsbereich Kollisionen des Effektors mit der Peripherie u. ae. auftreten koennen ist, im Falle einer Kollision die Trennung des Effektors vom Handgelenk des Industrieroboters und gleichzeitig die Bereitstellung eines Signals zur Unterbrechung der Arbeitsaufgabe des Industrieroboters zu gewaehrleisten. Erfingungsgemaess ist der Effektor 10 mit elektrisch leitendem Ueberzug versehenen keramischen Sollbruchelementen 5 am Handgelenk 1 des Industrieroboters in an sich bekannter Weise derart angeordnet, dass diese bei Kollision im Arbeitsbereich als Sollbruchstelle fungieren und gleichzeitig mittels einer UND-Verknuepfung dieser Sollbruchstelle die Stromversorgung 9 unterbricht. Fig. 1To perform manipulatory Vorgerenge by means of industrial robots such. As welding robots, paint spraying robots, in their work area collisions of the effector with the periphery u. ae. can occur in the event of a collision to ensure the separation of the effector from the wrist of the industrial robot and at the same time the provision of a signal to interrupt the work task of the industrial robot. Erfingungsgemaess the effector 10 is provided with electrically conductive coating ceramic predetermined breaking elements 5 on the wrist 1 of the industrial robot in a conventional manner such that they act as collision in the work area as a predetermined breaking point and at the same time interrupts the power supply 9 by means of an AND-linking this predetermined breaking point. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kollisionsschutz an Industrierobotern, insbesondere zur Ausführung manipulatorischer Vorgänge.The invention relates to an arrangement for collision protection on industrial robots, in particular for the execution of manipulative processes.

Characteristic of the known technical solution

Es ist bekannt, zum Zwecke des Kollisionsschutzes Vorrichtungen einzusetzen (DE-OS 3310193), die nach einer definierten Deformation des zwischen Manipulator und Effektor (z. B. Schweißbrenner) befindlichen elastischen Elements einen elektrischen Schaltkontakt auslösen, durch den die Antriebe des Manipulators abgeschaltet und gebremst werden.It is known to use for the purpose of collision protection devices (DE-OS 3310193), which trigger after a defined deformation of the present between the manipulator and effector (eg welding torch) elastic element an electrical switching contact, shut down by the drives of the manipulator and be slowed down.

Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß der elektrische Schaltvorgang nicht unmittelbar bei Kollision erfolgt, sondern zunächst eine definierte Verformung des elastischen Elements vonstatten gehen muß. Der Bremsvorgang kann somit erst nach Verformung des elastischen Elements eingeleitet werden. Die mögliche Auslenkung des elastischen Elements, das den Effektor vor einer Zerstörung durch Kollision bewahrt, verminderte somit um den Wert des Weges, der zur Auslösung des elektrischen Schaltvorganges erforderlich ist. Wird der Wert des Weges der möglichen Auslenkung überschritten, kommt es zur bleibenden Lageveränderung des Effektors und somit wird eine Korrektur des gespeicherten Bewegungsprogrammes erforderlich oder der Effektor wird zerstört. Dieses elastische Element hat zwei gegenläufige Forderungen zu genügen. Einerseits muß es über eine solche Steife verfügen, daß infolge des Gewichts des Effektors und möglicher Versorgungsleitungen, z. B.The disadvantage of these devices is that the electrical switching operation does not take place immediately upon collision, but first a defined deformation of the elastic element must take place. The braking process can thus be initiated only after deformation of the elastic element. The possible deflection of the elastic element, which prevents the effector from collision damage, thus reduced by the value of the path that is required to trigger the electrical switching process. If the value of the path of the possible deflection is exceeded, it comes to a permanent change in position of the effector and thus a correction of the stored movement program is required or the effector is destroyed. This elastic element has two opposing requirements to meet. On the one hand, it must have such a stiffness that due to the weight of the effector and possible supply lines, for. B.

Schlauchpaket, der Effektor nicht unzulässig ausgelenkt wird.Hose package, the effector is not unduly deflected.

Andererseits muß das elastische Element über eine Elastizität verfügen, daß der Effektor bei Kollision ohne bleibende Verformung ausgelenkt wird.On the other hand, the elastic member must have an elasticity that the effector is deflected in collision without permanent deformation.

Weiterhin ist bekannt, zum Zwecke des Kollisionsschutzes Vorrichtungen einzusetzen, die derart wirken, daß der Effektor des Manipulators und peripherer Einrichtungen unterschiedliches Spannungspotential besitzen und ein durch Kollision erzeugtes elektrisches Signal zum Abschalten und Bremsen der Antriebsmotore verwendet wird und die Auslenkung des Effektors bei Kollision durch ein elastisches Element kompensiert wird.Furthermore, it is known to use for the purpose of collision protection devices that act so that the effector of the manipulator and peripheral devices have different voltage potential and a generated by collision electrical signal for switching off and braking the drive motors is used and the deflection of the effector in collision by a elastic element is compensated.

Ebenfalls ist bekannt, daß ein solches Signal zur Trennung des Effektors vom Manipulator mittels Magnetkupplung verwendetIt is also known that such a signal is used to separate the effector from the manipulator by means of magnetic coupling

Object of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, den Effektor eines Industrieroboters bei Kollision vor Zerstörung oder bleibender Lageänderung durch Deformation zu schützen.It is an object of the invention to protect the effector of an industrial robot in case of collision from destruction or permanent change in position by deformation.

Essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, den Effektor bei Kollision durch Trennen vom Manipulator eines Industrieroboters zu schützen und durch geeignete Mittel den Effektor am Manipulator reproduzierbar anzukoppeln.The object of the invention is to protect the effector in the event of a collision by separating it from the manipulator of an industrial robot and to connect the effector to the manipulator in a reproducible manner by suitable means.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Effektor mittels keramischer Stäbe, welche mit leitendem Material beschichtet sind in bekannter Weise am Manipulator derart angeordnet ist, daß diese bei Kollision im Arbeitsbereich als Sollbruchstelle fungieren und gleichzeitig durch eine UNDverknüpfung dieser Sollbruchteile die Stromzufuhr unterbrechen.According to the invention, the object is achieved in that the effector by means of ceramic rods, which are coated with conductive material in a known manner on the manipulator is arranged such that they act as collision in the work area as a predetermined breaking point and simultaneously interrupt the power supply by ANDing these predetermined breaking parts.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Figuren haben folgende Bedeutung:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The associated figures have the following meaning:

- ί - £DU OO3- ί - £ DU OO3

Fig. 1 Prinzipdarstellung eines MAG-Schweißroboters mit dazugehöriger Peripherie und dem Kollisionsschutz Fig.2 Darstellung des KollisionsschutzesFig. 1 Schematic representation of a MAG welding robot with associated peripherals and the collision protection Fig.2 illustration of the collision protection

Gemäß Fig. 1 ist zwischen dem Handgelenk 1 und der Schweißbrenneraufnahme 2 des MAG-Schweißroboters die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kollisionsschutz angeordnet. Im Falle einer Kollision wirken die mit elektrisch leitendem Überzug versehenen keramischen Elemente als Sollbruchelemente 5 und geben gleichzeitig über eine Auswerteeinheit 7 ein Signal an die Robotersteuerung 8, welches ein Stillstand des MAG-Schweißroboters durch Abschalten der Antriebe und Betätigen der Bremsen bewirkt. Das von der Auswerteeinheit 7 ausgehende Signal wird außerdem zur Unterbrechung der Stromversorgung 9 für das Schweißgerät genutzt. Eine Fangvorrichtung 6 verhindert das Herunterfallen und damit verbundene mögliche Deformationen des Effektors 10. Die Reproduzierbarkeit der Ankupplung des Effektors 10 ist durch eine eindeutige Lagefixierung der Sollbruchelemente 5 gewährleistet.According to FIG. 1, the device according to the invention for collision protection is arranged between the wrist 1 and the welding torch receptacle 2 of the MAG welding robot. In the event of a collision, provided with electrically conductive coating ceramic elements act as predetermined breaking elements 5 and simultaneously via an evaluation unit 7, a signal to the robot controller 8, which causes a standstill of the MAG welding robot by switching off the drives and actuation of the brakes. The outgoing from the evaluation unit 7 signal is also used to interrupt the power supply 9 for the welding machine. A catching device 6 prevents falling and possible deformations of the effector 10. The reproducibility of the coupling of the effector 10 is ensured by a clear positional fixation of the predetermined breaking elements 5.

Nach Fig. 2 besteht der Kollisionsschutz im einzelnen aus elektrische nichtleitenden Aufnahmeteilen 3, elektrisch leitenden Befestigungselementen 4 und mit leitendem Überzug versehenden, aus keramischem Werkstoff bestehenden Sollbruchelementen 5, welche mittels einer U ND-Verknüpfung miteinander verbunden und Bestandteile des Steuerstromkreises sind, sowie aus einer Fangvorrichtung 6.According to Fig. 2, the collision protection consists in detail of electrical non-conductive receiving parts 3, electrically conductive fasteners 4 and provided with conductive coating, consisting of ceramic material predetermined breaking elements 5, which are interconnected by means of a U ND linkage and components of the control circuit, and from a Safety catch 6.

Claims

Arrangement for collision protection on industrial robots in order to ensure in the event of a collision the separation of an effector from the wrist of the industrial robot and at the same time providing a signal to interrupt the work task of the industrial robot and the welder, characterized in that the effector (10) with electrically conductive coating provided ceramic predetermined breaking elements (5) on the wrist (1) of the industrial robot in a conventional manner is arranged such that they act as collision fracture in the work area as predetermined fractions and at the same time by means of an AND operation of this predetermined breaking point, the power supply (9) interrupts.

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