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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Industrieroboter-Anordnung mit einem
Industrieroboter mit einer Notaus-Stromschleife, einem Notausschalter
und einem Notschalt-Modul.
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Industrieroboter-Anordnungen
werden in der industriellen Fertigung zur Herstellung komplexer Produkte
eingesetzt und weisen in der Regel mindestens zwei und häufig eine
Vielzahl einzelner Industrieroboter auf, die an einer Fertigungsstraße aufgestellt
sind. Beim Auftreten einer Fehlfunktion an einem Industrieroboter
oder an anderer Stelle, muss eine schnelle automatische oder manuelle
Abschaltung sichergestellt bzw. möglich sein, um Sachschäden und
Verletzungen von Personen zu vermeiden bzw. zu minimieren. Eine
schnelle manuelle Abschaltung der gesamten Anordnung einschließlich aller
Industrieroboter wird in der Praxis durch einen manuellen Notausschalter
ermöglicht.
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Bei
Anordnungen nach dem Stand der Technik ist der Notausschalter in
eine elektrische oder elektronische Schaltung eingebunden, die nach
Betätigung
des Notausschalters die betreffenden Industrieroboter und ihre einzelnen
Bestandteile, beispielsweise Motoren, Bremsen, Pumpen, Laser etc.,
entsprechend betätigt.
Bei den Industrieroboter-Anordnungen nach dem Stand der Technik
ist die betreffende Schaltung zentral ausgelegt, das heißt, sie schaltet
die Industrieroboter zentral, ist mit ihnen also sternartig verbunden.
Diese Schaltungen sind komplex und müssen für jede Änderung der Industrieroboter-Anordnung
neu konfiguriert, beispielsweise neu programmiert werden. Grundsätzlich ist
die Zahl der teilnehmenden Industrieroboter hierbei begrenzt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es dem gegenüber,
eine einfach aufgebaute und einfach veränderbare Industrieroboter-Anordnung
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer
Industrieroboter-Anordnung
mit den Merkmalen des Patenanspruches 1.
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Die
erfindungsgemäße Industrieroboter-Anordnung
weist ein Notschalt-Modul auf, das eine interne Stromschleife aufweist.
Die Stromschleife wiederum weist einen Notaus-Eingang zum Anschluss des
Notausschalters, einen Industrieroboter-Anschluss zum Anschluss
der Stromschleife des Industrieroboters und einen Notschalt-Modul-Anschluss zum
Anschluss eines weiteren identischen Notschalt-Moduls auf. Dem Notschalt-Modul
ist zur Versorgung seiner Stromschleife eine Stromquelle zugeordnet.
Das Notschalt-Modul
versorgt über
den Industrieroboter-Anschluss die Stromschleife des Industrieroboters
mit dem Stromschleifen-Strom aus der Stromquelle. Die Notschalt-Modul-Stromschleife weist
mindestens drei trennende Anschlüsse
auf.
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Ein
Anschluss ist zum Anschließen
des Notausschalters, beispielsweise eines öffnenden Tasters, geeignet.
An den Notaus-Eingang kann ein einziger Notausschalter oder können auch
mehrere in Reihe hintereinander geschaltete Notausschalter angeschlossen
werden, die bei ihrer Betätigung
die externe Stromschleife öffnen,
also unterbrechen.
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Der
Industrieroboter-Anschluss dient zum seriellen Anschließen der
Notaus-Stromschleife
des betreffenden Industrieroboters, dient also als Stromquelle für die Notaus-Stromschleife
des Industrieroboters. Optional kann der Industrieroboter-Anschluss durch
eine Zener-Diode kurzgeschlossen sein. Die Parallelschaltung einer
Zener-Diode zu dem Industrieroboter-Anschluss hat den Effekt, dass
bei Unterbrechung der Industrieroboter-Stromschleife die Stromschleife
des Notschalt-Moduls nicht unterbrochen wird, sondern durch die
Zener-Diode geschlossen bleibt. Hierdurch wiederum wird bei einer Öffnung der
Industrieroboter-Stromschleife innerhalb des Industrieroboters die
Stromschleife des Notschalt-Moduls nicht geöffnet, so dass die nachfolgenden
Notschalt-Module hierdurch nicht betroffen sind, wie nachstehend
noch beschrieben ist.
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Bei
Wegfall der Zener-Diode parallel zu dem Industrieroboter-Anschluss
wird bei Unterbrechung der Stromschleife des betreffenden Industrieroboters die
betreffende Stromschleife des Notschalt-Moduls geöffnet, so
dass alle nachgeschalteten Notschalt-Module ebenfalls in den geöffneten Notaus-Zustand geschaltet
und die betreffenden angeschlossenen Industrieroboter abgeschaltet
werden.
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Bei
Betätigung
des manuellen Notausschalters werden in jedem Fall alle Notschalt-Module
in den Notaus-Zustand geschaltet, das heißt, ihre Stromschleifen werden
jeweils geöffnet
und die angeschlossenen Industrieroboter in den Notaus-Zustand geschaltet,
also in der Regel angehalten bzw. in eine Notaus-Position gefahren.
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Der
dritte Anschluss des Notschalt-Moduls dient dem seriellen Anschließen des
Notaus-Einganges eines weiteren identischen Notschalt-Moduls. Auf
diese Weise lassen sich mehrere Notschalt-Module kaskadenartig hintereinander
schalten. Hierdurch lässt
sich die Industrieroboter-Anordnung auf einfache Weise jederzeit
erweitern oder verkleinern, ohne das hierdurch an irgendeiner Stelle
eine Neu-Programmierung vorgenommen werden müsste.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung weist jedes Notschalt-Modul ein eigenes
integriertes Spannungsquellen-Element auf, das heißt, jedes Notschalt-Modul
weist seine eigene integrierte Stromquelle auf. Durch individuelle
Stromquellen in den Notschalt-Modulen steigt die Stromquellen-Spannung bei Erweiterung
der Anordnung nicht an. Durch einen Verzicht auf eine zentrale Stromquelle
für alle
Notschalt-Module ist jedes Notschalt-Modul lediglich noch an eine
Versorgungsspannung anzuschließen,
ist im Bezug auf seine Stromquelle jedoch autark. Das Spannungsquellen-Element
generiert beispielsweise einen Strom von 10 mA.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung ist der Notschalt-Modul-Anschluss durch
einen Optokoppler mit der Stromschleife des Notschalt-Moduls gekoppelt.
Der Optokoppler dient als Schalter zum Schalten der Stromschleife
des nachfolgenden Notschalt-Moduls. Grundsätzlich sind auch andere technische
Formen als Schalter einsetzbar. Durch den Optokoppler wird die Stromschleife
des vorgeschalteten Notschalt-Moduls galvanisch getrennt von der Stromschleife
des nachgeschalteten Stromschalt-Moduls. Hierdurch wird die Störanfälligkeit
der Notschalt-Module verringert.
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Die
drei Anschlüsse
des Notschalt-Moduls können
als einfache zweipolige Stecker und Buchsen ausgelegt sein. Ferner
weist das Notschalt-Modul noch einen Anschluss zum Anschließen der
Versorgungsspannung auf. Dieser Anschluss muss jedoch nicht notwendiger
Weise als Stecker ausgelegt sein.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert.
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Die
Figur zeigt schematisch eine Industrieroboter-Anordnung mit zwei
Industrierobotern, einem Notausschalter und zwei Notschalt-Modulen.
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In
der Figur ist eine Industrieroboter-Anordnung 10 dargestellt,
wie sie beispielsweise bei einer Fertigungsstraße zur Fahrzeugherstellung
vorzufinden ist. Die Industrieroboter-Anordnung 10 weist
vorliegend zwei Industrieroboter 12, 12' auf, ist jedoch bezüglich der
Anzahl der Industrieroboter und der nachfolgend beschriebenen Notausschalt-Mimik
beliebig erweiterbar.
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Die
Industrieroboter-Anordnung 10 weist vorliegend zwei Industrieroboter 12, 12' auf, denen jeweils
ein Notschalt-Modul 18, 18' zugeordnet ist. Ferner ist ein
einziger mechanischer Notausschalter 16 vorgesehen, mit
dem bei Betätigung
alle Industrieroboter 12, 12' sofort abgeschaltet werden können.
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Jedes
Notschalt-Modul 18 weist jeweils eine Stromschleife 20 auf,
die durch ein integriertes und eine Stromquelle bildendes Stromquellen-Element 28 gespeist
wird. Das Stromquellen-Element 28 liefert einen konstanten
Strom von beispielsweise 10 mA. Die Stromquellen-Elemente 28 der
Notschalt-Module 18 werden
durch ein externes Spannungsversorgungsnetz 40 gespeist.
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Die
Stromschleife 20 des Notschalt-Moduls 18 wird
jeweils unterbrochen durch einen Notaus-Eingang 22, an
den der Notausschalter 16 angeschlossen ist, einen Industrieroboter-Anschluss 24,
an den die Stromschleife 14 des betreffenden Industrieroboters 12 angeschlossen
ist und einen Notschalt-Modul-Anschluss 26 auf,
an den das folgende Notschalt-Modul 18' angeschlossen ist.
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Der
Notschalt-Modul-Anschluss 26 ist durch einen Optokoppler 30 mit
der Stromschleife 20 gekoppelt. Auf diese Weise ist der
Notschalt-Modul-Anschluss 26 galvanisch getrennt von der
Stromschleife 20 des Notschalt-Moduls 18.
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Der
Notausschalter 16 ist ein mechanischer Taster, der bei
Betätigung
der Taste 17 die Stromschleife 20 öffnet.
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Parallel
zu dem Industrieroboter-Anschluss 24 ist in die Stromschleife 20 jeweils
eine Zener-Diode 32 geschaltet. Die Zener-Diode 32 schließt bei einer
geöffneten
Industrieroboter-Stromschleife 14 die Notschalt-Modul- Stromschleife 20.
Bei einem Notaus des betreffenden Industrieroboters 12 durch
Unterbrechung seiner Stromschleife 14 wird auf diese Weise
sichergestellt, dass lediglich der betroffene Industrieroboter 12 abschaltet,
nicht jedoch die übrigen
Industrieroboter 12'.
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Bei
einer Unterbrechung der Industrieroboter-Stromschleife 14 wird
durch den über
die Zener-Diode 32 fließenden Strom die mit der Zener-Diode 32 in
Serie geschaltete Industrieroboter-Notaus-LED 33 eingeschaltet.
Diese LED 33 leuchtet also auf, wenn die betreffende Stromschleife 14 des
angeschlossenen Industrieroboters 12 unterbrochen ist.
Diese LED 33 kann, z. B. in Form eines Optokopplers, auch
zum Schalten weiterer Maßnahmen
dienen, z. B. gezieltes Abschalten oder in eine Ruhelage zurückfahren
anderer korrespondierender Industrieroboter.
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Eine
Abschaltung aller nachfolgenden Industrieroboter erfolgt ausschließlich durch
Betätigung des
Notausschalters 16. Bei Betätigung des Notausschalters 16 wird
die Stromschleife 20 unterbrochen, so dass die gesamte
Stromschleife 20 keinen Strom mehr führt. Hierdurch wird der unmittelbar
angeschlossene Industrieroboter 12 sofort abgeschaltet. Auch
der Optokoppler 30 ist abgeschaltet, so dass die an den
Notschal-Modul-Anschluss 26 angeschlossene Stromschleife 20 des
folgenden Notschaltmoduls 18' ebenfalls
geöffnet
und nicht stromführend
ist. Das gleiche gilt für
alle seriell nachgeschalteten Notschalt-Module.
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Im
Verlauf der Notschalt-Modul-Stromschleife 20 ist eine Betriebszustand-LED 34 angeordnet, die
bei geschlossener Stromschleife 20 leuchtet. Auf diese
Weise wird der geschlossene Zustand der Stromschleife 20 nach
außen
angezeigt.