DE102008036501A1 - Method for operating robot arm involves moving carrier component into measuring position above object by robot arm, where precise storage position of object is detected with multiple camera systems - Google Patents
Method for operating robot arm involves moving carrier component into measuring position above object by robot arm, where precise storage position of object is detected with multiple camera systems Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Robotergreifers sowie einen diesbezüglichen Robotergreifer, bestehend aus einer Trägerbaugruppe, die an einem Roboterarm befestigt ist und von diesem in mehreren Freiheitsgraden bewegt werden kann, wobei die Trägerbaugruppe mehrere Sauger aufweist, die jeweils mit einem elastischen Saugkörper ausgestattet sind, der auf den zu greifenden Gegenstand, insbesondere eine Scheibe für Kraftfahrzeuge, aufgesetzt und mit Unterdruck beaufschlagt wird und wobei zumindest ein Anschlag vorgesehen ist, der in Greifrichtung relativ zur Trägerbaugruppe verschiebbar und mittels einer Klemmvorrichtung in einer definierten Position arretierbar ist.The The invention relates to a method for operating a robot gripper and a related robotic gripper consisting of a carrier assembly attached to a robotic arm is and can be moved by this in several degrees of freedom, wherein the carrier assembly comprises a plurality of suckers, the each equipped with an elastic absorbent body, the on the object to be gripped, in particular a disc for motor vehicles, mounted and subjected to negative pressure is and wherein at least one stop is provided, in the gripping direction displaceable relative to the carrier assembly and by means of a Clamping device can be locked in a defined position.
Für zahlreiche technische Anwendungen werden automatisierte Montageprozesse unter Nutzung von Robotertechnik realisiert. Für den Einsatz derartiger Roboter müssen die zu fügenden Baugruppen exakt in eine zueinander definierte Relativposition gebracht werden, um Fehler beim Montagevorgang zu vermeiden.For Numerous technical applications are automated assembly processes realized using robotics. For the use of such Robots must exactly match the assemblies to be joined be brought into a mutually defined relative position to To avoid mistakes in the assembly process.
Eine diesbezüglich typische Anwendung ist die Montage von Glasscheiben an Blechteilen einer Karosserie an Fertigungslinien der Automobilindustrie. Die Scheiben weisen eine maßgenaue Außenkontur auf, so dass eine Passgenauigkeit zwischen der Aussparung im Blechteil und der in die Aussparung zu montierenden Scheibe gewährleistet ist. Dennoch ist die Handhabung der Fahrzeugscheiben problematisch, weil diese überwiegend mehrere Abschnitte mit einer jeweils unterschiedlichen Wölbung aufweisen.A in this case typical application is the installation of glass panes on sheet metal parts of a body on production lines of the automotive industry. The discs have a dimensionally accurate outer contour on, allowing a fit between the recess in the sheet metal part and ensures the disc to be mounted in the recess is. Nevertheless, the handling of the vehicle windows is problematic because these are predominantly several sections with one each have different curvature.
Für
eine automatisierte Montage von Fahrzeugscheiben werden Robotergreifer
eingesetzt, die Sauger zum Greifen und Anschläge zur Positionierung
der Scheibe aufweisen. Eine solche technische Lösung ist
aus
Aus
Ausgehend von dieser Position wird über eine Steuerung ein Robotergreifer derart bewegt, dass er die Scheibe in eine zur Karosserie montagegerechte Position verlagert. Für das berührungslose Vermessungssystem werden mehrere Kameras verwendet.outgoing from this position becomes a robotic gripper via a controller moved so that it fits the disc in a montagegerechte to the body Shifted position. For the contactless measuring system several cameras are used.
Unabhängig von der jeweils konkreten Variante zur Vermessung von Karosserieausschnitt und zu montierender Fahrzeugscheibe ergeben sich Probleme, sofern auf einer Anlage verschiedene Karosserie- bzw. Scheibenformen bearbeitet werden sollen. Eine Umrüstung der Robotergreifer für die Montage unterschiedlicher Scheiben erfordert überwiegend eine veränderte Stellung der Anschläge zur Positionierung der Scheibe. Neben einer jeweils separaten Umrüstung kann dies auch erreicht werden, indem an einem Grundkörper des Robotergreifers für unterschiedliche Scheiben verschieden eingestellte Anschläge angeordnet sind, von denen die jeweils nicht benötigten Anschläge in eine beim Greifen nicht störende Position geschwenkt werden. Allerdings erfordert diese Umstellung, die nur teilweise automatisiert werden kann, ebenfalls einen gewissen Zeitaufwand. Außerdem können mit den vorab eingestellten Anschlägen Toleranzen der Scheibenmaße nicht ausgeglichen werden.Independently of the particular variant for the measurement of body cutout and to be mounted vehicle window problems arise, if worked on a plant different body or disc shapes should be. A conversion of the robotic gripper for the installation of different discs requires predominantly a changed position of the stops for positioning the disc. In addition to a separate conversion can This can also be achieved by attaching to a main body of the Robot gripper different for different discs set stops are arranged, each of which is not Required attacks in a non-interfering when gripping Be pivoted position. However, this change requires which can only be partially automated, also a certain Time. In addition, with the pre-set stops Tolerances of the disc dimensions can not be compensated.
Trotz der bereits bekannten technischen Lösungen besteht weiterhin Entwicklungsbedarf, der sich insbesondere aus zunehmend kürzeren Taktzeiten bei der Fahrzeugmontage und den gleichzeitig steigenden Qualitätsvorgaben hinsichtlich der Einbaugenauigkeit ergibt.Despite the already known technical solutions, there is still a need for development, resulting in particular from increasingly shorter Taktzei results in the vehicle assembly and the same time increasing quality specifications in terms of installation accuracy.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine technische Lösung zu schaffen, mit der eine für die automatisierte Montage von zwei miteinander zu fügenden Bauteilen notwendige Relativposition unter Berücksichtigung von Bauteiltoleranzen mit geringem Zeitaufwand und hoher Genauigkeit eingestellt werden kann. Insbesondere soll eine Anwendung für Fügevorgänge in der Automobilindustrie, primär für die Montage von Fahrzeugscheiben in Kraftfahrzeugkarosserien ermöglicht werden.task the invention is to provide a technical solution with the one for the automated assembly of two together necessary to be joined components relative position Consideration of component tolerances in a short time and high accuracy can be adjusted. In particular, should an application for joining operations in the Automotive industry, primarily for the assembly of Vehicle windows in motor vehicle bodies allows become.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Roboterarm eine Trägerbaugruppe mit Saugern und Anschlägen zunächst in eine Messposition oberhalb eines zu greifenden Gegenstandes bewegt, dass danach die konkrete Ablageposition des zu greifenden Gegenstandes mit mehreren Kamerasystemen ermittelt wird, wobei auf Grundlage der hierbei ermittelten Daten eine eventuell notwendige Korrektur der Position des Robotergreifers erfolgt, dass nachfolgend der zu greifende Gegenstand mit den Anschlägen in seiner Lage fixiert, mit den Saugern angehoben und durch die vom Roboterarm bewegte Trägerbaugruppe vor einem mit dem Gegenstand auszustattenden Abschnitt einer anderen Baugruppe platziert wird, dass danach die konkrete Relativposition von Gegenstand und Baugruppe mit mehreren Kamerasystemen ermittelt wird, wobei auf Grundlage der hierbei ermittelten Daten eine eventuell nochmals notwendige Korrektur der Position des Robotergreifers erfolgt, dass anschließend der Gegenstand an einen zugeordneten Abschnitt der Baugruppe montiert bzw. in einen zugeordneten Ausschnitt der Baugruppe eingefügt wird und dass nach dem Fügen die Position des Gegenstandes bezüglich der Baugruppe mit mehreren Kamerasystemen gemessen wird, wobei auf Grundlage der hierbei ermittelten Daten eine Bewertung der Prozesssteuerung mit einer Aussage „IN ORDNUNG” oder „NICHT IN ORDNUNG” erfolgt.These The object is achieved in that a robot arm is a carrier assembly with suckers and stops first in a measuring position moved above an object to be gripped, then that the concrete storage position of the object to be gripped with several Camera systems is determined, based on the case determined Data a possibly necessary correction of the position of the robot gripper takes place that subsequently the object to be gripped with the attacks fixed in position, raised with the suckers and through the moved from the robot arm carrier assembly in front of a with the Object to be equipped section of another assembly becomes that after that the concrete relative position of object and Assembly is determined with multiple camera systems, where on Basis of the data determined in this case may be necessary again Correction of the position of the robot gripper takes place subsequently the article is mounted to an associated section of the assembly or inserted into an assigned section of the module and that after joining the position of the object measured with respect to the assembly with multiple camera systems is based on the data thus obtained a rating the process control with a statement "OK" or "NOT OK.
Für die Anwendung dieses Verfahrens ist ein Robotergreifer geeignet, der einen Grundrahmen aufweist, an dem mehrere Sauger, mehrere Niederhalter mit Andruckpins und mehrere Kamerasysteme abgestützt sind, wobei den Saugern und den Andruckpins, die jeweils in Richtung des zu greifenden Gegenstandes verlagerbar ausgestaltet sind, jeweils Feststelleinheiten zugeordnet sind, die ausgehend von den durch die Kamerasysteme ermittelten Koordinaten über eine Steuerung betätigbar sind.For the application of this method is a robotic gripper suitable which has a base frame, on which several suckers, several hold-down supported with Andruckpins and several camera systems, taking the suckers and the Andruckpins, each in the direction of are designed to be gripped object to be gripped, each locking units are assigned, based on the determined by the camera systems Coordinates can be actuated via a controller.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand von abhängigen Ansprüchen, deren technische Merkmale im Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.advantageous Embodiments are each subject of dependent Claims whose technical characteristics in the embodiment be explained in more detail.
Mit der vorgeschlagenen technischen Lösung kann eine für die automatisierte Montage von mindestens zwei miteinander zu fügenden Bauteilen notwendige Relativposition unter Berücksichtigung von Bauteiltoleranzen mit geringem Zeitaufwand und hoher Genauigkeit eingestellt werden. Diese technische Lösung ist für verschiedenartige Anwendungen geeignet, eine bevorzugte Anwendung ist hierbei die Montage von Fahrzeugscheiben in Kraftfahrzeugkarosserien an Fertigungslinien der Automobilindustrie.With The proposed technical solution may be one for the automated assembly of at least two to be joined together Components required relative position, taking into account Component tolerances with little time and high accuracy be set. This technical solution is for various applications suitable, a preferred application Here is the installation of vehicle windows in motor vehicle bodies on production lines of the automotive industry.
Durch die Verschiebung der Sauger und Andruckpins relativ zum Grundrahmen ist es möglich, die fest am Grundrahmen installierten Kamerasysteme mit dem Roboterarm für unterschiedliche Scheiben in unterschiedliche Messpositionen zu fahren. Somit kann das Messfeld der Kameras in der Zustellrichtung variabel positioniert werden. Gleichzeitig kann in den unterschiedlichen Positionen eine Fahrzeugscheibe angesaugt werden. Diese Scheibe liegt dann an den Saugkörpern der Sauger und an den Kuppen der Andruckpins der Niederhalter an. Dadurch wird eine Verspannung der Scheibe durch Krafteinwirkung von außen vermieden. In dieser Position werden die axial verschiebbaren Bauteile der Sauger und der Andruckpins geklemmt. Durch diese Art der Scheibenaufnahme ist eine stabile Aufnahme der Fahrzeugscheibe für den folgenden Kleberauftrag und den Verbau der Scheibe in die Karosserie gewährleistet.By the displacement of the suckers and Andruckpins relative to the base frame it is possible to use the camera systems permanently installed on the base frame with the robotic arm for different discs in different To drive measuring positions. Thus, the field of view of the cameras in the delivery direction are variably positioned. At the same time sucked in the different positions a vehicle window become. This disc is then on the absorbent bodies of Suction cups and on the crests of Andruckpins the hold-down. Thereby is a strain of the disc by external force avoided. In this position, the axially movable components the nipple and Andruckpins clamped. Through this type of disc recording is a stable recording of the vehicle window for the following Glue application and the installation of the disc in the body ensured.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:One Embodiment of the invention is in the drawing and will be described below. Show it:
Der
in der Zeichnung dargestellte Robotergreifer besteht aus einer Trägerbaugruppe,
die als ein Grundrahmen
Die
Sauger
Die
Sauger
Eine
vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Robotergreifer zwei
getrennte Saugkreise mit einer jeweils separaten Vakuumüberwachung aufweist.
Somit kann ein Teil der Sauger
Für
die Kamerasysteme
Der
Grundrahmen
Der
Grundrahmen
Der
beschriebene Robotergreifer kann verschiedenartig weiter ausgestaltet
werden. So kann beispielsweise im Übergangsbereich von
Zentrierring
Bei
der dargestellten Ausführung des Grundrahmens
Die
Kamerasysteme
Beim
Betrieb eines derartigen Robotergreifers bewegt der Roboterarm zunächst
den Grundrahmen
Danach
wird die Fahrzeugscheibe mit den Andruckpins
Nachfolgend
wird der vom Roboterarm bewegte Grundrahmen
Anschließend
wird die Fahrzeugscheibe in den zugeordneten Ausschnitt der Karosserie
eingefügt. Nach diesem Fügevorgang wird die Position
der Fahrzeugscheibe bezüglich der Karosserie mit den Kamerasystemen
- 11
- Grundrahmenbase frame
- 22
- Saugersucker
- 33
- NiederhalterStripper plate
- 44
- AndruckpinsAndruckpins
- 55
- Kamerasystemcamera system
- 66
- Saugkörpersuction body
- 77
- Vakuumeinheitvacuum unit
- 88th
- Leichtbauprofillightweight profile
- 99
- Verstärkungselementreinforcing element
- 1010
- Zentrierringcentering
- 1111
- Flanschplatteflange
- 1212
- Leichtbauprofillightweight profile
- 1313
- Montageplattemounting plate
- 1414
- kapazitiver Sensorcapacitive sensor
- 1515
- Platte für Messpunktplate for measuring point
- 1616
- FlanschklemmstückFlange Clamp
- 1717
- Konsoleconsole
- 1818
- Halterungbracket
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
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