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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fertigungsroboter mit
einer werkzeugtragenden Plattform mit ersten, ortsfest und zweiten,
beweglich an der Plattform angebrachten Saugnäpfen zur Befestigung der Plattform
an einem Werkstück.
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Ein
gattungsgemäßer Fertigungsroboter
ist aus der Schrift
US 5,468,099 bekannt.
Auf der dort offenbarten Plattform ist als Bearbeitungswerkzeug ein
Bohrer angebracht, der in der Lage ist, positionsgenaue Löcher in
die unter dem Fertigungsroboter liegenden Werkstücke einzubringen. Bei einem
Bearbeitungsvorgang – im
Ausführungsbeispiel
Bohren – wird
die Plattform durch Saugnäpfe,
die ortsfest an der Unterseite der Plattform befestigt sind, auf
dem darunter liegenden Werkstück
gehalten.
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Um
sich nach einem abgeschlossenen Bearbeitungsvorgang in eine neue
Position bewegen zu können,
in der das Bearbeitungswerkzeug den nächsten Bearbeitungsvorgang
durchführen
kann, verfügt
die Plattform über
einen Bewegungsmechanismus. Die Fähigkeit, sich von einem Punkt
A zu einem anderen Punkt B zu bewegen, resultiert daraus, daß die Plattform
auf Schienen in einer linearen Bewegung verschieblich in einem Rahmen
angeordnet ist. Dadurch, daß der
Rahmen selbst in einem Ring gehalten ist, gegenüber dem der Rahmen mit einer Rotationsbewegung
mittels eines Motors in jede Richtung drehbar ist, kann die Bewegungsrichtung der
linearen Verlagerung der Plattform durch eine passende Einstellung
des Rahmens innerhalb des Ringes präzise in jede beliebige Richtung
eingestellt werden.
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Damit
die Plattform mit den auf der Unterseite angeordneten Saugnäpfen problemlos
und präzise über das
Werkstück
bewegt werden kann, befinden sich am Ring ausfahrbare Saugnäpfe, die
während einer
linearen Bewegung der Plattform den Ring, den Rahmen und die Plattform
auf dem Werkstück
abstützen.
Ist die lineare Bewegung der Plattform beendet, werden die ringseitigen
Saugnäpfe
eingefahren, und die der Plattform ortsfest zugeordneten Saugnäpfe können sich
wieder auf der Oberfläche
des Werkstückes
festsaugen. Die ringseitigen Saugnäpfe sind über die Drehbarkeit des Ringes
gegenüber
dem Rahmen beweglich an der Plattform angebracht.
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Der
Nachteil des vorbekannten Schreitsystems ist darin zu sehen, daß nur Bewegungen
mit geringen Geschwindigkeiten möglich
sind. Wurde die Plattform für
eine Bewegung von einem Plattformende zum nächsten Plattformende bewegt,
und soll die Bewegung des Fertigungsroboters in die eingeschlagene
Richtung fortgesetzt werden, so muß die Plattform vor einer weiteren
Bewegung zunächst
wieder auf die gegenüberliegende
Seite der Schienen zurückgeführt werden,
um die Bewegung fortsetzen zu können.
Da die Abmessungen des Fertigungsroboters möglichst kompakt gehalten werden
sollten, sind jeweils nur kurze Hubwege möglich. Durch die bei längeren Wegstrecken
häufig
erforderliche Rückstellung
der Plattform entstehen lange Wartezeiten, in denen der Fertigungsroboter
nicht arbeiten kann. Durch die geringe Bewegungsgeschwindigkeit
des vorbekannten Fertigungsroboters wird also dessen Effizienz nachteilig
beeinflußt.
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Ein
weiteres Problem der vorbekannten Bewegungstechnik ist darin zu
sehen, daß die
Kombination aus einer waagerechten Quer- und einer Drehbewegung
nur auf annähernd
planen Oberflächen
von Werkstücken
verwendbar ist. Soll der vorbekannte Fertigungsroboter auf unebenen
Oberflächen
von Werkstücken
eingesetzt werden, entsteht das Risiko, daß dieser abrutscht oder über die
Saugnäpfe
nicht mehr in einer eindeutigen Position positionierbar ist. Damit
ist der vorbekannte Fertigungsroboter auf unebenen Werkstückoberflächen nicht
einsetzbar.
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Demgemäß ist es
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fertigungsroboter
zu schaffen, der schnell beweglich auch auf unebenen Oberflächen von
Werkstücken
einsetzbar ist.
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Die
Aufgabe wird für
einen gattungsgemäßen Fertigungsroboter
gelöst,
indem der Fertigungsroboter zumindest zwei zweite, jeweils über einen
gesteuert beweglichen Gelenkarm mit der Plattform verbundene Saugnäpfe aufweist.
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Durch
zumindest zwei Saugnäpfe,
die über jeweils
einen gesteuert beweglichen Gelenkarm mit der Plattform verbunden
sind, ist es möglich,
den Fertigungsroboter mit einer größeren Geschwindigkeit zu bewegen.
Insbesondere können
die gesteuert beweglichen Gelenkarme leichter an eine unebene Oberflächenkontur
des Werkstückes,
auf dem der Fertigungsroboter bewegt wird, angepaßt werden.
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Ein
Gelenkarm kann Reichweiten zwischen 100 und 1000 mm haben. Dabei
können
die Gelenkarme sehr leicht gebaut werden, so daß bei einer Bewegung des Gelenkarmes
nur sehr geringe Massen beschleunigt und abgebremst werden müssen. Demgemäß können die
entsprechenden Antriebs- und Bremskomponenten vergleichsweise klein
ausgelegt werden. Trotz der größeren Beweglichkeit
des erfindungsgemäß ausgestatteten
Fertigungsroboters steigt dessen Baugewicht kaum an.
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Für die Herstellung
der Gelenkarme können bewährte und
funktionssichere Bauteile verwendet werden, deren Kosten sich in
vertretbaren Grenzen halten. Die Steuerung der beweglichen Gelenkarme kann
durch eine Elektronik erfolgen, die die erforderlichen Meß-, Steuerungs-
bzw. Regelungsvorgänge mittels
einer geeigneten Software ausführt.
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In
der Erfindung werden ausdrücklich
Saugnäpfe
als Elemente zur Befestigung des Fertigungsroboters auf dem Werkstück angesprochen,
an Stelle von Saugnäpfen
können
natürlich
auch andere funktionsadäquate
Befestigungselemente eingesetzt werden, wie beispielsweise schaltbare
Elektromagneten, über
die ein Fertigungsroboter auf magnetischen Werkstücken in
einer Position befestigbar ist.
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Weitere
Details der Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen lassen
sich der nachfolgenden gegenständlichen
Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Merkmalen der Unteransprüche entnehmen.
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Die
Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1:
einen Fertigungsroboter aus einer Ansicht von oben und
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2:
eine Querschnittsansicht auf einen Fertigungsroboter von der Seite.
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In 1 ist
schematisch ein Fertigungsroboter 2 gezeigt, der über eine
Plattform 4 verfügt.
Die Plattform 4 muß nicht
notwendigerweise eben ausgeführt
sein, sondern kann eine beliebige geometrische Gestaltung aufweisen.
Mit dem Begriff der Plattform 4 ist der Raumkörper gemeint,
auf dem ein Bearbeitungswerkzeug 22 angeordnet ist, oder
die Plattform 4 besteht im Extremfall ausschließlich aus
dem Bear beitungswerkzeug 22.
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Auf
der dem Werkstück 18 zugewandten
Unterseite des Fertigungsroboters 2 befinden sich eine Anzahl
ortsfest angebrachter Saugnäpfe 6,
mit denen die Plattform 4 am Werkstück 18 befestigt werden
kann. Neben den ersten, ortsfest an der Plattform 4 angebrachten
Saugnäpfen 6 sind
am Fertigungsroboter 2 auch jeweils über einen gesteuert beweglichen
Gelenkarm 10 mit der Plattform 4 verbundene Saugnäpfe 8 angebracht.
Werden die Saugnäpfe 8 nicht über ein
Vakuum in einer Position am Werkstück 18 festgehalten,
können
die Saugnäpfe 8 mit
ihrem jeweils zugeordneten gesteuert beweglichen Gelenkarm 10 in
eine andere Position verbracht werden. Dabei ist es sinnvoll, die
Bewegungen mehrerer Gelenkarme 10 in geeigneter Weise aufeinander
abzustimmen.
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Zur
Befestigung der Plattform auf dem Werkstück 18 werden die Saugnäpfe 6, 8 auf
dessen Oberfläche
aufgesetzt. Die flexibel ausgebildeten Kontaktflächen der Saugnäpfe 6, 8 dichten
den Hohlraum zwischen der Innenoberfläche der Saugnäpfe 6, 8 und
der Oberfläche
des Werkstückes 18 so
ab, daß im
Bereich der Kontaktfläche
keine Luft von außen
in den Hohlraum nachströmen
kann. Durch ein Absaugen der im Hohlraum befindlichen Luft entsteht in
dem Hohlraum ein Vakuum, durch das die Saugnäpfe 6, 8 und
die an den Saugnäpfen 6, 8 hängende Plattform 4 fest
auf dem Werkstück 18 gehalten
werden.
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Die
durch die Saugnäpfe 6, 8 erzeugte
Haltekraft muß so
hoch sein, daß der
Fertigungsroboter mit seinem gesamten Gewicht und der Kraft, die
aus einem Bearbeitungsvorgang des Bearbeitungswerkzeuges 22 entsteht,
fest in der eingenommenen Bearbeitungsposition haften bleibt. Wird
vom Fertigungsroboter 2 keine Bearbeitung des Werkstücks 18 vorgenommen,
kann auch eine niedrigere Haltekraft ausreichen, um den Fertigungsroboter 2 in
seiner eingenommenen Position zu halten. Die von den Saugnäpfen 6, 8 zu
erzeugende Haltekraft kann sich auch durch den Umstand ändern, ob
der Fertigungsroboter 2 auf einem Werkstück 18 aufliegt
oder an oder unter einem Werkstück 18 hängt. Je
nach erforderlicher Haltekraft kann die in den Saugnäpfen 6, 8 erzeugte
Saugkraft variiert werden, oder es wird eine der jeweils erforderlichen
Haltekraft entsprechende Anzahl von Saugnäpfen 6, 8 aktiviert.
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In
einem Ruhemodus können
die ersten, ortsfesten Saugnäpfe 6 und
die zweiten, beweglich an der Plattform 4 angebrachten
Saugnäpfe 8 gleichzeitig
oder alternativ aktivierbar sein. Während eines Bearbeitungsvorgangs
des Bearbeitungswerkzeugs 22 können die ersten, ortsfesten
und die zweiten, beweglich an der Plattform 4 angebrachten
Saufnäpfe 6, 8 gleichzeitig
oder alternativ aktivierbar sein. Während einer Bewegung des Fertigungsroboters 2 wird vorgeschlagen,
nur die zweiten, beweglich an der Plattform 4 angebrachten
Saugnäpfe 8 zu
aktivieren, da die Bewegung durch aktivierte Saugnäpfe 6 gestört werden
könnte.
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Ein
Fertigungsroboter 2 sollte mindestens zwei jeweils durch
einen Gelenkarm 10 mit der Plattform 4 verbundene
Saugnäpfe 8 aufweisen.
Ein Gelenkarm 10 kann eine Bewegung unter Last und eine unbelastete
Bewegung ausführen.
Bei einer Bewegung des Gelenkarms 10 unter Last wird mit
der Bewegung des Gelenkarms 10 gleichzeitig vom Gelenkarm 10 auch
der Fertigungsroboter 2 mit bewegt. Bei einer unbelasteten
Bewegung verbleibt der Fertigungsroboter 2 selbst fest
in einer Position oder wird von anderen Saugnäpfen 8 gehalten, während der unbelastete
Gelenkarm 10 zusammen- oder auseinanderbewegt wird. Während einer
Bewegung eines Gelenkarms 10 unter Last sollte zumindest
der zugehörige
Saugnapf 8 aktiviert sein.
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Während der
Bewegung des Gelenkarms 10 unter Last ist es möglich, daß zumindest
ein einem anderen Gelenkarm 10 zugeordneter Saugnapf 8 nicht
aktiviert ist, damit dieser eine unbelastete Bewegung ausführen kann.
Durch eine Hin- und Herschaltung zwischen belasteten und unbelasteten
Gelenkarmen 10 kann eine zumin dest annähernd kontinuierliche Bewegung
in eine Richtung erzeugt werden, ohne daß es zu Wartezeiten wegen der
erforderlichen Rückführung von
Gelenkarmen 10 kommt. Eine Geschwindigkeitssteigerung entsteht
insbesondere auch, wenn mehrere Gelenkarme 10 gleichzeitig
beweglich sind. Eine gleichzeitige Bewegung, gleichgültig ob
bei einem oder mehreren Gelenkarmen 10 aktiv oder passiv,
ist auch vorteilhaft, um nicht die Bewegung eines Gelenkarms 10 durch
die Starre eines anderen Gelenkarms 10 zu behindern. Vorteilhaft
ist es, wenn die gleichzeitigen Bewegungen von Gelenkarmen 10 gesteuert
aufeinander abgestimmt sind.
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Im
Ausführungsbeispiel
verfügt
der Fertigungsroboter 2 über drei Gelenkarme 10,
es können jedoch
auch noch mehr vorgesehen sein, insbesondere, um eine schnelle Fortbewegung
im vorstehend beschriebenen Sinne zu erzielen oder um für einen schwereren
Fertigungsroboter 2 über
die Vielzahl von aktivierbaren Saugnäpfen 8 hohe Haltekräfte bereitstellen
zu können.
Die Gelenkarme 10 sind in zumindest annähernd gleichmäßigen Abständen um den
Umfang der Plattform 4 herum verteilt angeordnet, woraus
sich annähernd
gleichmäßige Betriebslasten
und Betriebszeiten für
die Gelenkarme 10 und die Saugnäpfe 8 ergeben.
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Die
in 1 dargestellten Gelenkarme 10 verfügen jeweils über zwei über eine
rotatorisch bewegliche Achse miteinander verbundene Armabschnitte 12.
Um eine hohe Beweglichkeit zu ermöglichen, ist es vorteilhaft,
wenn die Gelenkarme 10 zudem über zumindest zwei weitere
rotatorisch oder linear bewegliche Verbindungselemente 14 verfügen, von
denen zumindest eines eine Bewegung des Gelenkarms 10 im
wesentlichen längs
der Hochachse 16 der Plattform 4 erlaubt oder
eine Drehachse 24 aufweist, die im wesentlichen quer zur
Hochachse 16 der Plattform 4 angeordnet ist. Abweichend
vom Ausführungsbeispiel
kann ein Gelenkarm 10 auch mehr als zwei Armabschnitte
aufweisen. Durch die Aufteilung eines Gelenkarmes 10 in
mehrere Armabschnitte 12 steigt dessen Beweglichkeit, und durch
die Addition von gleichzeitigen Bewegungen mehrerer Aktoren, von
denen jeder jeweils einen Arm abschnitt 12 bewegt, steigt
die potentielle Bewegungsgeschwindigkeit eines Gelenkarmes 10.
Mit mehreren Armabschnitten 12 und Verbindungselementen 14 steigt
auch die Beweglichkeit eines Gelenkarms 10, der je nach
Ausgestaltung auch über
5 oder mehr Freiheitsgrade verfügen
kann.
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Die
in einem Fertigungsroboter 2 eingesetzten Gelenkarme 10 müssen nicht
identisch ausgeführt
sein, sondern können
auch in ihrer Bauweise voneinander abweichen. Insbesondere durch
Verbindungselemente 14, von denen zumindest eines eine Bewegung
des Gelenkarms 10 im wesentlichen längs der Hochachse 16 erlaubt
oder eine Drehachse 24, die im wesentlichen quer zur Hochachse 16 der Plattform 4 angeordnet
ist, ist es möglich,
Höhendifferenzen
in der Oberfläche
des Werkstückes 18 auszugleichen.
Auch kann vorgesehen sein, daß ein oder
mehrere Gelenkarme 10 über
zumindest ein einem menschlichen Ellenbogen funktionsähnliches Pendelgelenk
verfügen,
um eine Anpassung der räumlichen
Lage des Fertigungsroboters 2 entlang der Hochachse 16 bewirken
zu können.
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Durch
eine entsprechende Einstellung der jeweiligen Gelenkarme 10 ist
es möglich,
den Fertigungsroboter 2 auf einer sphärisch gekrümmten Werkstück-Oberfläche wie
beispielsweise einem Flugzeugrumpf auf einem Arbeitspunkt 20 zu
positionieren. Von einem Arbeitspunkt 20 kann sich der
Fertigungsroboter 2 selbständig zu einem zweiten neuen Arbeitspunkt 20 bewegen,
ohne dabei über
die sphärisch
gekrümmte
Oberfläche
abzurutschen, weil die Saugnäpfe 6, 8 keinen
Halt bekommen, oder die Orientierung zu verlieren.
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Bei
den Bearbeitungsvorgängen,
die von dem Fertigungsroboter 2 vorgenommen werden sollen,
ist es wichtig, daß das
Bearbeitungswerkzeug 22 möglichst präzise über einem Arbeitspunkt 20 an dem
zu bearbeitenden Werkstück 18 positioniert
ist. Mit dem Begriff des Arbeitspunktes 20 ist ein Punkt auf
dem Werkstück 18 gemeint,
an dem ein Bearbeitungswerkzeug 22, das auf der Plattform 4 befestigt ist,
angrei fen und eine Bearbeitung vornehmen soll. Wie bereits ausgeführt, kann
es sich bei den vorzunehmenden Bearbeitungsvorgängen beispielsweise um einen
Bohrvorgang handeln, es können
jedoch auch andere Bearbeitungen wie Einsenkungen, Schweiß- und/oder
Klebepunkte setzen, Niete oder Fügeverbindungen
in das Werkstück
einbringen und dergleichen vorgenommen werden. Um den jeweiligen
Bearbeitungsvorgang qualitativ zufriedenstellend auszuführen, muß das Bearbeitungswerkzeug 22 eine
bestimmte relative Lage zum Arbeitspunkt 20 einnehmen.
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Da
ein Bearbeitungswerkzeug 22 sehr häufig in einer senkrechten Richtung
auf dem Arbeitspunkt 20 zu arbeitet, ist es erforderlich,
die Plattform 4 bzw. das auf der Plattform 4 angeordnete
Bearbeitungswerkzeug 22 über einem Arbeitspunkt 20 mittels
der Bewegung der Gelenkarme 10 möglichst senkrecht zu positionieren.
Dies erfolgt durch eine entsprechende Einstellung der Gelenkarme 10.
Mit dem Merkmal "senkrecht über dem
Arbeitspunkt 20 positioniert" ist gemeint, daß die Wirkrichtung des für einen Bearbeitungsvorgang
erforderlichen Bearbeitungswerkzeuges 22 annähernd senkrecht
auf die Mittelebene des an den Arbeitspunkt 20 unmittelbar
angrenzenden Materials des Werkstücks 18 ausgerichtet
ist.
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Je
nachdem, ob auf der Plattform 4 mehrere Bearbeitungswerkzeuge 22 angeordnet
sind, kann es für
eine Plattform 4 auch mehrere Wirkrichtungen von Bearbeitungswerkzeugen 22 geben.
In diesem Fall ist es möglich, über die
Gelenkarme 10 die jeweils erforderliche räumliche
Lage des Fertigungsroboters 2 für eine jeweilige annähernd senkrechte
Wirkrichtung einzustellen.
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Um
die Bewegungsabläufe
der Gelenkarme 10 eines Fertigungsroboters 2 miteinander
zu koordinieren, wird vorgeschlagen, eine Elektronik mit einer geeigneter
Software zu verwenden. Es wird vorgeschlagen, daß die Software zur Bewegung
eines Gelenkarms 10 die Soll-Bewegungsrichtung des Fertigungsroboters 2 ermittelt,
aus der Soll-Bewegungsrichtung des Fertigungsroboters 2 zumindest
eine Soll- Bewegung
eines einzelnen Gelenkarms 10 ableitet, die Soll-Bewegung
des Gelenkarms 10 in für die
Ausführung
der Soll-Bewegung des Gelenkarms 10 geeignete Stellgrößen der
jeweiligen Drehachsen 24 und/oder Verbindungselemente 14 zerlegt
und die Stellgrößen an die
den Drehachsen 24 und/oder Verbindungselementen 14 zugeordneten
Aktoren übermittelt.
Als Aktoren kommen geeignete elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch
angetriebene Kleinmotoren in Betracht, die ihrerseits mit entsprechender
Regelungselektronik ausgestattet sein können, um möglichst präzise Bewegungen vornehmen und einstellen
zu können.
Durch die Zerlegung der gewünschten
Bewegung des Fertigungsroboters 2 in einzelne Bewegungen
von einzelnen Gelenkarmen 10 und entsprechenden Bewegungen
der Armabschnitte 12 eines Gelenkarms 10 ist die
Bewegung des Fertigungsroboters 2 gut steuerbar.
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Abweichend
vom vorgeschlagenen Steuerungskonzept, das von einer Zerlegung der
Gesamtbewegung in einzelne Bewegungen der Gelenkarme 10 ausgeht,
können
für die
Bewegung jedoch auch Fuzzy-Logic-Regelungen oder andere Regelstrategien
verwendet werden. So können
auch bestimmte gespeicherte Standardbewegungen der Gelenkarme 10 von
der Software gesteuert ablaufen, die von einzelnen gezielten Korrekturbewegungen
einzelner oder mehrerer Gelenkarme 10 unterbrochen oder
ergänzt
werden.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Software bei der Ermittlung der Bewegungsrichtung
des Fertigungsroboters 2 als eine Zielgröße eine
zumindest annähernd
senkrechte Positionierung der Hochachse 16 der Plattform 4 und/oder
eines auf der Plattform 4 angeordneten Bearbeitungswerkzeugs 22 über einem Arbeitspunkt 20 berücksichtigt.
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Weiter
ist es vorteilhaft, wenn von der Software bei der Ermittlung der
Bewegungsrichtung des Fertigungsroboters 2 sensor- und/oder
speichergestützte
Daten der Oberflächengeometrie
des zu bearbeitenden Werkstücks 18 verfügbar sind.
Dabei können
eine Vielzahl geeigneter Sensoren wie beispielsweise optische, akustische, magnetische,
gyroskopische Sensoren und dergleichen zum Einsatz gelangen. Insbesondere
wird vorgeschlagen, einen Normality-Sensor zu verwenden, mit dem
die vertikale Ausrichtung des Bearbeitungswerkzeuges 22 im
Verhältnis
zum Arbeitspunkt 20 möglich
ist. Durch den Normality-Sensor ist es möglich, die Bohr- oder Nietachse
senkrecht zur Bauteil-Oberfläche
auszurichten.
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Die
Sensoren, die Daten über
die Oberflächengeometrie
des zu bearbeitenden Werkstücks 18 bereitstellen,
können
auf dem Fertigungsroboter 2 selbst angeordnet sein, es
ist jedoch auch möglich, die
Daten von einer von der aktuellen Position des Fertigungsroboters 2 abseits
stehenden Position aus zu ermitteln. So können die Oberflächen des
Werkstückes 18 beispielsweise
mittels eines neben dem Werkstück
stehenden Laser-Sensors abgetastet werden, der die Abtastreflexe
in ausgewerteter oder nicht ausgewerteter Form an die Steuerungssoftware des
Fertigungsroboters 2 übermittelt.
Die Oberflächengeometrien
des zu bearbeitenden Werkstückes können jedoch
auch direkt im Fertigungsroboter 2 gespeichert sein oder
die Software des Fertigungsroboters 2 greift für Steuerungs-
und Navigationszwecke auf remote-vorgehaltene Datensätze über die
Oberflächengeometrie
des zu bearbeitenden Werkstücks 18 zurück.
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Bei
der Navigation des Fertigungsroboters 2 an einem abzuarbeitenden
Bearbeitungspfad entlang kann die Software aktuelle Positionsdaten
von Sensoren verarbeiten, die am Fertigungsroboter 2 angebracht
sind. So kann anhand von Kanten des Werkstücks 18, gebohrten
Löchern,
lokalen Bauteilgeometrien oder ähnlichem
ausgehend eine Koppelnavigation realisiert werden, indem aus den
einzelnen erfolgten Bewegungen der Gelenkarme 10 rückermittelten
tatsächlichen
Bewegungen die Ist-Position des Fertigungsroboters 2 feststellbar
ist und eine weitere, noch zu erfolgende Bewegung und dessen Bewegungsvektor
jeweils seriell aus der jeweils mittels der Koppelnavigation errechneten
Ist-Position abgeleitet wird. Die aktuelle Position des Fertigungsroboters 2 kann
auch anhand von Positionsdaten ermittelbar sein, die sich aus Referenzwerten
zu Referenz-Sensoren, die sich außerhalb des Fertigungsroboters 2 befinden,
ergeben.
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Für eine betriebssichere
Funktion des Fertigungsroboters 2 ist es vorteilhaft, wenn
die Saugwirkung der Saugnäpfe 6, 8 einzeln
oder vollständig
von der Software sensorüberwacht
ist. Um Betriebsstörungen
oder Fehlfunktionen zu vermeiden, wird weiter vorgeschlagen, daß die Software
nach Ausführung
einer Bewegung eines Gelenkarmes 10 anhand von Sensordaten
die ausgeführte
Bewegung mit der Soll-Bewegung
des Gelenkarms 10 vergleicht und bei einer festgestellten
Abweichung in einen Korrekturmodus schaltet.
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Der
Korrekturmodus kann vorsehen, daß der Fertigungsroboter 2 nur
eine Störung
meldet und den Betrieb einstellt, der Korrekturmodus kann jedoch auch
vorsehen, in ein Prüfprogramm
zu schalten, in dem die Funktion der einzelnen Aktoren überprüft wird.
Des weiteren kann es vorgesehen sein, den Vektor einer Korrekturbewegung
zu ermitteln, durch den die Abweichung der ausgeführten Bewegung von
der Soll-Bewegung
wieder ausgeglichen wird. Die ausgewählte Korrekturart kann beispielsweise davon
abhängen,
in welcher Größenordnung
sich der zu korrigierende Fehler bewegt.
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Neben
der Überwachung
der Bewegung eines einzelnen Gelenkarmes 10 kann ergänzend oder alternativ
vorgesehen sein, daß die
Software nach Ausführung
einer Bewegung eines Gelenkarmes 10 anhand von Sensordaten
die eingenommene räumliche
Lage des Gelenkarms 10 und/oder des Fertigungsroboters 2 ermittelt,
mit einem Wert für
eine Soll-Lage vergleicht und bei einer festgestellten Abweichung
in einen Korrekturmodus schaltet. Der Korrekturmodus kann die vorstehend
beispielhaft aufgeführten
Funktionsmodi aufweisen.
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Für den Betrieb
des Fertigungsroboters 2 ist es vorteilhaft, wenn die Software
den Wert für
die Soll-Lage aus der räumlichen
Lage des Fertigungsroboters 2 in Relation zur räumlichen
Lage des Arbeitspunktes 20 ermittelt. Durch eine solche
Steuerung wird sichergestellt, daß die Positionierung des Fertigungsroboters 2 immer
mit der Priorität
erfolgt, das Bearbeitungswerkzeug 22 möglichst optimal in Relation
zu einem Arbeitspunkt 20 zu positionieren.
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Bei
der Positionierung des Fertigungsroboters 2 muß von der
Software berücksichtigt
werden, daß sich
durch die Vakuumbildung in den Hohlräumen der Saugnäpfe auch
jeweils die räumliche
Lage des Fertigungsroboters 2 verändern kann. Um eine Feinjustierung
einer räumlichen
Lage der Plattform 4 vorzunehmen, ist es möglich, die
Korrektur über
eine Veränderung
der Saugkraft in einem oder mehreren Saugnäpfen 6, 8 vorzunehmen.
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Um
das Gewicht des Fertigungsroboters 2 möglichst niedrig zu halten,
kann auch vorgesehen sein, daß am
Fertigungsroboter 2 ein Bearbeitungswerkzeug 22 befestigt
ist, das über
eine Versorgungsleitung mit einer vom Fertigungsroboter 2 getrennten
Versorgungseinheit verbunden ist. In der Versorgungseinheit können Aggregate
für die
Erzeugung von Druckluft, Unterdruck für die Herstellung des Vakuums
in den Saugfüßen, Vorratsmagazine
für Niete,
Hydraulik- oder Pneumatikpumpen für den Betrieb des Bearbeitungswerkzeuges 22 oder
für die Bewegung
der Gelenkarme 10 vorhanden sein. Außerdem kann die Versorgungseinheit
mit Sensoren zur Abtastung der Oberfläche des Werkstückes 18, mit
Steuerungselektronik zur Steuerung des Fertigungsroboters 2,
mit Datenspeichern für
Steuerung und Kontrolle des Fertigungsroboters 2 und dergleichen
versehen sein. Durch die Verlagerung der entsprechenden Komponenten
auf die Versorgungseinheit wird der Fertigungsroboter 2 entsprechend
entlastet, und die für
die Bewegung des Fertigungsroboters 2 erforderlichen Organe
können
entsprechend kleiner dimensioniert werden.
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Das
vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
dient nur der exemplarischen Erläuterung der
Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern kann vom Fachmann in einer ihm für seinen Anwendungszweck geeigneten
Weise abgewandelt werden.