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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Roboterlehrvorrichtung zum Einlernen eines Roboters, welcher im virtuellen Raum arbeitet.
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2. Zum Stand der Technik
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Im Stand der Technik wird mit einer Einrichtung zum Einlernen eines Roboterprogrammes offline zum Betrieb des Roboters, der eine Bearbeitung ausführt, wie Schweißen, ein Schweißpunkt an einem drei-dimensionalen Modell eines Werkstückes bestimmt, welches im virtuellen Raum angeordnet ist, und eine Bedingung, wie die Stellung eines Schweißbrenners in der Hand des Roboters, wird festgelegt, um einen sogenannten Lehrpunkt (”teaching point”) zu erzeugen.
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Als ein diesbezügliches Dokument des Standes der Technik beschreibt die
JP H10-011127 ein Offline-Einlernverfahren für einen Bogenschweiß-Roboter. Dort heißt es wörtlich: ”dort werden in einer Brenner-Einlernbetriebseinheit, während eine Bedienungsperson auf ein Werkstück und einen Brenner im CAD schaut, der Brennerwinkel an mehreren Lehrpunkten und die Position der brennerseitigen Montagepunkte durch die Bedienungsperson eingegeben und ein Rechner speichert diese Zustände als Brenner-Lehrdaten. Das heißt, weil nur der Brenner beim Einlernen relativ zum Werkstück bewegt wird, ist der Lehrvorgang für den Brenner sehr einfach. Insbesondere kann der Einlernvorgang recht einfach ausgeführt werden, weil es erforderlich ist, das Einlernen an mehreren Punkten während des Bogenschweißens durchzuführen.”
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Im Stand der Technik wird zum Erzeugen des Lehrpunktes eine Bedingung einschließlich der Stellung des Schweißbrenners bestimmt. Ein passender Zielwinkel oder Vorschubwinkel ist aber verschieden, in Abhängigkeit von der Form des Werkstückes. Weiterhin ist beim Stand der Technik der Drehwinkel des Werkzeuges (oder des Brenners) unbestimmt, weshalb der passende Drehwinkel durch Versuch und Irrtum gefunden werden muss, um die flache und stabile Stellung des Schweißbrenners zu bestimmen. Deshalb braucht es beim Stand der Technik Zeit zum Einstellen der Stellung des Schweißbrenners.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Roboterlehrvorrichtung zum Einlernen eines Roboters offline (ohne Verbindung zu einem Netz) bereitzustellen, welche in der Lage ist, passend einen Zielwinkel, einen Vorschubwinkel und einen Drehwinkel eines Werkzeuges des Roboters einzustellen, so dass eine flache und stabile Stellung des Werkzeuges erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird eine Roboterlehrvorrichtung bereitgestellt zum Anordnen eines Werkstückes und eines Roboters mit einem Werkzeug im virtuellen Raum und zum Einstellen eines Zielwinkels, eines Vorschubwinkels und eines Drehwinkels um eine Längsachse des Werkzeuges, wobei die Winkel verwendet werden zur Bestimmung einer Stellung des Werkzeuges, wenn der Roboter das Werkstück bearbeitet, und wobei die Roboterlehrvorrichtung folgendes aufweist: eine Positioniereinrichtung, welche drei-dimensionale Modelle des Roboters und des Werkstückes im virtuellen Raum anordnet; eine Bestimmungseinrichtung, welche einen Bearbeitungsabschnitt am drei-dimensionalen Modell des Werkstückes bestimmt; eine Speichereinrichtung, welche eine Kombination von Formen einer Mehrzahl von vorbestimmten Bearbeitungsabschnitten und des Zielwinkels und des Vorschubwinkels des Werkzeuges, welche jedem der Bearbeitungsabschnitte zugeordnet sind, speichert; eine Auswahleinrichtung, welche die Form des Bearbeitungsabschnittes entsprechend dem bestimmten Bearbeitungsabschnitt aus der Mehrzahl von Formen der in der Speichereinrichtung abgespeicherten Bearbeitungsabschnitte auswählt; eine erste Einstelleinrichtung, welche den Zielwinkel und den Vorschubwinkel des Werkzeuges, welche der ausgewählten Form des Bearbeitungsabschnittes zugeordnet sind, als Zielwinkel und Vorschubwinkel des Werkzeuges in Bezug auf den bestimmten Bearbeitungsabschnitt einstellt; und eine zweite Einstelleinrichtung, welche das Werkzeug um die Längsachse des Werkzeuges dreht unter Beibehaltung des Zielwinkels und des Vorschubwinkels des Werkzeuges in Bezug auf den Bearbeitungsabschnitt, um so den Drehwinkel des Werkzeuges um dessen Längsachse zu berechnen und einzustellen, wobei die Höhe einer Kopfplatte des Roboters gegenüber einer Horizontebene des virtuellen Raumes bei dem Drehwinkel maximal ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Roboterlehrvorrichtung weiterhin Folgendes auf: eine Detektoreinrichtung, welche einen nicht-zugänglichen Punkt detektiert, den der Roboter nicht erreichen kann, wenn er bewegt wird unter Beibehaltung des Zielwinkels, des Vorschubwinkels und des Drehwinkels des Werkzeuges, welche relativ zum Bearbeitungsabschnitt eingestellt sind; und eine dritte Einstelleinrichtung, welche das Werkzeug am nicht-zugänglichen Punkt um seine Längsachse dreht unter Beibehaltung des Zielwinkels und des Vorschubwinkels des Werkzeuges in Bezug auf den Bearbeitungsabschnitt, um so einen zugänglichen Punkt, den der Roboter erreichen kann, zu berechnen und einzustellen, wobei der Abstand zwischen einem Ausgangspunkt (Nullpunkt) des Roboters und der Kopfplatte des Roboters minimal ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Obige sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Figuren:
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1 ist ein funktionelles Blockdiagramm einer Roboterlehrvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Verfahrens, das mit einer Roboterlehrvorrichtung gemäß der Erfindung durchgeführt wird;
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3 zeigt ein Beispiel, bei dem ein Roboter und ein Werkstück in einem virtuellen Raum angeordnet sind;
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4 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Bearbeitungslinie auf einem Werkstück bestimmt wird, welches eine T-Form (T-Stoß) hat;
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5 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem ein Bearbeitungsabschnitt auf einem Werkstück in T-Form bestimmt wird;
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6 zeigt ein Beispiel, bei dem die Formen von Bearbeitungsabschnitten unterteilt sind in eine Mehrzahl von Mustern auf Basis des Typs oder der Bearbeitungsart des Werkstückes;
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7 zeigt ein Beispiel für eine Kombination aus der Form eines Bearbeitungsabschnittes und einem Zielwinkel sowie einem Vorschubwinkel, welche der Form des Bearbeitungsabschnittes zugeordnet sind;
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8 zeigt ein Lehrbeispiel, bei dem eine Kehlnahtschweißung an einer T-Verbindung ausgeführt wird;
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9 zeigt einen Zustand, in dem ein Werkzeug um eine Längsachse desselben aus einem Zustand gemäß 8 herausgedreht wird;
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10 zeigt einen Zustand, bei dem das Werkzeug um eine Längsachse desselben aus einem Zustand gemäß 9 herausgedreht wird, um einen nicht erreichbaren Punkt zu vermeiden und einen erreichbaren Punkt zu bestimmen; und
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11 zeigt ein Beispiel, bei dem der Roboter und das Werkstück entsprechend dem Zustand nach 10 im virtuellen Raum angeordnet sind.
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Beschreibung im Einzelnen
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1 ist ein funktionales Blockdiagramm einer Roboterlehrvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Roboterlehrvorrichtung 10 ist eingerichtet zum Anordnen eines Werkstückes und eines Roboters mit einem Werkzeug in einem virtuellen Raum und zum Setzen oder Bestimmen eines Zielwinkels, eines Vorschubwinkels und eines Drehwinkels um eine Längsachse des Werkzeuges, wobei die Winkel verwendet werden zur Bestimmung einer Stellung des Werkzeuges beim Bearbeiten des Werkstückes durch den Roboter. Die Roboterlehrvorrichtung 10 weist auf: eine Positioniereinrichtung 12, welche drei-dimensionale Modelle des Roboters und des Werkstückes im virtuellen Raum anordnet; eine Bestimmungseinrichtung (oder eine Bearbeitungsabschnitt-Bestimmungseinrichtung) 14, welche einen Bearbeitungsabschnitt des drei-dimensionalen Modells des Werkstückes bestimmt; eine Speichereinrichtung (oder Bearbeitungsabschnitt-Form-Speichereinrichtung) 16, welche eine Kombination aus Formen einer Mehrzahl von vorgegebenen Bearbeitungsabschnitten und dem Zielwinkel und dem Vorschubwinkel des Werkzeuges, welche jeweils dem Bearbeitungsabschnitt zugeordnet sind, abspeichert; eine Auswahleinrichtung (oder eine Bearbeitungsabschnitt-Form-Auswahleinrichtung) 18, welche die Form des Bearbeitungsabschnittes entsprechend dem bestimmten Bearbeitungsabschnitt aus der Mehrzahl von Formen der Bearbeitungsabschnitte, wie in der Speichereinrichtung 16 abgespeichert, auswählt; eine erste Einstelleinrichtung (oder eine Ziel- und Vorschubwinkel-Einstelleinrichtung) 20, welche den Zielwinkel und den Vorschubwinkel des Werkzeuges, welcher der ausgewählten Form des Bearbeitungsabschnittes zugeordnet ist, als Zielwinkel und Vorschubwinkel des Werkzeuges in Bezug auf den bestimmten Bearbeitungsabschnitt einstellt; und eine zweite Einstelleinrichtung (oder Rotationswinkel-Einstelleinrichtung) 22, welche das Werkzeug um seine Längsachse dreht unter Beibehaltung des Zielwinkels und des Vorschubwinkels des Werkzeuges in Bezug auf den Bearbeitungsabschnitt, um so den Drehwinkel des Werkzeuges um seine Längsachse zu berechnen und einzustellen, wobei eine Höhe einer Kopfplatte des Roboters gegenüber einer Horizont-Ebene des virtuellen Raumes bei dem Drehwinkel maximal ist.
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Weiterhin kann die Roboterlehrvorrichtung 10 aufweisen: eine Detektoreinrichtung (oder eine Detektoreinrichtung für einen nicht zugänglichen Punkt) 24, welche den Roboter gemäß einer Stellung bewegt, in welcher der Roboter den Bearbeitungsabschnitt bearbeiten kann und gegebenenfalls einen nicht zugänglichen Punkt detektiert, den der Roboter nicht erreichen kann; und eine dritte Einstelleinrichtung (oder eine Detektoreinrichtung für einen zugänglichen Punkt) 26, welche das Werkzeug am nicht zugänglichen Punkt um seine Längsachse dreht unter Beibehaltung des Zielwinkels und des Vorschubwinkels des Werkzeuges in Bezug auf den Bearbeitungsabschnitt, um so einen zugänglichen Punkt zu berechnen und einzustellen, welchen der Roboter erreichen kann, wobei ein Abstand zwischen einem Ursprung (Nullpunkt) des Roboters und der Kopfplatte des Roboters minimal ist.
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Beispielsweise kann es sich bei der Roboterlehrvorrichtung 10 gemäß der Erfindung um einen PC (personal computer) handeln, wobei die einzelnen Komponenten der Vorrichtung, wie oben beschrieben, jeweils den angegebenen Prozess entsprechend Eingaben einer Bedienungsperson über eine geeignete Eingabeeinrichtung ausführen. Andererseits können die Funktionen der Roboterlehrvorrichtung 10 auch in eine Robotersteuerung integriert werden und die Erfindung erfasst auch eine solche Konfiguration.
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Nunmehr wird mit Blick auf das Flussdiagramm gemäß 2 der Arbeitsablauf bei einer Roboterlehrvorrichtung 10 näher erläutert. Zunächst verwendet eine Bedienungsperson eine geeignete Eingabeeinrichtung zur Anordnung eines dreidimensionalen Modells eines Roboters 30, an dem ein Werkzeug montiert ist, und eines drei-dimensionalen Modells eines zu bearbeitenden Gegenstandes (oder Werkstückes) 32 in einem virtuellen Raum, vgl. 3 (Schritt S1). Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Roboter 30 ein mehrgelenkiger Roboter mit sechs Achsen und einer Basis 34; ein Drehkörper 36 ist drehbar auf der Basis 34 abgestützt; ein oberer Arm 38 ist drehbar am Drehkörper 36 angebracht; ein Vorderarm 40 ist drehbar am oberen Arm 38 angebracht, ein Handgelenk 42 ist drehbar am Vorderarm 40 angebracht; und ein Arbeitswerkzeug 44, wie ein Schweißbrenner, ist am Handgelenk 42 angebracht. In der Roboterlehrvorrichtung 10 kann eine Bearbeitung (wie eine Spanabhebung oder Schweißung) an einem Werkstück 32 durch den Roboter 30 simuliert werden, wobei das Werkstück 32 auf einer Spannvorrichtung 46 positioniert ist, und damit kann ein Roboterprogramm für die Ausführung der Bearbeitung eingelernt werden.
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Im nächsten Schritt S2 verwendet die Bedienungsperson eine geeignete Eingabevorrichtung, um so einen Arbeitsabschnitt auf dem drei-dimensionalen Modell des Werkstückes 32 im virtuellen Raum zu bestimmen. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem im Wesentlichen rechteckige Platten 48 und 50 durch eine Kehlnahtschweißung verbunden werden zur Erzeugung einer T-Verbindung. Deshalb ist bei diesem Beispiel der Bearbeitungsabschnitt eine gerade Bearbeitungslinie (oder eine Schweißlinie) 52 und ein Vorderende des Werkzeuges (oder des Schweißbrenners) 44 bewegt sich entlang der Bearbeitungslinie 52.
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Anstelle einer Bearbeitungslinie 52 kann auch eine Fläche als Bearbeitungsabschnitt bestimmt werden. Wie beispielsweise in 5 gezeigt ist, können eine Oberfläche 54 der ersten Platte 48 und ein Bereich 56, der gebildet ist durch Unterteilung der Oberfläche der zweiten Platte 50 mittels der Schweißlinie 52, als Bearbeitungsabschnitt bestimmt werden. In diesem Fall wird eine Umgrenzung entsprechend den Flächen 54 und 56 als Bearbeitungsabschnitt bestimmt.
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Im nachfolgenden Schritt S3 werden Kombinationen einer Mehrzahl von vorgegebenen typischen Formen von Bearbeitungsabschnitten (Bearbeitungsabschnittformen) und jeweils ein Zielwinkel und ein Vorschubwinkel eines Werkzeuges 44 in Bezug auf jede der Arbeitsabschnittformen in der Speichereinrichtung 16 abgespeichert. Wie beispielsweise in 6 gezeigt ist, werden bei einer Schweißbearbeitung die Formen der Bearbeitungsabschnitte in mehrere Muster unterteilt entsprechend dem Typ der Verbindung (wie Stumpfnaht, T-Stoß, Eckstoß, oder Überlappungsverbindung etc.) und eine Schweißtechnik wird zugeordnet (wie Nutschweißen oder Kehlnahtschweißen etc.). Sodann werden vorgegebene Ziel- und Vorschubwinkel für das Werkzeug (Schweißbrenner) 44 kombiniert mit jeweils entsprechenden Mustern und die gewonnenen Kombinationen werden im Speicher 16 als Datenbasis abgespeichert.
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7 zeigt ein Beispiel für Kombinationen von Bearbeitungsabschnitten und Zielwinkel θ und Vorschubwinkel φ, die jeweiligen Bearbeitungsabschnitten zugeordnet sind und welche in der Datenbasis (Speicher 16) abgespeichert sind. Der Zielwinkel θ und der Vorschubwinkel φ sind Werte, welche die Stellung des Werkzeuges, wie des Schweißbrenners, darstellen. Ist beispielsweise die Bearbeitungsabschnittform eine T-Verbindung gemäß 4, wird der Zielwinkel θ gebildet durch eine Referenzebene 60, in welcher die Bearbeitungslinie 58 liegt, und eine Ebene 62, in welcher eine Lauflinie 64 des Werkzeuges und die Bearbeitungslinie 58 liegen (oder eine Tangentiallinie der Bearbeitungslinie 58, wenn die Bearbeitungslinie keine gerade Linie ist). Andererseits wird der Vorschubwinkel φ gebildet durch die Längslinie 64 und eine Normale 68 auf der Ebene 62, die sich vom Zentralpunkt 66 des Werkzeuges senkrecht zur Bearbeitungslinie 58 erstreckt (oder eine Tangentiallinie bezüglich der Bearbeitungslinie 58, wenn diese nicht gerade ist).
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Wie oben beschrieben, werden in Schritt S3 die Ziel- und Vorschubwinkel des Werkzeuges, die für die Bearbeitung eines jeweiligen Bearbeitungsabschnittes geeignet sind, entsprechenden Bearbeitungsabschnitten zugeordnet und in einer Datenbasis (oder einem Speicher) 16 gespeichert. Diesbezüglich wird das Verfahren gemäß Schritt S3 vor dem nachfolgenden Schritt S4 ausgeführt. Schritt S3 kann aber auch vor den Schritten S1 oder S2 ausgeführt werden.
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Im nächsten Schritt S4 verwendet die Bedienungsperson die Eingabeeinrichtung zum Auswählen der Form des Bearbeitungsabschnittes entsprechend dem bestimmten Bearbeitungsabschnitt aus den im Speicher 16 gespeicherten Bearbeitungsabschnitten. Wie beispielsweise in 6 mit der gestrichelten Linie 69 dargestellt ist, kann die Bedienungsperson eine der angezeigten Bearbeitungsabschnitte durch Anklicken mit einer Maus oder dergleichen auswählen.
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Im nächsten Schritt S5 werden, wie beispielhaft in 7 gezeigt ist, der gespeicherte Zielwinkel θ und der Vorschubwinkel φ des Werkzeuges in Kombination mit der ausgewählten Bearbeitungsabschnittform eingestellt oder bestimmt als Zielwinkel θ und Vorschubwinkel φ des Werkzeuges in Bezug auf die Bearbeitungslinie 52. 8 zeigt ein Lehrbeispiel, bei dem durch ein Werkzeug 44 ein Kehlnahtschweißen entlang der Bearbeitungslinie 52 ausgeführt wird, wenn die Bearbeitungsabschnittform eine T-Verbindung ist gemäß 4. Bei diesem Beispiel wird der Zielwinkel θ durch eine Oberfläche des Werkstückes 32 einschließlich der Bearbeitungslinie 52 (bei diesem Beispiel die Fläche 56 der zweiten Platte 50, vgl. 5) und eine Ebene 70 gebildet, in welcher eine Längsachse 72 des Werkzeuges 44 und eine Bearbeitungslinie 52 (oder eine Tangentiallinie an der Bearbeitungslinie 52, wenn diese nicht gerade ist) liegen. Andererseits wird der Vorschubwinkel φ gebildet durch die Längslinie 72 und eine Normale 75, die in der Ebene 70 liegt und sich vom Werkzeugzentrum 74 (oder einem Schnittpunkt zwischen der Längslinie 72 und der Bearbeitungslinie 52) senkrecht zur Bearbeitungslinie 52 (oder einer Tangente an der Bearbeitungslinie 52, wenn diese nicht gerade ist) erstreckt.
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Die Einstellung in Schritt S5 kann automatisch durch die erste Einstelleinrichtung 20 entsprechend der Prozedur in den Schritten S1 bis S4 ausgeführt werden oder sie kann durch numerische Eingabe seitens der Bedienungsperson ausgeführt werden. An dieser Stelle werden unter den Parametern Zielwinkel, Vorschubwinkel und Drehwinkel, welche die Stellung des Werkzeuges 44 bestimmen, die Ziel- und Vorschubwinkel festgelegt, während der Drehwinkel des Werkzeuges 44 um die Längsachse 72 nicht bestimmt ist.
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Im nächsten Schritt S6 wird gemäß 9 das Werkzeug 44 um seine Längsachse 72 gedreht, während der Zielwinkel θ und der Vorschubwinkel φ in Bezug auf den Bearbeitungsabschnitt beibehalten werden, also gegenüber den eingestellten Werten nicht geändert werden, um so den Drehwinkel des Werkzeuges 44 um die Längsachse 72 relativ zur Bearbeitungslinie 52 zu berechnen und einzustellen, wobei eine Kopfplatte 78 des Roboters im vertikalen Raum (siehe 3) einer Horizontebene 76 gegenüber liegt und eine Höhe H (eines Zentrums) der Kopfplatte 78 gegenüber der Horizontebene 76 bei dem Drehwinkel ein Maximum hat. Hier bedeutet ”Kopfplatte” 78 einen im Wesentlichen flachen Abschnitt des Roboters, an dem das Werkzeug 44 angebracht ist, beispielsweise eine Stirnfläche des Handgelenkes 42, an dem das Werkzeug 44 angebracht ist; diese Stirnfläche kann der Kopfplatte 78 entsprechen. ”Horizontebene” 76 bedeutet eine horizontale Referenzebene im virtuellen Raum, beispielsweise eine Installationsfläche, auf welcher der Roboter 30 oder die Spannvorrichtung 44 angeordnet sind; diese Fläche kann also der Horizontebene entsprechen (siehe 3). Es kann aber auch eine andere Horizontebene verwendet werden, solange die Horizontebene in vertikaler Richtung unterhalb des Werkzeuges 44 liegt und die Höhe der Horizontebene sich nicht ändert, auch wenn der Roboter 30 arbeitet.
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Bei den Prozeduren der Schritte S1 bis S6 wird die Stellung des Werkzeuges 44 (die Ziel-, Vorschub- und Drehwinkel) relativ zur Bearbeitungslinie 52 bestimmt und sodann kann der Roboter 30 (genauer: das Roboterprogramm für den Betrieb des Roboters 30) zur Ausführung der Bearbeitung entlang der Bearbeitungslinie 52 eingelernt werden. Mit anderen Worten: gemäß der Erfindung werden die bestimmten Ziel- und Vorschubwinkel grundsätzlich nicht geändert gegenüber den jeweiligen Winkeln, die der vorgegebenen Bearbeitungsabschnittform zugeordnet sind. Durch Berechnung und Einstellung des Drehwinkels des Werkzeuges 44 um die Längsachse 72 des Werkzeuges so, dass die Kopfplatte 78 des Roboters 30 nach unten gerichtet der Horizontebene 76 gegenüber liegt und die Höhe H der Kopfplatte 78 über der Horizontplatte 76 bei dem Drehwinkel ein Maximum hat, wodurch die günstige und stabile Stellung des Werkzeuges 44 gewonnen werden kann und die Bearbeitung mit dem realen Roboter nennenswert verbessert werden kann.
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Andererseits kann bei Bewegung des Roboters unter Beibehaltung der Stellung (der Ziel-, Vorschub- und Drehwinkel) des Werkzeuges, welche in Bezug auf den Bearbeitungsabschnitt bestimmt ist, ein nicht zugänglicher Punkt, den der Roboter nicht erreichen kann, ermittelt werden (beispielsweise ein Arbeitsbereich zumindest einer Achse des Roboters 30 wird am nicht zugänglichen Bereich überschritten).
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Deshalb kann in Schritt S7 die oben erläuterte Detektoreinrichtung 24 für einen nicht zugänglichen Punkt detektieren, ob ein nicht zugänglicher Punkt vorliegt oder nicht und gegebenenfalls werden Daten bezüglich des nicht zugänglichen Punktes (beispielsweise Koordinaten bezüglich des Werkzeugmittelpunktes des Roboters) abgegeben. Wird ein nicht zugänglicher Punkt detektiert, dreht, wie oben erläutert, eine dritte Einstelleinrichtung (Einstelleinrichtung für einen zugänglichen Punkt) 26 das Werkzeug 44 um die Längsachse 72 unter Beibehaltung der Ziel- und Vorschubwinkel in Bezug auf die Bearbeitungslinie 52, um so einen zugänglichen Punkt zu berechnen und einzustellen, den der Roboter 30 erreicht und wo eine Distanz zwischen dem Ursprung (Nullpunkt) des Roboters 30 und der Kopfplatte 78 des Roboters 30 minimal ist (Schritt S8).
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Die 10 und 11 zeigen ein konkretes Beispiel des Verfahrens gemäß Schritt S8. Erscheint ein nicht zugänglicher Punkt bei Bewegung des Roboters 30 unter Beibehaltung der Stellung des Werkzeuges 44 gemäß 9, wird das Werkzeug 44 um seine Längsachse 72 gedreht (10), so dass ein Abstand D zwischen dem Ursprung des Roboters 30 (beispielsweise ein Ursprung 82 in einem Bezugskoordinatensystem 80 des Roboters 30) und der Kopfplatte 78 des Roboters minimal ist (11). Ist die Roboterposition (genauer: Position und Stellung bezüglich jeder Achse), bei der der Abstand D ein Minimum ist, für den Roboter zugänglich, wird diese Roboterposition als ”zugänglicher Punkt” gesetzt bzw. bestimmt. Andernfalls kann ein passender zugänglicher Punkt dadurch berechnet werden, dass der Vorgang zum Feststellen, ob der Roboter eine Position erreichen kann, wo der Abstand D zwischen dem Ursprung des Roboters 30 und der Kopfplatte 78 länger ist als ein Minimalabstand, mit vorgegebenen Inkrementwerten wiederholt wird.
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Durch Einsatz der Detektoreinrichtung 24 für einen unzugänglichen Punkt und der Einstelleinrichtung (dritte Einstelleinrichtung) 46 für einen erreichbaren Punkt (Schritte S7 und S8) kann bei Vorliegen eines nicht erreichbaren Punktes für den Roboter 30 ein optimaler erreichbarer Punkt automatisch berechnet und eingestellt werden, den der Roboter 30 erreicht. Damit ist es möglich, die erforderliche Zeitspanne zum Einstellen der Stellung des Werkzeuges 44 signifikant zu verkürzen.
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Mit der Roboterlehrvorrichtung gemäß der Erfindung können die Ziel-, Vorschub- und Drehwinkel des Werkzeuges automatisch eingestellt werden und somit kann die erforderliche Zeitspanne für das Einstellen der Stellung des Werkzeuges beträchtlich verkürzt werden. Weiterhin kann durch Berechnung und Einstellung des Drehwinkels des Werkzeuges um seine Längsachse derart, dass die Höhe der Kopfplatte des Roboters gegenüber der Horizontebene beim Drehwinkel ein Maximum hat, eine optimale und stabile Stellung des Werkzeuges erreicht werden und damit die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
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Durch Einsatz der Detektoreinrichtung und der dritten Einstelleinrichtung kann bei Vorliegen eines für den Roboter nicht erreichbaren Punktes ein für den Roboter erreichbarer Punkt berechnet und eingestellt werden, wodurch die für die Einstellung der Stellung des Werkzeuges erforderliche Zeitspanne beträchtlich verkürzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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