DE102014205654A1

DE102014205654A1 - Mobile robotic unit and method for integrating a mobile robotic unit into a mounting system

Info

Publication number: DE102014205654A1
Application number: DE102014205654.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander König; Alexander Meixner; Sebastian Keller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-10-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft mobile Robotereinheit (1) zur Verrichtung von Montageprozessen in einer Fließmontage von Automobilen, mit einer verfahrbaren Basiseinheit (2) und einer an der Basiseinheit (2) bewegbar angeordneten Arbeitseinheit (3). Die Robotereinheit (1) weist eine Fixiereinheit (4) mit einer daran angeordneten Fixiervorrichtung (5) zum reversiblen Fixieren der Robotereinheit (1) an einem Objekt, insbesondere an einem Automobil oder an einem Teil einer Fördereinrichtung eines Fertigungssystems, auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Integrieren einer erfindungsgemäßen mobilen Robotereinheit (1) in ein Montagesystem zur Montage von Automobilen, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: – Positionieren der Robotereinheit (1) in der Nähe eines Automobils, – Bewegen der Fixiervorrichtung (5) der Fixiereinheit (4) an einen ausgewählten Haltebereich (10) des Automobils oder einer Fertigungseinrichtung des Montagesystems, und – reversibles Fixieren der Fixiervorrichtung (5) an dem Haltebereich (10) des Automobils bzw. der Fertigungseinrichtung.The present invention relates to a mobile robot unit (1) for performing assembly processes in a flow assembly of automobiles, comprising a movable base unit (2) and a working unit (3) movably arranged on the base unit (2). The robot unit (1) has a fixing unit (4) with a fixing device (5) arranged thereon for reversibly fixing the robot unit (1) on an object, in particular on an automobile or on a part of a conveyor of a production system. The invention further relates to a method for integrating a mobile robot unit (1) according to the invention into a mounting system for assembling automobiles, the method being characterized by the following method steps: positioning the robot unit (1) in the vicinity of an automobile, moving the fixing device ( 5) of the fixing unit (4) to a selected holding portion (10) of the automobile or a manufacturing device of the mounting system, and reversibly fixing the fixing device (5) to the holding portion (10) of the automobile or the manufacturing device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mobile Robotereinheit zur Verrichtung von Montageprozessen in einer Fließmontage von Automobilen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Integrieren einer erfindungsgemäßen mobilen Robotereinheit in ein Montagesystem zur Montage von Automobilen.The present invention relates to a mobile robot unit for performing assembly processes in flow assembly of automobiles. Furthermore, the invention relates to a method for integrating a mobile robot unit according to the invention into a mounting system for assembling automobiles.

Grundsätzlich ist es bekannt, dass in der Fertigung und Montage von Automobilen Roboter verwendet werden. Roboter zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Geschwindigkeit beim Ausführen von Fertigungs- und Montageprozessen aus. Ein wesentlicher Nachteil von Robotern ist ihre begrenzte Flexibilität sowie lange Einlernzeiten für das Einrichten des Roboters auf neue und/oder modifizierte Prozesse.Basically, it is known that robots are used in the manufacture and assembly of automobiles. In particular, robots are characterized by high reliability and high speed when carrying out manufacturing and assembly processes. A major disadvantage of robots is their limited flexibility and long learning times for setting up the robot for new and / or modified processes.

Aus der DE 10 2012 208 095 A1 ist ein mobiler Roboter sowie ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Roboters bekannt. Der Roboter weist ein Trägerfahrzeug und einen an dem Trägerfahrzeug beweglich angeordneten Roboterarm auf. Der Roboterarm oder ein an dem Roboterarm angeordneter Effekttor weist einen Tool Center Point mit einem Referenzkoordinatensystem auf. Mittels einer festgelegten Soll-Position sowie Soll-Orientierung des Tool Center Points sowie der ermittelten Position und Ausrichtung des Trägerfahrzeugs sind potenzielle Positionen und Ausrichtungen ermittelbar, die das Trägerfahrzeug einnehmen kann, damit der Roboterarm oder der Effekttor die festgelegte Soll-Position und Soll-Orientierung des Tool Center Points erreichen kann. Der Roboter gemäß der DE 10 2012 208 095 A1 hat den Nachteil, dass die Position und Orientierung des Trägerfahrzeug relativ zur festgelegten Soll-Position und Soll-Orientierung des Tool Center Points veränderbar ist, so dass im Betrieb die relative Lage und Orientierung des Trägerfahrzeugs zum Tool Center Point regelmäßig ermittelt und gegebenenfalls angepasst werden muss.From the DE 10 2012 208 095 A1 For example, a mobile robot and a method for operating a mobile robot are known. The robot has a carrier vehicle and a robot arm movably arranged on the carrier vehicle. The robot arm or an effect gate arranged on the robot arm has a tool center point with a reference coordinate system. By means of a specified target position and target orientation of the tool center point and the determined position and orientation of the host vehicle potential positions and orientations are determined that can take the carrier vehicle, so that the robot arm or the effect gate the specified target position and target orientation of the Tool Center Points. The robot according to the DE 10 2012 208 095 A1 has the disadvantage that the position and orientation of the carrier vehicle is variable relative to the specified target position and target orientation of the Tool Center Points, so that during operation, the relative position and orientation of the host vehicle to the Tool Center Point regularly determined and possibly adjusted ,

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile in kostengünstiger und einfacher Weise zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine mobile Robotereinheit zur Verrichtung von Montageprozessen in einer Fließmontage von Automobilen sowie ein Verfahren zum Integrieren einer erfindungsgemäßen Robotereinheit bereitzustellen, bei denen eine relative Lage von Robotereinheit zu einem Referenzpunkt beziehungsweise einem Referenzobjekt nicht regelmäßig ermittelt oder angepasst werden muss.It is therefore an object of the present invention to remedy the disadvantages described above in a cost effective and simple manner, at least partially. In particular, it is an object of the present invention to provide in a cost effective and simple manner a mobile robot unit for performing assembly processes in flow assembly of automobiles and a method for integrating a robot unit according to the invention, in which a relative position of robot unit to a reference point or a reference object is not regular determined or adapted.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine mobile Robotereinheit zur Verrichtung von Montageprozessen in einer Fließmontage von Automobilen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Integrieren einer erfindungsgemäßen mobilen Robotereinheit in ein Montagesystem zur Montage von Automobilen mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der mobilen Robotereinheit beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by a mobile robot unit for performing assembly processes in a flow assembly of automobiles with the features of claim 1 and by a method for integrating a mobile robot unit according to the invention in a mounting system for assembling automobiles with the features of claim 9. Further features and Details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the mobile robot unit, of course, also in connection with the inventive method and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine mobile Robotereinheit zur Verrichtung von Montageprozessen in einer Fließmontage von Automobilen, mit einer verfahrbaren Basiseinheit und einer an der Basiseinheit bewegbar angeordneten Arbeitseinheit gelöst. Die Basiseinheit ist vorzugsweise auf Rädern angeordnet und weist weiter bevorzugt einen Raum zur Aufnahme von Roboterkomponenten, wie z. B. einer Batterie, Kabeln, Motoren, Sensoren, Steuerung, auf. Die Robotereinheit weist eine Fixiereinheit mit einer daran angeordneten Fixiervorrichtung zum reversiblen Fixieren der Robotereinheit an einem Objekt, wie z. B. einem Automobil oder einem Teil einer Fördereinrichtung eines Fertigungssystems, auf. Die Fixiereinheit kann z. B. als starrer Ausleger ausgebildet sein und ist vorzugsweise an der Basiseinheit angeordnet. Die Fixiervorrichtung ist vorzugsweise starr an der Fixiereinheit angeordnet und weist mindestens ein Verbindungsmittel zum lösbaren Fixieren der Fixiereinheit an einem Objekt, wie z. B. einem Teil eines Automobils, insbesondere an einer Lacktraverse, einem Motorträger, einem Türscharnier, einem Seitenrahmen oder einem Heckträger, auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Fixiervorrichtung zum lösbaren Fixieren an einem Fördersystem, z. B. an einem C-Gehänge, ausgebildet sein. Eine derartige Robotereinheit hat gegenüber bekannten mobilen Robotereinheiten den Vorteil, dass die relative Lage der Robotereinheit zu dem Objekt, wie z. B. zu dem Automobil oder dem Teil des Fördersystems, mittels der Fixiereinheit festlegbar ist. Die Robotereinheit bzw. die Basiseinheit der Robotereinheit ist somit über die Fixiereinheit lösbar mit dem entsprechenden Objekt verbunden. Ein unbeabsichtigtes Verändern der relativen Lage der Robotereinheit bzw. der Basiseinheit zum Objekt ist somit nicht mehr möglich. Demzufolge muss diese relative Lage auch nicht kontrolliert bzw. korrigiert werden.According to the first aspect of the invention, the object is achieved by a mobile robot unit for performing assembly processes in a flow assembly of automobiles, with a movable base unit and a working unit movably arranged on the base unit. The base unit is preferably arranged on wheels and further preferably has a space for receiving robot components, such. As a battery, cables, motors, sensors, control, on. The robot unit has a fixing unit with a fixing device arranged thereon for reversibly fixing the robot unit to an object, such. As an automobile or a part of a conveyor of a manufacturing system, on. The fuser can z. B. be designed as a rigid arm and is preferably arranged on the base unit. The fixing device is preferably arranged rigidly on the fixing unit and has at least one connecting means for releasably fixing the fixing unit to an object, such. As a part of an automobile, in particular on a paint traverse, an engine mount, a door hinge, a side frame or a rear carrier, on. Alternatively or additionally, the fixing device for releasably fixing to a conveyor system, for. B. on a C-hanger. Such a robot unit has the advantage over known mobile robot units that the relative position of the robot unit to the object, such. B. to the automobile or the part of the conveyor system, can be fixed by means of the fixing unit. The robot unit or the base unit of the robot unit is thus connected via the fixing unit detachably connected to the corresponding object. Unintentional changing the relative position of the robot unit or the base unit to the object is therefore no longer possible. Consequently, this relative position also does not need to be controlled or corrected.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Robotereinheit vorgesehen sein, dass die Fixiervorrichtung mindestens ein Saugmittel und/oder Greifmittel aufweist, das zum reversiblen Fixieren an mindestens einem Haltebereich des Objekts, insbesondere an mindestens einem Haltebereich eines Automobils, ausgebildet ist. Greifmittel bzw. Saugmittel haben den Vorteil, dass eine feste Kopplung zwischen Fixiereinheit und Objekt leicht herstellbar und wieder trennbar ist. Ferner sind solche Fixiervorrichtungen mit verschiedenen Objekten unterschiedlicher Geometrie fixierbar. Eine erfindungsgemäße mobile Robotereinheit ist demnach flexibel in unterschiedlichen Anwendungsfällen einsetzbar.According to a preferred development of the invention, it can be provided in a robot unit that the fixing device has at least one suction means and / or gripping means, which for reversible fixing to at least one Holding region of the object, in particular on at least one holding portion of an automobile, is formed. Gripping means or suction means have the advantage that a fixed coupling between the fixing unit and the object can be easily produced and separated again. Furthermore, such fixing devices can be fixed with different objects of different geometry. A mobile robot unit according to the invention is therefore flexible in different applications.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Fixiereinheit bewegbar und feststellbar an einer Robotereinheit angeordnet ist. Ein Verbinden von Robotereinheit und Objekt ist somit leicht möglich, ohne dass die relative Lage der Robotereinheit zum Objekt während des Verbindens der Fixiervorrichtung mit dem Objekt verändert werden muss. Ferner wird über die Möglichkeit des Feststellens der Fixiereinheit erreicht, dass sich die relative Lage der Basiseinheit zum Objekt nicht unbeabsichtigt verändern kann. Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die Fixiervorrichtung ausgebildet ist, nach dem Ankoppeln an dem Objekt eine vorgegebene Lage einzunehmen und dabei die Basiseinheit in eine vorbestimmte relative Lage zum Objekt zu bewegen.It may be advantageous if the fixing unit is arranged movable and fixable on a robot unit. Connecting the robot unit and the object is thus easily possible without the relative position of the robot unit to the object having to be changed during the connection of the fixing device to the object. Furthermore, it is achieved via the possibility of determining the fixing unit that the relative position of the base unit to the object can not change unintentionally. It may also be advantageous if the fixing device is designed to take on a predetermined position after coupling to the object and to move the base unit in a predetermined relative position to the object.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn eine Robotereinheit Mittel zum Erfassen der relativen Lage der Fixiervorrichtung zur Basiseinheit aufweist. Die Mittel können z. B. optische oder elektromagnetische Mittel zur Lagebestimmung sein. Aufgrund der Bestimmung der relativen Lage der Fixiervorrichtung zur Basiseinheit ist auch die relative Lage der Basiseinheit zum Objekt bestimmbar, wenn die Fixiervorrichtung an dem Objekt fixiert ist. Hierdurch ist ein Anpassen der relativen Lage der Basiseinheit zum Objekt nach dem Ankoppeln der Fixiervorrichtung an dem Objekt nicht mehr notwendig. Alternativ oder zusätzlich können entsprechende Mittel zur Erfassung der relativen Lage von Basiseinheit zum Objekt auch an der Arbeitseinheit angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass eine etwaige Abweichung der relativen Soll-Lage von der relativen Ist-Lage von Basiseinheit zum Objekt direkt von der Arbeitseinheit ermittelbar ist und von der Arbeitseinheit entsprechend kompensiert werden kann.In addition, it is advantageous if a robot unit has means for detecting the relative position of the fixing device to the base unit. The funds can z. B. optical or electromagnetic means for orientation. Due to the determination of the relative position of the fixing device to the base unit and the relative position of the base unit to the object can be determined when the fixing device is fixed to the object. As a result, adjusting the relative position of the base unit to the object after coupling the fixing device to the object is no longer necessary. Alternatively or additionally, corresponding means for detecting the relative position of the base unit to the object can also be arranged on the working unit. This has the advantage that a possible deviation of the relative target position from the relative actual position of the base unit to the object can be determined directly by the working unit and can be compensated accordingly by the working unit.

Vorzugsweise weist die Arbeitseinheit mindestens einen Roboterarm auf. Roboterarme haben einen Arbeitsradius, der vorzugsweise über die Grenzen des Arbeitsbereichs, in dem der mobile Roboter Tätigkeiten verrichtet, hinausgeht. Dies erlaubt eine relative Lagetoleranz zwischen Basiseinheit und Objekt, die von der Arbeitseinheit kompensierbar ist.The working unit preferably has at least one robot arm. Robot arms have a working radius that preferably extends beyond the limits of the work area in which the mobile robot performs activities. This allows a relative positional tolerance between the base unit and the object that can be compensated by the working unit.

Weiter bevorzugt weist der Roboterarm mindestens sechs Achsen und/oder einen maximalen Arbeitsradius von zwischen 1 m und 2 m auf. Ein derartiger Roboterarm ist für die Fertigung und Montage von Automobilen besonders geeignet, da wegen der sechs Freiheitsgrade bzw. des relativ großen Arbeitsradius eine Vielzahl von Positionen an dem Automobil mit unterschiedlichen Ausrichtungen des Roboterarms anfahrbar ist. Vorzugsweise ist an einem der Basiseinheit abgewandten Teil des Roboterarms ein Werkzeug angeordnet, das ebenfalls mit unterschiedlichen Ausrichtungen an eine Vielzahl von Positionen an dem Automobil anfahrbar ist.More preferably, the robot arm has at least six axes and / or a maximum working radius of between 1 m and 2 m. Such a robot arm is particularly suitable for the manufacture and assembly of automobiles, since a large number of positions on the automobile with different orientations of the robot arm can be approached because of the six degrees of freedom or the relatively large working radius. Preferably, a tool is disposed on one of the base unit remote from the part of the robot arm, which is also approachable with different orientations to a plurality of positions on the automobile.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist eine Robotereinheit eine Speichereinheit zur internen Versorgung mit Energie und/oder Betriebsmitteln auf. Die Speichereinheit ist besonders bevorzugt eine Batterie bzw. ein Akku. Alternativ oder zusätzlich können Speichereinheiten für weitere Betriebsmittel, wie z. B. flüssige oder gasförmige Kraftstoffe bzw. Brennstoffe, Druckluft, sonstige Flüssigkeiten oder sonstige Gase, aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die mobile Robotereinheit im Wesentlichen autark und somit flexibel einsetzbar ist, ohne die Notwendigkeit einer Versorgung mit Energie bzw. Betriebsmitteln über eine externe Versorgungsleitung.In an advantageous embodiment of the invention, a robot unit has a memory unit for the internal supply of energy and / or resources. The storage unit is particularly preferably a battery or a rechargeable battery. Alternatively or additionally, storage units for other resources such. As liquid or gaseous fuels or fuels, compressed air, other liquids or other gases have. This has the advantage that the mobile robot unit is substantially self-sufficient and thus flexible in use, without the need for a supply of energy or resources via an external supply line.

Insbesondere in Anwendungsfällen, in denen die Position der Robotereinheit regelmäßig verändert werden muss, kann dies von besonderem Vorteil sein, da ein An- und Abkoppeln der Robotereinheit an ein externes Versorgungssystem bei interner Energie- bzw. Betriebsmittelversorgung nicht notwendig ist. Eine Versorgung der mobilen Robotereinheit mit Energie bzw. sonstigen Betriebsmitteln kann somit bei Bedarf bzw. in regelmäßigen Intervallen erfolgen.In particular, in applications in which the position of the robot unit must be changed regularly, this can be of particular advantage, since a coupling and uncoupling of the robot unit to an external supply system with internal energy or equipment supply is not necessary. A supply of the mobile robot unit with energy or other resources can thus be done on demand or at regular intervals.

Es kann von Vorteil sein, wenn eine Robotereinheit eine Bedieneinheit zur Steuerung der Arbeitseinheit und/oder der Fixiereinheit aufweist. Die Bedieneinheit ist vorzugsweise zum Steuern des Verfahrens der Basiseinheit ausgebildet. Ebenfalls bevorzugt ist die Bedieneinheit zum Steuern der Robotereinheit ausgebildet. Weiter bevorzugt weist die Bedieneinheit eine Schnittstelle zum Steuern der Fixiereinheit auf. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Bedieneinheit Anzeigemittel zum Anzeigen der relativen Lage der Fixiervorrichtung zum Objekt und/oder Restladung der Batterie bzw. der verbleibenden Menge an Betriebsmittel auf.It can be advantageous if a robot unit has an operating unit for controlling the working unit and / or the fixing unit. The operating unit is preferably designed to control the method of the base unit. Also preferably, the operating unit is designed to control the robot unit. More preferably, the operating unit has an interface for controlling the fixing unit. In an advantageous development of the invention, the operating unit has display means for indicating the relative position of the fixing device to the object and / or remaining charge of the battery or the remaining amount of operating means.

Vorzugsweise weist eine Robotereinheit eine Schutzeinrichtung auf, die bei einer Kollision der Arbeitseinheit mit einem Objekt, wie z. B. einem Menschen, einer Fertigungseinrichtung oder dem Automobil, die Robotereinheit anhält, um eine Beschädigung der Robotereinheit und/oder des Objekts zu verhindern. Besonders bevorzugt ist die Schutzeinrichtung mantelförmig um die Arbeitseinheit angeordnet und weist eine druckempfindliche Oberfläche auf.Preferably, a robot unit comprises a protective device, which in case of a collision of the working unit with an object, such. As a person, a manufacturing facility or the automobile, the robot unit stops to prevent damage to the robot unit and / or the object. Particularly preferably, the protective device is arranged in the form of a jacket around the working unit and has a pressure-sensitive surface.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Integrieren einer erfindungsgemäßen mobilen Robotereinheit in ein Montagesystem zur Montage von Automobilen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet

– Positionieren der Robotereinheit in der Nähe eines Automobils,
– Bewegen der Fixiervorrichtung der Fixiereinheit an einen ausgewählten Haltebereich des Automobils oder einer Fertigungseinrichtung des Montagesystems, und
– reversibles Fixieren der Fixiervorrichtung an dem Haltebereich des Automobils bzw. der Fertigungseinrichtung.

According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a method for integrating a mobile robot unit according to the invention dissolved in a mounting system for mounting automobiles. The method according to the invention is characterized by the following steps

Positioning the robot unit near an automobile,
Moving the fixing device of the fixing unit to a selected holding area of the automobile or a manufacturing device of the mounting system, and
Reversible fixing of the fixing device to the holding region of the automobile or the production device.

Durch dieses Verfahren ist die Robotereinheit an das Automobil bzw. die Fertigungseinrichtung, wie z. B. ein Transportmittel, das mit dem Automobil vorzugsweise im Wesentlichen starr gekoppelt ist, gekoppelt und die relative Lage von der Robotereinheit zum Automobil bzw. zur Fertigungseinrichtung temporär fixiert.By this method, the robot unit to the automobile or the manufacturing facility, such. B. a means of transport, which is preferably rigidly coupled to the car substantially rigid, coupled and temporarily fixed the relative position of the robot unit to the automobile or to the manufacturing device.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens weist das Verfahren des Weiteren folgenden Schritt auf:

– Ermitteln der relativen Lage der Fixiervorrichtung zur Basiseinheit der Robotereinheit.

In an advantageous development of the method, the method further comprises the following step:

- Determining the relative position of the fixing device to the base unit of the robot unit.

Hierdurch können Abweichungen der relativen Lage von Fixiervorrichtung zur Basiseinheit bestimmt und von der Arbeitseinheit der Robotereinheit kompensiert werden.As a result, deviations of the relative position of the fixing device to the base unit can be determined and compensated for by the working unit of the robot unit.

Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer mobilen Robotereinheit zur Verrichtung von Montageprozessen in einer Fließmontage von Automobilen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.The described method yields all the advantages already described for a mobile robot unit for performing assembly processes in a flow assembly of automobiles according to the first aspect of the invention.

Eine erfindungsgemäße mobile Robotereinheit zur Verrichtung von Montageprozessen in einer Fließmontage von Automobilen wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:A mobile robot unit according to the invention for performing assembly processes in a flow assembly of automobiles will be explained in more detail below with reference to drawings. Each show schematically:

1 in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Robotereinheit mit eingefahrenem Roboterarm sowie eingefahrener Fixiereinheit, und 1 in a side view of a robot unit according to the invention with retracted robot arm and retracted fixing unit, and

2 in einer Seitenansicht die erfindungsgemäße Robotereinheit aus 1 mit ausgefahrenem Roboterarm sowie fixierter Fixiereinheit. 2 in a side view of the robot unit according to the invention 1 with extended robot arm and fixed fuser unit.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the 1 and 2 each provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine erfindungsgemäße mobile Robotereinheit 1 in einer schematischen Seitenansicht. Die Robotereinheit 1 weist eine Basiseinheit 2 und eine an einer Oberseite der Basiseinheit 2 angeordnete Arbeitseinheit 3 auf. Die Arbeitseinheit 3 ist als Roboterarm 3a ausgebildet. Der Roboterarm 3a ist in mehrere Segmente aufgeteilt, wobei benachbarte Segmente relativ zueinander um mindestens eine Schwenkachse verschwenkbar sind. Der Roboterarm 3a ist in 1 in einem eingefahrenen Zustand abgebildet. Dieser Zustand des Roboterarms 3a ist insbesondere für das Verfahren oder Abstellen der Robotereinheit 1 von Vorteil, um etwaige Kollisionen mit dem Roboterarm 3a zu vermeiden. 1 shows a mobile robot unit according to the invention 1 in a schematic side view. The robot unit 1 has a base unit 2 and one on an upper side of the base unit 2 arranged working unit 3 on. The work unit 3 is as a robot arm 3a educated. The robot arm 3a is divided into several segments, wherein adjacent segments are pivotable relative to each other about at least one pivot axis. The robot arm 3a is in 1 shown in a retracted state. This state of the robot arm 3a is particularly for the process or shutdown of the robot unit 1 beneficial to any collisions with the robotic arm 3a to avoid.

An einer Vorderseite der Basiseinheit 2 ist ein erstes Ende einer Fixiereinheit 4 bewegbar angeordnet. Die Fixiereinheit 4 weist an einem zweiten Ende eine Fixiervorrichtung 5 auf, die zangenförmig als Klemmvorrichtung ausgebildet ist. Ähnlich wie der Roboterarm 3a ist die Fixiereinheit 4 in mehrere Segmente aufgeteilt, wobei benachbarte Segmente relativ zueinander um mindestens eine Schwenkachse verschwenkbar sind. Die Fixiereinheit 4 ist in 1 wie der Roboterarm 3a im eingefahrenen Zustand abgebildet.At a front of the base unit 2 is a first end of a fuser unit 4 movably arranged. The fuser 4 has a fixing device at a second end 5 on, which is designed like a pliers clamping device. Similar to the robot arm 3a is the fuser 4 divided into several segments, wherein adjacent segments are pivotable relative to each other about at least one pivot axis. The fuser 4 is in 1 like the robot arm 3a in the retracted state shown.

Die Basiseinheit 2 weist ein Paar Vorderräder 8a sowie ein Paar Hinterräder 8b zum Verschieben der Robotereinheit 1 auf. Die Vorderräder 8a und/oder Hinterräder 8b sind um eine vertikale Achse schwenkbar, um ein Manövrieren der Robotereinheit 1 zu erleichtern. Des Weiteren ist zum manuellen Verschieben der Robotereinheit 1 in einem oberen Bereich der Basiseinheit 2 ein Haltegriff 9 angeordnet, der sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Robotereinheit 1 erstreckt. In einer Fortbildung der erfindungsgemäßen Robotereinheit 1 kann ein Antriebselement zum Verfahren der Robotereinheit 1 vorgesehen sein, so dass ein Verschieben der Robotereinheit 1 sowohl manuell als auch automatisch, insbesondere motorisch, erfolgen kann. Darüber hinaus kann ein entsprechender Lenkmechanismus erfindungsgemäß vorgesehen sein, um ein Manövrieren der Robotereinheit 1 weiter zu erleichtern.The base unit 2 has a pair of front wheels 8a and a pair of rear wheels 8b for moving the robot unit 1 on. The front wheels 8a and / or rear wheels 8b are pivotable about a vertical axis to maneuver the robot unit 1 to facilitate. Furthermore, for manual movement of the robot unit 1 in an upper area of the base unit 2 a handle 9 arranged, preferably over the entire width of the robot unit 1 extends. In a further development of the robot unit according to the invention 1 may be a drive element for moving the robot unit 1 be provided so as to move the robot unit 1 both manually and automatically, in particular motor, can be done. In addition, a corresponding steering mechanism may be provided according to the invention in order to maneuver the robot unit 1 continue to facilitate.

Innerhalb der Basiseinheit 2 ist eine Speichereinheit 6 angeordnet. Eine Anordnung der Speichereinheit 6 innerhalb der Basiseinheit 2 ist insbesondere zur Vermeidung von Kollisionen erfindungsgemäß besonders bevorzugt. Die Speichereinheit 6 ist vorzugsweise als Batterie bzw. Akku zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Speichereinheit auch zum Speichern von Betriebsmitteln, wie z. B. Kraftstoff, Druckluft oder Gas ausgebildet sein. Auf diese Weise ist die Robotereinheit 1 im bestimmungsgemäßen Gebrauch unabhängig von externen Betriebsmittelquellen und ist vorzugsweise nur noch bei Bedarf wieder mit Betriebsmitteln aufzutanken.Within the base unit 2 is a storage unit 6 arranged. An arrangement of the storage unit 6 within the base unit 2 is especially preferred according to the invention for avoiding collisions. The storage unit 6 is preferably designed as a battery or accumulator for storing electrical energy. Alternatively or additionally, the storage unit can also be used to store resources, such. As fuel, compressed air or gas may be formed. This is the robot unit 1 in normal use independent of external resources and is preferably only on demand to refuel with resources.

Auf der Oberseite der Basiseinheit 2 ist eine Bedieneinheit 7 auf einem Ständer 7a angeordnet. Die Bedieneinheit 7 ist vorzugsweise zum Steuern der Arbeitseinheit 3 bzw. des Roboterarms 3a und der Fixiereinheit 4 ausgebildet. Ferner kann die Bedieneinheit zum automatischen Verfahren der Robotereinheit 1 ausgebildet sein. Der Ständer 7a kann starr oder flexibel ausgebildet sein, so dass die Bedieneinheit 7 in eine gewünschte Lage relativ zur Basiseinheit 2 verstellbar ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Bedieneinheit 7 von dem Ständer 7a abnehmbar und ausgebildet mit der Robotereinheit 1 z. B. über Funk zu kommunizieren. Der Ständer 7a weist vorzugsweise eine Einrichtung zur Versorgung der Bedieneinheit 7 mit Strom auf. On top of the base unit 2 is a control unit 7 on a stand 7a arranged. The operating unit 7 is preferably for controlling the work unit 3 or the robot arm 3a and the fuser 4 educated. Furthermore, the operating unit for automatically moving the robot unit 1 be educated. The stand 7a can be rigid or flexible, so that the control unit 7 in a desired position relative to the base unit 2 is adjustable. In an advantageous embodiment of the invention, the operating unit 7 from the stand 7a removable and designed with the robot unit 1 z. B. to communicate via radio. The stand 7a preferably has a device for supplying the operating unit 7 with power on.

2 zeigt die erfindungsgemäße mobile Robotereinheit 1 aus 1 aus der gleichen Perspektive. Der Roboterarm 3a ist in 2 in einem ausgefahrenen Zustand abgebildet. Dieser Zustand ist der gewöhnliche Betriebszustand, wenn der Roboterarm 3a z. B. einen Montageprozess ausführt. 2 shows the mobile robot unit according to the invention 1 out 1 from the same perspective. The robot arm 3a is in 2 shown in an extended state. This condition is the normal operating condition when the robotic arm 3a z. B. executes an assembly process.

Die Fixiereinheit 4 ist in 2 wie der Roboterarm 3a im ausgefahrenen Zustand abgebildet. Ferner ist die als Klemme ausgebildete Fixiervorrichtung 5 an einem schematisch angedeuteten Haltebereich 10, z. B. eines Automobils oder einer Transporteinheit eines Fertigungssystems, temporär fixiert. Die relative Lage der Robotereinheit 1 zu dem Haltebereich 10 ist somit festgelegt, ein unbeabsichtigtes Verändern der relativen Lage von Robotereinheit 1 zum Haltebereich 10 ist somit nicht mehr möglich.The fuser 4 is in 2 like the robot arm 3a shown in the extended state. Furthermore, the fixing device designed as a clamp 5 at a schematically indicated holding area 10 , z. As an automobile or a transport unit of a manufacturing system, temporarily fixed. The relative position of the robot unit 1 to the holding area 10 Thus, it is determined to unintentionally change the relative position of the robot unit 1 to the holding area 10 is therefore no longer possible.

Die voranstehende Erläuterung der erfindungsgemäßen Robotereinheit beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen eines Beispiels. Selbstverständlich können, sofern technisch sinnvoll, einzelne Elemente anders angeordnet bzw. eliminiert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the robot unit according to the invention describes the present invention solely by way of example. Of course, if technically feasible, individual elements can be arranged or eliminated differently without departing from the scope of the present invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Robotereinheitrobot unit
22: Basiseinheitbase unit
33: Arbeitseinheitwork unit
3a3a: Roboterarmrobot arm
44: Fixiereinheitfuser
55: Fixiervorrichtungfixing
66: Speichereinheitstorage unit
77: Bedieneinheitoperating unit
7a7a: Ständerstand
8a8a: Vorderradfront
8b8b: Hinterradrear wheel
99: Haltegriffhandle
1010: Haltebereichholding area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012208095 A1 [0003, 0003]

Claims

Mobile robot unit ( 1 ) for performing assembly processes in a flow assembly of automobiles, with a movable base unit ( 2 ) and one at the base unit ( 2 ) movably arranged working unit ( 3 ), characterized in that the robot unit ( 1 ) a fixing unit ( 4 ) with a fixing device arranged thereon ( 5 ) for reversibly fixing the robot unit ( 1 ) on an object, in particular on an automobile or on a part of a conveyor of a manufacturing system.

Robot unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the fixing device ( 5 ) comprises at least one suction means and / or gripping means, which is designed for reversible fixing to at least one holding region of the object, in particular to at least one holding region of an automobile.

Robot unit ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fixing unit ( 4 ) movable and lockable on the robot unit ( 1 ) is arranged.

Robot unit ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the robot unit ( 1 ) Means for detecting the relative position of the fixing device ( 5 ) to the base unit ( 2 ) having.

Robot unit ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the working unit ( 3 ) at least one robot arm ( 3a ) having.

Robot unit ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the robot arm ( 3a ) has at least six axes and / or a maximum working radius of between 1 m and 2 m.

Robot unit ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the robot unit ( 1 ) a storage unit ( 6 ) for the internal supply of energy and / or resources.

Robot unit ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the robot unit ( 1 ) an operating unit ( 7 ) for controlling the working unit ( 3 ) and / or the fixing unit ( 4 ) having.

Method for integrating a mobile robot unit ( 1 ) according to at least one of the preceding claims in a mounting system for assembling automobiles, wherein the method is characterized by the following method steps: - Positioning the robot unit ( 1 ) near an automobile, - moving the fixing device ( 5 ) of the fixing unit ( 4 ) to a selected holding area ( 10 ) of the automobile or a production device of the mounting system, and - reversible fixing of the fixing device ( 5 ) at the holding area ( 10 ) of the automobile or manufacturing facility.

Method according to claim 9, characterized by the method step: - determining the relative position of the fixing device ( 5 ) to the base unit ( 2 ) of the robot unit ( 1 ).