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Die Erfindung betrifft eine Adaptereinrichtung zur wechselnden Anordnung von Endeffektoren an einem Manipulator eines Industrieroboters.
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Aus der
EP 1 935 580 A1 ist eine Anordnung bekannt zum Schnellwechseln von Werkzeugen an einem Roboterarm mit einem durch den Roboter antreibbaren Antriebsschaft und mit einem das Werkzeug tragenden Werkzeugträger, die in der Betriebsstellung ineinandergreifen, bei der sowohl der Antriebsschaft als auch die Werkzeugträger einen mit Sägezähnen versehenen Zahnring tragen, die in der Betriebsstellung ineinandergreifen, wobei jeder Sägezahn eine axial gerichtete Steilflanke und eine dieser abgekehrte Schrägflanke aufweist, wobei die gegenüberliegenden Steilflanken in der Betriebsstellung zur Kraftübertragung aneinanderstoßen und die gegenüberliegenden Schrägflanken bei umgekehrten Drehrichtung des Antriebsschaftes unter einer axialen Verschiebung zwischen Antriebsschaft und Werkzeugträger auseinanderrutschen um eine Trennung des Werkzeugträgers vom Antriebsschaft zu erleichtern, wobei die Längsverriegelung zwischen dem Antriebsschaft und dem Werkzeugträger durch mehrere radial verschiebbare, in der Betriebsstellung am Gehäuse des Antriebsschaftes abgestützte, drehbare Halteköpfe erfolgt, um eine Anordnung zum Schnellwechseln von Werkzeugen an einem Roboterarm zu entwickeln, die das Schnellwechseln von Werkzeugen mit einfachen und kostengünstigen Mitteln erlaubt.
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Aus der
WO 2014/012919 A1 ist ein sicheres Überwachungsgerät bekannt zur Freigabe und Überwachung einer von einem Industrieroboter auszuführenden Funktion, wobei das sichere Überwachungsgerät mit einer den Industrieroboter steuernden Steuereinrichtung und einem Bediengerät zur Anforderung der auszuführenden Funktion zum Austausch von Daten gekoppelt ist, wobei das sichere Überwachungsgerät umfasst: eine Auswerte- und Identifikationseinrichtung zur Auswertung der Funktionsanforderung und Identifikation einer der Funktion entsprechenden grafischen Information, eine Codiereinrichtung zur Codierung der grafischen Information, eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der codierten grafischen Information an ein grafisches Benutzer-Interface des Bediengerätes, eine Empfangs- und Vergleichseinrichtung zum Empfang einer Bestätigungs-Eingabe von dem Bediengerät und zum Vergleich der Bestätigungs-Eingabe mit der codierten grafischen Information, um ein sicheres Überwachungsgerät derart weiterzubilden, dass die Bedienung eines Industrieroboters vereinfacht und die Sicherheit bei der Bedienung erhöht wird.
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Aus der
DE 103 26 239 A1 ist ein Schnellwechselsystem bekannt, insbesondere ein Greiferschnellwechselsystem zum Erfassen und Transportieren von Werkstücken mit einem Roboterteil, das mit einem Roboterarm verbindbar ist, einem Greiferteil, das mit dem Roboterteil lösbar verbindbar ist, einer zwischen dem Roboterteil und dem Greiferteil ausgebildeten Fügefläche, einer Spannvorrichtung mit Spannmitteln zur lösbaren Verbindung des Greiferteils an dem Roboterteil und mindestens einem elektrischen und/oder pneumatischen Anschlusselement, wobei das Greiferteil auf das Roboterteil steckbar ist, die Spannvorrichtung Mittel aufweist, um das Greiferteil beim Spannen an das Roboterteil pressen und das Anschlusselement jeweils zwei miteinander korrespondierende Bauteile aufweist, die in Einbaulage eine Wirkverbindung eingehen, um ein Schnellwechselsystem derart weiterzuentwickeln, dass die Rüstzeiten reduziert werden.
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Aus der
DE 10 2012 020 353 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Ermöglichen eines Schreib- und/oder Lesezugriffs eines Clients mittels eines Touchscreenhandgeräts aus der Klasse der Smart Devices auf eine Steuerung eines elektro-mechanischen Antriebssystems, wobei das elektro-mechanische Antriebssystem einen elektrischen Antrieb, welcher einen Elektromotor und ein Antriebsregelgerät aufweist, eine davon angetriebene Mechanikbaugruppe und die Steuerung, die das Antriebsregelgerät steuert, aufweist, wobei eine Authentifizierung des Clients an der Steuerung durchgeführt wird, wobei durch die Steuerung und/oder das Touchscreenhandgerät der Schreib- und/oder Lesezugriff nur einem authentifizierten Client ermöglicht wird, um den Aufwand für die Bedienung eines elektro-mechanischen Antriebssystems zu verringern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Adaptereinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere soll ein automatisches Schnellwechseln von Endeffektoren ermöglicht werden. Insbesondere soll ein visuelles Informationsübertragungs- und Eingabesystem bereitgestellt werden. Insbesondere soll eine Informatisierung bei einem Handhaben, Montieren und/oder Bearbeiten mithilfe eines Industrieroboters ermöglicht werden. Insbesondere soll eine verbesserte Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) ermöglicht werden. Insbesondere soll eine physische und/oder visuelle Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) verbessert werden.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einer Adaptereinrichtung zur wechselnden Anordnung von Endeffektoren an einem Manipulator eines Industrieroboters, wobei die Adaptereinrichtung eine Benutzerschnittstelle aufweist.
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Der Industrieroboter kann ein Leichtbauroboter sein. Der Industrieroboter kann ein Serviceroboter sein. Der Industrieroboter kann ein nicht MRK-fähiger Roboter sein. Der Industrieroboter kann ein MRK-fähiger Roboter sein. Der Industrieroboter kann eine Basis aufweisen. er Manipulator kann an der Basis angeordnet sein. Der Manipulator kann ein freies Ende aufweisen. Der Manipulator kann auch als Roboterarm bezeichnet werden. Der Manipulator kann eine kinematische Kette mit mehreren Gliedern aufweisen. Die Glieder der kinematischen Kette des Manipulators können miteinander gelenkig verbunden sein. Ein Endeffektor kann ein Effektor sein, der an dem letzten Glied der kinematischen Kette des Manipulators angeordnet ist. Der Endeffektor kann zum Handhaben, Montieren und/oder Bearbeiten dienen. Der Industrieroboter kann einen Tool Center Point (TCP) aufweisen. Der TCP kann dem freien Ende des Manipulators zugeordnet sein. Der TCP kann der Adaptereinrichtung zugeordnet sein. Der TCP kann dem Endeffektor zugeordnet sein.
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Der Industrieroboter kann eine Steuereinrichtung aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zum Steuern von Endeffektoren dienen. Die Steuereinrichtung kann programmierbar sein. Die Steuereinrichtung kann online programmierbar sein. Die Steuereinrichtung kann offline programmierbar sein. Zum Steuern können externe Module mit Sensoren eingebunden sein. Eine Steuerung kann unter Berücksichtigung von Eingangssignalen erfolgen. Die Steuereinrichtung kann Ausgangssignale ausgeben. Der Industrieroboter kann dazu dienen, in einem gemeinsamen Arbeitsbereich mit Menschen zusammenzuarbeiten und zu interagieren. Die Benutzerschnittstelle kann zur Eingabe an die Steuereinrichtung dienen. Die Benutzerschnittstelle kann zur Eingabe an den Industrieroboter dienen. Die Benutzerschnittstelle kann zur Eingabe an einen Endeffektor dienen. Die Benutzerschnittstelle kann zur Ausgabe an eine Bedienperson dienen.
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Die Adaptereinrichtung kann ein endeffektorseitiges Adaptermodul aufweisen. Die Adaptereinrichtung kann ein roboterseitiges Adaptermodul aufweisen. Das endeffektorseitige Adaptermodul kann mit dem Endeffektor fest verbunden sein. Das roboterseitige Adaptermodul kann mit dem Manipulator fest verbunden sein. Das endeffektorseitige Adaptermodul und das roboterseitige Adaptermodul können miteinander verbindbar und voneinander lösbar sein. Das roboterseitige Adaptermodul kann dazu dienen, wechselnd mit mehreren gleichartigen endeffektorseitigen Adaptermoduln verbunden zu werden.
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Die Benutzerschnittstelle kann an dem roboterseitigen Adaptermodul angeordnet sein. Die Benutzerschnittstelle kann an dem endeffektorseitigen Adaptermodul angeordnet sein. Die Benutzerschnittstelle kann mehrere Module aufweisen. Wenigstens ein Modul der Benutzerschnittstelle kann an dem roboterseitigen Adaptermodul angeordnet sein. Wenigstens ein Modul der Benutzerschnittstelle kann an dem endeffektorseitigen Adaptermodul angeordnet sein. Die Adaptereinrichtung kann eine Außenseite aufweisen. Die Außenseite der Adaptereinrichtung kann zumindest abschnittsweise eine zylindermantelartige Form aufweisen. Die Benutzerschnittstelle kann an der Außenseite der Adaptereinrichtung angeordnet sein. Die Benutzerschnittstelle kann eine zylindermantelartige oder zylindermantelabschnittartige Form aufweisen. Die Benutzerschnittstelle kann an der Adaptereinrichtung fest angeordnet sein. Die Benutzerschnittstelle kann in die Adaptereinrichtung integriert sein. Die Benutzerschnittstelle kann ein Touchscreen aufweisen. Die Benutzerschnittstelle kann biegsam sein. Die Benutzerschnittstelle kann folienartig ausgeführt sein. Die Benutzerschnittstelle kann über einen Winkelbereich von wenigstens ca. 90°, insbesondere über einen Winkelbereich von wenigstens ca. 180°, insbesondere über einen Winkelbereich von wenigstens ca. 270°, insbesondere über einen Winkelbereich von ca. 360°, für eine Bedienperson zugänglich sein. Die Benutzerschnittstelle kann als externes Modul mit der Steuereinrichtung verbunden sein. Die Benutzerschnittstelle kann nahe am Endeffektor angeordnet sein.
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Die Adaptereinrichtung kann eine elektronisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder magnetisch betätigbare Kupplung aufweisen. Die Kupplung kann ein endeffektorseitiges Kupplungsteil aufweisen. Die Kupplung kann ein roboterseitiges Kupplungsteil aufweisen. Zwischen dem endeffektorseitigen Adaptermodul und dem roboterseitigen Adaptermodul kann eine Signalübertragung und/oder eine Leistungsübertragung ermöglicht sein. Zwischen dem endeffektorseitigen Adaptermodul und dem roboterseitigen Adaptermodul kann eine elektrische Signalübertragung und/oder eine elektrische, mechanische, pneumatische, hydraulische und/oder magnetische Leistungsübertragung ermöglicht sein. Das endeffektorseitige Adaptermodul und das roboterseitige Adaptermodul können jeweils korrespondierende Steckverbinder aufweisen. Die Adaptereinrichtung eine Schnellwechseladaptereinrichtung sein.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Schnellwechseladapter für aktive Roboter-Mensch-Interaktion. Ein an den Roboter montierbares Informationssystem kann mit einem System zum automatischen Wechseln des Endeffektors kombiniert werden. Damit können aktiv am Roboter Informationen übermittelt werden und gleichzeitig kann eine Flexibilität des Roboters erhöht werden. Ein Bildschirm kann um einen am Tool-Center-Point des Roboters befestigten Schnellwechseladapters herum angeordnet werden. Der Bildschirm kann zur Eingabe von Informationen zur Robotersteuerung sowie zur visuellen Information dienen. In einem inneren und unteren Bereich kann sich ein automatisches Verschlusssystem mit elektronischer, mechanischer und/oder pneumatischen Kupplung zur Informationsübertragung von Steuereinheit und Endeffektor befinden. Es kann eine roboterseitige Befestigung vorgesehen sein. Es kann ein roboterseitiges Schnellwechselsystem vorgesehen sein. Es kann ein Display, eventuell touch, zur Informationsübermittlung vorgesehen sein. Es können physische Eingabeelemente vorgesehen sein. Es kann ein Schnellwechselflansch zum Befestigen an einem Endeffektor vorgesehen sein.
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Mit „kann” sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
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Die erfindungsgemäße ermöglicht ein automatisches Schnellwechseln von Endeffektoren. Ein visuelles Informationsübertragungs- und Eingabesystem wird bereitgestellt. Eine Informatisierung bei einem Handhaben, Montieren und/oder Bearbeiten mithilfe eines Industrieroboters wird ermöglicht. Eine verbesserte Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) wird ermöglicht. Eine physische und/oder visuelle Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) wird verbessert.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
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Es zeigen schematisch und beispielhaft:
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1 einen Industrieroboter mit einem Manipulator, einer Adaptereinrichtung und einem Endeffektor und
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2 eine Adaptereinrichtung zur wechselnden Anordnung von Endeffektoren an einem Manipulator eines Industrieroboters.
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1 zeigt einen Industrieroboter 100 mit einem Manipulator 102, einer Adaptereinrichtung 104 und einem Endeffektor 106. 2 zeigt die Adaptereinrichtung 104 in Detailansicht.
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Der Industrieroboter 100 weist eine Basis. Die Basis kann ortsfest oder bewegbar angeordnet sein. Der Manipulator 102 weist ein festes Ende und ein freies Ende auf. Der Manipulator 102 ist mit seinem festen Ende an der Basis angeordnet. Der Manipulator 102 weist mehrere Glieder, wie 108, auf, die eine kinematische Kette bilden. Die Glieder 108 sind miteinander jeweils mithilfe von Gelenken, wie 110, verbunden. Die Glieder 108 können mithilfe von Antrieben relativ zueinander bewegt werden. Der Industrieroboter 100 weist eine Steuereinrichtung auf. Mithilfe der Steuereinrichtung können die Antriebe angesteuert werden, um den Manipulator 102 zu bewegen. Mithilfe der Steuereinrichtung kann der Endeffektor 106 gesteuert werden.
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Der Endeffektor 106 ist an dem letzten Glied des Manipulators 102 angeordnet und dient zum Handhaben, Montieren oder Bearbeiten. Beispielsweise weist der Endeffektor 106 einen Greifer, ein Montagewerkzeug, ein Bearbeitungswerkzeug oder ein Messwerkzeug auf.
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Der Industrieroboter 100 weist einen Tool Center Point (TCP) auf, der dem freien Ende des Manipulators zugeordnet ist. Der TCP ist ein Referenzpunkt, der sich an geeigneter Stelle an der Adaptereinrichtung 104 oder an dem Endeffektor 106 befindet. Vorliegen ist der TCP auf einer Längsachse der Adaptereinrichtung 104 angeordnet.
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Die Adaptereinrichtung 104 dient zur wechselnden Anordnung von Endeffektoren, wie 106, an dem Manipulator 102 des Industrieroboters 100. Die Adaptereinrichtung 104 weist ein endeffektorseitiges Adaptermodul 112 und ein roboterseitiges Adaptermodul 114 auf. Das endeffektorseitige Adaptermodul 112 mit dem Endeffektor fest verbunden sein. Das roboterseitige Adaptermodul 114 ist mit dem Manipulator 102 fest verbunden. Das endeffektorseitige Adaptermodul 112 ist mit dem Endeffektor 106 fest verbunden. Die Adaptereinrichtung 104 weist eine zweiteilige Kupplung auf. Ein Kupplungsteil ist an dem endeffektorseitigen Adaptermodul 112, das andere Kupplungsteil ist an dem roboterseitigen Adaptermodul 114 angeordnet. Die Kupplung ist als Schnellkupplung ausgeführt. Die Kupplung ist elektronisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder magnetisch betätigbar. Damit können Endeffektoren, wie 106, automatisiert gewechselt werden.
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An der Adaptereinrichtung 104 ist eine Benutzerschnittstelle 116 angeordnet. Die Benutzerschnittstelle 116 dient zur physischen Eingabe von einer Bedienperson an die Steuereinrichtung. Die Benutzerschnittstelle 116 dient zur visuellen Ausgabe von der Steuereinrichtung an eine Bedienperson. Die Benutzerschnittstelle 116 ist mithilfe eines Touchscreens 118 gebildet. Zusätzlich oder alternativ kann die Benutzerschnittstelle 116 physische Eingabeelemente 120, wie Taster, aufweisen. Mithilfe der Benutzerschnittstelle 116 kann beispielsweise ein Status des Industrieroboters 100 und/oder des Endeffektors 106 angezeigt werden. Mithilfe der Benutzerschnittstelle 116 kann beispielsweise die Steuereinrichtung programmiert werden. Die Benutzerschnittstelle 116 ist außenseitig an dem endeffektorseitigen Adaptermodul 112 angeordnet. Die Benutzerschnittstelle 116 weist eine zylindrische Form auf. Damit ist die Benutzerschnittstelle 116 zumindest annähernd unabhängig von einer Position der Adaptereinrichtung 104 für eine Bedienperson einsehbar bzw. zugänglich.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Industrieroboter
- 102
- Manipulator
- 104
- Adaptereinrichtung
- 106
- Endeffektor
- 108
- Glied
- 110
- Gelenk
- 112
- endeffektorseitiges Adaptermodul
- 114
- roboterseitiges Adaptermodul
- 116
- Benutzerschnittstelle
- 118
- Touchscreen
- 120
- physische Eingabeelemente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1935580 A1 [0002]
- WO 2014/012919 A1 [0003]
- DE 10326239 A1 [0004]
- DE 102012020353 A1 [0005]
