DD264882A1 - Verfahren zur selbstaendigen kompensation des werkzeugverschleisses beim einsatz von industrierobotern - Google Patents

Abstract

Verfahren zur selbstaendigen Kompensation des Werkzeugverschleisses beim Einsatz von Industrierobotern und Manipulatoren, vorzugsweise zum Beruecksichtigen des sich durch normalen Verschleiss verringernden Durchmessers rotierender Werkzeuge durch Positionskorrektur des Werkstueckes. Mit geringem Aufwand wird unter Anwendung bekannter Sensor- und Greiferloesungen ein Signal gewonnen, mit dem eine Feinkorrektur der Roboterbewegung vorgenommen wird. Damit werden der Verschleiss an rotierenden Werkzeugen verringert, der Bedienaufwand zum Werkzeugwechsel gesenkt und gleichmaessigere Arbeitsbedingungen erreicht. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbständigen Kompensation des Werkzeugverschleißes beim Einsatz von Industrierobotern und Manipulatoren.

Sie ist insbesondere dort vorteilhaft einsotzbar, wo der sich durch normalen Verschleiß verringernde Durchmesser rotierender Werkzeuge durch Positionskorrektur des Werkstücks berücksichtigt werden muß und höhere Laufzeiten technologischer Einheiten ohne manuellen Einrjriff gefordert sind, wie z. B. boim Industrieroboter-Schleifen und -Polieren rotationssymmetrischer Teile in werkstückführender Variante.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Rotierende Werkzeuge unterliegen während der Werkstückbearbeitung einem normalen Verschleiß wodurch sich ihr Durchmesser verringert.

ßbim Einsatz vor Industrierobotern 'ind Manipulatoren zum Bearbeiten von rotationssymmetrischen Teilen in werkstückführender Variante macht sich daher in gewissen Abständen eine Korrektur der Bearbeitungsposition des Robotergreifers notwendig.

Es ist bekannt, daß dei Zeitpunkt der Berührung vom rotierenden Werkzeug und vom festen Werkstück gemessen wird.

Einsatz finden z. B. Kraft-Momentsensoren (DE-OS 3406093, DD 221955 A1), die aber einen beträchtlichen konstruktiven und auswertungstechnischen Aufwand erfordern und nicht bei rotierenden Werkstücken eingesetzt werden können.

Weiter werden Motorstromsensoren eingesetzt, die den Motorstromanstieg bei der Berührung zwischen rotierendem Werkzeug und Werkstück auswerten (DE 3325946). Nachteilig ist dabei, daß für signifikante Sli omanstiege hohe Andruckkräfte erforricüch sind, die für verschiedene Einsatzfälle zu groß sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, den Bedienaufwand zur Bahnkorrektur eines Industrieroboters beim Bearbeiten von rotierenden Werkstücken mit rotierenden Werkzeugen und den Verschleiß von rotierenden Werkzeugen zu verringern, dadurch die Standzeiten der Werkzeuge zu erhöhen und somit den Bedienaufwand zum Werkzeugwechsel zu minimieren sowie höhere Laufzeiten des technolog. Prozesses ohne manuellen Eingriff zu erreichen und gleichmäßigere Arbeitsbedingungen zu sichern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist eine Lösung, die unter Verwendung bekannter Sensorlösungen mit geringen Andruckkräften in Verbindung mit dem Wegmeßsystem des Industrieroboters beim Bearbeiten von rotierenden rotationssymmetrischen Teilen mittels rotierender Werkzeuge die durch normalen Verschleiß des rotierenden Werkzeugs notwendige Bahnkorrektur in Abhängigkeit vom Werkzeugverschleiß selbständig vornimmt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das zu bearbeitende rotationssymmetrische Teil mittels eines bekannten drehbar gelagerten Industrierobotergreifers derart gegriffen wird, daß Symmetrieachse des zu bearbeitenden Teils und Drehachse des Greifers übereinstimmten. Am Greifer sind bekannte binäre Geber angeordnet, die pro Umdrehung des Greifers ein oder muhrere Signale abgeben.

Das zu bearbeitende und gegriffene Werkstück wird bei a nnähemdor Parallelität zwischen den Drehachsen des Greifers und des Werkzeugs durch den Industrieroboter zum rotierenden Werkzeug verfahren.

Wenn das rotierende Werkzeug und das zu bearbeitende Teil in Kontakt treten, beginnt der Greifer sich aufgrund der Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück zu drehen. Wird der Andruck des Teils an das Werkzeug durch den Industrieroboter vergrößert, steigt die Drehza.il des Industrierobotergreifers. Die von den binären Gebern am Greifer gelieferten Signale folgen daher in immer kürzeren Abständen aufeinander. Wenn ein bestimmter voreingestellter Wert des Signalabstandes unterschritten wird, unterbricht die Industrierobotersteuerung die Positionierbewegung, da die Bearbeitungsstellung erreicht

Aus dem Abstand zwischen der so erreichten Bearbeitungsposition und den bekannten Koordinaten der Werkzeugmitte kann der Werkzeugdurchmesser ermittelt und zim Steuern der Schnittgeschwindigkeit verwendet werden.

Der Bearbeitungspunkt kann von der Industrierobotersteuerunq gespeichert und beim nächsten Zyklus als Vorpunkt für die Positionierbewegung verwendet werden um Zeit zu sparen.

Durch ständiges Überwachen der Geberimpulse erfolgt bei relativ hohem Verschleiß eine adaptive Nachstellung während der Bearbeitung entsprechend obigem Prinzip.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erstmalig bei der Bearbeitung rotierender Werkstücke an rotierenden Werkzeugen eine selbständige Verschleißkompensation ermöglicht, wodurch der Verschleiß an rotierenden Werkzeugen und der Bedienaufwand erheblich gesenkt werden.

Ai'jführun{j3beisplel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiol erläutert

In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt:

Fig. 1: die Funktion des Verfahrens beim Polieren rotationssymmetrischer Teile mit Industrieroboter Fig.2: das schematische Zusammenwirken der beim Verfahren beteiligten Komponenten

Das zu bearbeitende rotationssymmetrische Teil 3 wird mittels eines bekannten drehbar gelagerten Industrierobotergreifers 4 derart gegriffen, daß Symmetrieachse des zu bearbeitenden Teils 3 und Drehachse dos Greifers 4 übereinstimmen.

Am Greifer 4 sind 2 binäre Geber 8 angeordnet, die pro Umdrehung des Greifers vier Impulse abgeben. Der Greifer 4 wird mit dem zu bearbeitenden Teil 3 durch den Industrieroboter 7 in Richtung der Pcliorschoiue 1 verfahren, wobei die Drehachsen des Greifers 4 und der Polierscheibe 1 annähernd parallel verlaufen.

Wenn der Greifer 4 mit dem Werkstück 3 die Polierscheibe 1 berührt, beginnt sich der Greifer 4, angetrieben durch die Polierscheibe 1, zu drehen und zwar um so schneller, je stärker der Andruck des Greifers 4 an die Polierscheibe 1 wird.

Die Abstände der von den binären Gebern 8 kommenden Impulse werden mittels der Sensorverarbeitungseinheit 9 gemessen.

Wenn die Abstände der Impulse einen . oreingestellten Wert unterschreiten, wird die Positionierbawegung des Industrieroboters 7 durch die Steuerung 10 in der Position 5 unterbrochen. Bei einer Polierscheibe 1 mit durch Verschleiß verringertem Durchmesser wird durch analoge Vorgehensweise die Position 6 erreicht, wodurch der Polierscheibenverschleiß kompensiert

Mit Hilfe des Wegmeßsystems des Industrieroboters 7 wird aus der Position 5 bzw. 6 und der bekannten Mitte die Polierscheibe 2 der Polierscheibendurchmesser ermittelt um einen notwendigen Polierscheibenwechsel zu melden.

• VT

Claims (3)

1. Verfahren zur selbständigen Kompensation des Werkzeugverschleißes be'rn Einsatz von Industrierobotern durch Gewinnung und Verarbeitung externer Signale mittels bekannter Sensorlösungen, indem an einem Rotationsgreifer ein oder mehrere binare Geber angeordnet sind, dia je Greifumdrehung ein oder mehrere Impulse liefern, dadurch gekennzeichnet, daß beim achsenparallelen Annähern des Greifers (4) mit Werkstück (3j on das rotierende Werkzeug (1) zum Zeitpunkt der Berührung aus den Geberimpulsen ein Signal gebildet wird, welches die IR-Steuerung (10) veranlaßt, die Positionierbewegung des Roboters (7) an der erreichten Bearbeitungsposition (6) zu unterbrechen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach der Unterbrechung der Positionierbewegung des Industrieroboters (7) während der Bearbeitung die Drehzahl des Rotationsgreifers (4) weiter überwacht wird und bei Unterschreiten eines einstellbaren Wertes infolge Werkzeugverschleißes eine diesen Verschleiß ausgleichende Nachstellbewegung durch die IR-Steuerung (10) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß unter Zuhilfenahme des Wegmeßsystems des Industrieroboters (7) bzw. Manipulators aus der Kenntnis der Raumkoordinaten der Werkzeugmitte (2) und der Koordinaten (6) des Greifers (4) bei Berührung zwischen Werkzeug (1) und Werkstück (3) aus dem Abstand dieser beiden Raumpunkte abzüglich des Teileradius dor Durchmesser des Werkzeugs (1) armittelbar ist.