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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für einen Werkzeugroboter, insbesondere einen Industrie-Werkzeugroboter, sowie ein System mit der Schaltvorrichtung und dem Werkzeugroboter.
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Im Stand der Technik sind Werkzeugroboter bekannt, bei welchen mittels eines Werkzeugwechslers Werkzeuge am Werkzeugroboter, beispielsweise an einem Roboterarm, gewechselt werden können. Werkzeugwechsler für Werkzeugroboter bilden eine im Wesentlichen standardisierte Schnittstelle, die es Werkzeugrobotern in der Industrie erlauben, Werkzeuge für verschiedene Arbeitsaufgaben aus Parkstationen selbstständig aufzunehmen und auch wieder darin abzulegen.
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Dazu gibt es üblicherweise ein an einem Roboterarm des Werkzeugroboters montiertes Festteil mit aktiven, üblicherweise pneumatisch angetriebenen Verriegelungskomponenten. Zudem gibt es eine beliebige Anzahl an sogenannten Losteilen, die an jeweiligen Werkzeugen montiert sind und mit dem Werkzeugroboter bzw. dem Festteil koppelbar sind.
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Durch den Anbau eines Werkzeugs an den Werkzeugroboter können die Werkzeuge mit den zur Erfüllung von zugehörigen Arbeitsaufgaben erforderlichen Medien versorgt werden. Die Herstellung der Medienverbindung zwischen Werkzeugroboter, Werkzeugwechsler und Werkzeug erfolgt automatisch beim mechanischen Ankoppeln des Werkzeugs in einer Parkposition in einer Parkstation. Beim Ablegen bzw. Entkoppeln des Werkzeugs vom Werkzeugroboter, d.h., Entkoppeln des Werkzeugs einschließlich des Losteils, in der Regel nach erfolgtem Abschluss eines Arbeitsvorgangs, wird die Medienverbindung wieder automatisch getrennt.
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Unter Medien sind vorliegend beispielsweise Strom, Luft bzw. Pneumatikfluide, Schweißgase oder Hydraulikfluide zu verstehen. Eine Medienversorgung erfährt der Werkzeugroboter bzw. das Werkzeug am Werkzeugroboter für gewöhnlich von einem Steuerschrank, der über eine entsprechende Medienleitung mit dem Werkzeugroboter verbunden ist. Eine beispielhafte Darstellung eines solchen Systems ist in 1 gezeigt. 1 zeigt einen Werkzeugroboter 100 mit einem Roboterarm 120 und einem Werkzeugwechsler 110 bzw. einem Werkzeuganschluss für ein Werkzeug 1. Ferner sind in 1 drei als Steuerschränke ausgebildete Steuergeräte A, B, C dargestellt, die jeweils einem Werkzeug 1, 2, 3 zugeordnet sind. D.h., ein erstes Steuergerät A weist beispielsweise einen ersten Controller und eine erste Medienversorgung für ein erstes Werkzeug 1, beispielsweise eine Schweißvorrichtung, auf. Ein zweites Steuergerät B weist beispielsweise einen zweiten Controller und eine zweite Medienversorgung für ein zweites Werkzeug 2, beispielsweise eine Greifvorrichtung, auf. Ein drittes Steuergerät C weist beispielsweise einen dritten Controller und eine dritte Medienversorgung für ein drittes Werkzeug 3, beispielsweise eine Schraubvorrichtung, auf.
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Soll der Werkzeugroboter 100 nun einen Schweißvorgang mit der Schweißvorrichtung durchführen, muss zunächst das erste Werkzeug 1, also die Schweißvorrichtung, über den Werkzeugwechsler 110 am Werkzeugroboter 100 befestigt werden. Anschließend muss eine Medienleitung A1 vom ersten Steuergerät A zum ersten Werkzeug 1, bevorzugt am Werkzeugroboter 100 entlang über den Roboterarm 120, gelegt werden. Erst jetzt kann das erste Werkzeug 1 am Werkzeugroboter 100 bedient werden. Soll nun ein Greifvorgang durchgeführt werden, muss zunächst das erste Werkzeug 1 durch das zweite Werkzeug 2, also die Greifvorrichtung, ersetzt werden. Dies findet in der Regel vollautomatisch durch den Werkzeugroboter und den Werkzeugwechsler 110 am Werkzeugroboter 100 statt.
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Für das zweite Werkzeug 2 sind jedoch andere Medien als für das erste Werkzeug 1 erforderlich. Um das zweite Werkzeug 2 bedienen zu können, muss deshalb zunächst die erste Medienleitung A1 vom Werkzeugroboter 100 entfernt und eine zweite Medienleitung B1 am Werkzeugroboter 100 entlang über den Roboterarm 120 zum zweiten Werkzeug 2 gelegt werden. Dieses Vorgehen ist entsprechend bei einem Werkzeugwechsel zwischen dem zweiten Werkzeug 2 und dem dritten Werkzeug 3 erforderlich.
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Ein Werkzeugwechsel ist deshalb stets mit einem gewissen Zeit- und somit Kostenaufwand verbunden. Bei dem Verlegen der Medienleitungen kann es außerdem passieren, dass die Medienleitungen beschädigt werden oder nicht korrekt am Werkzeugroboter verlegt werden, sodass es zu Störungen beim Betrieb bzw. der Verwendung des Werkzeugs kommen kann. Darüber hinaus birgt der Wechsel der Medienleitungen auch Gefahren für Arbeitspersonal, das sich hierfür am Werkzeugroboter bewegen und dadurch verletzen kann, beispielsweise durch unvorhersehbare Bewegungen des Werkzeugroboters oder durch einen Sturz von demselben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei Werkzeugrobotern zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein System zur sicheren, einfachen und kostengünstigen Medienversorgung für verschiedene Werkzeuge an einem Werkzeugroboter zu schaffen.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Schaltvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltvorrichtung für einen Werkzeugroboter zum Herstellen und Trennen einer Medienverbindung zwischen verschiedenen Medienleitungen von verschiedenen Steuergeräten zu einem Werkzeug am Werkzeugroboter bereitgestellt. Die Schaltvorrichtung weist mehrere Eingangsanschlüsse und mehrere Ausgangsanschlüsse auf, wobei jeder Eingangsanschluss mit jeweils wenigstens einer Steuergerät-Medienleitungen von einem Zugehörigen der Steuergeräte koppelbar ist und jeder Ausgangsanschluss mit jeweils wenigstens einer Werkzeug-Medienleitung zu einem Werkzeug am Werkzeugroboter koppelbar ist. Außerdem weist die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung eine Verbindungsvorrichtung auf, mittels welcher wahlweise zwischen einer der Steuergerät-Medienleitungen und einer zugehörigen Werkzeug-Medienleitung eine Medienverbindung herstellbar und trennbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ist es möglich, zwischen verschiedenen Medienleitungen bzw. Steuergeräten umzuschalten, je nachdem welche Medien am Werkzeugroboter bzw. Werkzeug benötigt werden. Ein Wechsel der unterschiedlichen Medienleitungen ist nicht mehr erforderlich. Dadurch können die dafür erforderliche Zeit und somit auch die entsprechenden Kosten eingespart werden. Außerdem wird das Gefahrenrisiko für Arbeitspersonal deutlich reduziert, da dieses nur noch bei der ersten Instandsetzung des Werkzeugroboter-Systems alle erforderlichen Leitungen am Werkzeugroboter verlegen und mit den Ausgangsanschlüssen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung verbinden muss.
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Die vorliegende Schaltvorrichtung ist für Werkzeugroboter, insbesondere für Industrie-Werkzeugroboter, die beispielsweise bei der Fahrzeugherstellung verwendet werden, geeignet. Unter einem Steuergerät ist erfindungsgemäß insbesondere ein Steuerschrank zu verstehen, über welchen das Werkzeug am Werkzeugroboter bzw. ein Werkzeugroboter mit den für den Betrieb des Werkzeugs und ggf. zusätzlich für den Betrieb des Werkzeugroboters erforderlichen Medien versorgt werden kann. Die Medienleitungen sind bevorzugt zum Leiten von Medien wie Strom, Luft bzw. Pneumatikfluide, Schweißgase und/oder Hydraulikfluide ausgestaltet. Selbstverständlich können auch andere Medien weitergeleitet werden.
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Dass jeder Eingangsanschluss mit jeweils wenigstens einer Steuergerät-Medienleitungen von einem zugehörigen Steuergerät der Steuergeräte koppelbar ist bedeutet, dass mit jedem Eingangsanschluss beispielsweise nur eine Medienleitung zum Leiten von Druckluft oder mehrere Medienleitungen zum Leiten von Druckluft, Hydraulikfluiden und Strom koppelbar sind. Dass jeder Ausgangsanschluss mit jeweils wenigstens einer Werkzeug-Medienleitung zu einem Werkzeug am Werkzeugroboter koppelbar ist bedeutet, dass mit jedem Ausgangsanschluss beispielsweise nur eine Medienleitung zum Leiten von Druckluft oder mehrere Medienleitungen zum Leiten von Druckluft, Hydraulikfluiden und Strom koppelbar sind.
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Dass die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung eine Verbindungsvorrichtung aufweist, mittels welcher wahlweise zwischen einer der Steuergerät-Medienleitungen und einer zugehörigen Werkzeug-Medienleitung eine Medienverbindung herstellbar und trennbar ist bedeutet, dass mittels der Verbindungsvorrichtung jeweils eine Steuergerät-Medienleitung mit einer zu der Steuergerät-Medienleitung passenden Werkzeug-Medienleitung verbindbar ist bzw. eine entsprechende Medienverbindung trennbar ist. D.h., mittels der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ist beispielsweise eine Medienverbindung zwischen einer ersten Steuergerät-Medienleitung und einer ersten Werkzeug-Medienleitung herstellbar und trennbar, wobei die erste Steuergerät-Medienleitung und die erste Werkzeug-Medienleitung zum Steuern eines ersten Werkzeugs geeignet sind. Ferner ist mittels der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung beispielsweise eine Medienverbindung zwischen einer weiteren Steuergerät-Medienleitung und einer weiteren Werkzeug-Medienleitung herstellbar und trennbar, wobei die weitere Steuergerät-Medienleitung und die weitere Werkzeug-Medienleitung zum Steuern eines weiteren, sich vom ersten Werkzeug unterscheidenden Werkzeugs geeignet sind. Durch die Verbindungsvorrichtung kann einfach, schnell und kostengünstig das entsprechende Steuergerät mit dem an dem Werkzeugroboter angeordneten Werkzeug gekoppelt werden. Bei einem Wechsel des Werkzeugs kann entsprechend einfach, schnell und kostengünstig das für das neue Werkzeug erforderliche Steuergerät mit diesem Werkzeug funktional gekoppelt werden.
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Unter einer Medienleitung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine kabel-, rohr- oder schlauchförmige Medienleitung zu verstehen. Unter einer Medienverbindung zwischen einer Steuergerät-Medienleitung und der zugehörigen Werkzeug-Medienleitung ist insbesondere eine Verbindung zu verstehen, durch welche ein Medium von der Steuergerät-Medienleitung zur Werkzeug-Medienleitung geleitet werden kann. Unter einer Kopplung ist vorliegend eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der jeweiligen Medienleitungen mit der Eingangsanschlüssen bzw. den Ausgangsanschlüssen zu verstehen. So können die jeweiligen Medienleitungen beispielsweise an die jeweiligen Eingangsanschlüsse bzw. Ausgangsanschlüsse geschraubt, geclipst oder gesteckt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass ein Controller zum Ansteuern der Verbindungsvorrichtung zum wahlweisen Herstellen und Trennen der Medienverbindung zwischen einer der Steuergerät-Medienleitungen und einer zugehörigen Werkzeug-Medienleitung bereitgestellt ist. Durch den Controller kann eine automatische Steuerung und/oder Regelung der Medienverbindung bereitgestellt werden. So kann der Controller beispielsweise automatisch erkennen, welches Werkzeug sich momentan am Werkzeugroboter befindet und die dafür erforderliche Medienverbindung zwischen der passenden Steuergerät-Medienleitung und der zugehörigen Werkzeug-Medienleitung herstellen bzw. vorher die bestehende unpassende Medienverbindung zwischen der entsprechenden Steuergerät-Medienleitung und der zugehörigen Werkzeug-Medienleitung trennen.
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Ferner ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass die Verbindungsvorrichtung wenigstens einen Stecker und mehrere Steckeraufnahmen zum Herstellen und Trennen der Medienverbindung zwischen den Steuergerät-Medienleitungen und den Werkzeug-Medienleitungen aufweist. Mittels einer Steckverbindung zwischen dem Stecker und einer der Steckeraufnahmen ist eine besonders einfache und zuverlässige Medienverbindung zwischen einer ausgewählten Steuergerät-Medienleitung und einer zugehörigen Werkzeug-Medienleitung herstellbar. Die Stecker und Steckeraufnahmen bilden somit medienkommunizierende Schnittstellen zwischen den Steuergeräten, der Verbindungsvorrichtung und den Werkzeugen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jeder Steuergerät-Medienleitung eine Steckeraufnahme und jeder Werkzeug-Medienleitung jeweils ein Stecker zugeordnet sein, sodass zwischen jeder Steuergerät-Medienleitung bzw. einer jeweiligen Steuergerät-Medienleitung und einer zugehörigen Werkzeug-Medienleitung eine entsprechende Steckverbindung herstellbar bzw. trennbar ist. Ferner ist es möglich, dass die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung nur einen Stecker aufweist, dem mehrere oder alle Werkzeug-Medienleitungen zugeordnet sind, und über welchen jeweils eine Steckverbindung zwischen der jeweiligen Steuergerät-Medienleitung und der zugehörigen Werkzeug-Medienleitung herstellbar bzw. trennbar ist.
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Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei einer Schaltvorrichtung die Steckeraufnahmen jeweils an einem der Eingangsanschlüsse ausgestaltet sind und der Stecker relativ zu den Steckeraufnahmen bewegbar angeordnet ist. Dadurch, dass die Steckeraufnahmen an den bevorzugt feststehenden Eingangsanschlüssen ausgebildet sind, d.h., jeweils eine Steckeraufnahme an einem Eingangsanschluss ausgebildet ist, und nur der Stecker bewegbar angeordnet ist, kann eine besonders einfache und zuverlässig funktionierende Schaltvorrichtung bereitgestellt werden.
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Von weiterem Vorteil ist es bei einer Schaltvorrichtung, wenn zwischen den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen zugehörige Verbindungsleitungen angeordnet sind, wobei zwischen jeder Steuergerät-Medienleitung und der zugehörigen Werkzeug-Medienleitung über eine zugehörige Verbindungsleitung eine Medienverbindung herstellbar oder trennbar ist. Mittels zwischen den jeweiligen Steuergerät-Medienleitungen und Werkzeug-Medienleitungen angeordneten Verbindungsleitungen der Schaltvorrichtung lässt sich eine Medienverbindung zwischen den jeweiligen Steuergerät-Medienleitungen und Werkzeug-Medienleitungen herstellen, ohne dieselben zu bewegen, umzustecken oder umzuschalten. Dadurch können die Steuergerät-Medienleitungen und Werkzeug-Medienleitungen beispielsweise an festen Positionen zwischen den Steuergeräten und dem Werkzeugroboter bzw. an denselben verlegt sein bzw. werden. Dies führt zu einer entsprechendes Arbeitsersparnis für das zuständige Arbeitspersonal. Ferner werden Fehler beim Verbinden von Leitungen vermieden.
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Darüber hinaus ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Vorteil, wenn ein erstes Ende der Verbindungsleitungen jeweils mit einem der Eingangsanschlüsse verbunden ist und ein zweites Ende der Verbindungsleitungen jeweils mit einem der Ausgangsanschlüsse verbunden ist. Dadurch kann eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung besonders einfach in ein Werkzeugroboter-System zwischen Steuergeräten bzw. Steuerschränken und Werkzeugroboter integriert werden. Für eine Medienverbindung zwischen den Steuergeräten und dem Werkzeugroboter bzw. dem Werkzeug können die verschiedenen Steuergerät-Medienleitungen einfach an den jeweiligen Eingangsanschlüssen und die Werkzeug-Medienleitungen an den jeweiligen Ausgangsanschlüssen der Schaltvorrichtung angeschlossen werden, wobei über die Verbindungsleitungen jeweils eine Medienverbindung zwischen den Steuergerät-Medienleitungen und den zugehörigen Werkzeug-Medienleitungen herstellbar bzw. trennbar ist. Die Verbindungsleitungen sind hierbei funktionstechnisch gleich den jeweiligen Steuergerät-Medienleitungen und Werkzeug-Medienleitungen ausgestaltet.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, dass die Eingangsanschlüsse und/oder die Ausgangsanschlüsse in einem Gehäuse der Schaltvorrichtung angeordnet sind, wobei eine erste Außenfläche der Eingangsanschlüsse und/oder der Ausgangsanschlüsse jeweils außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und eine zweite Außenfläche der Eingangsanschlüsse und/oder der Ausgangsanschlüsse jeweils innerhalb des Gehäuses bzw. eines Innenvolumens des Gehäuses angeordnet ist. Durch das erfindungsgemäße Gehäuse können die im Gehäuse bzw. innerhalb eines Gehäusevolumens liegenden Seiten der Eingangsanschlüsse vor Umwelteinflüssen, wie Staub und/oder Feuchtigkeit, geschützt werden. Insbesondere bei einem Umschalten bzw. Umstecken zwischen verschiedenen Medienleitungen können dadurch eine Beschädigung der Schaltvorrichtung und daraus resultierende Fehlfunktionen verhindert werden. Das Gehäuse ist bevorzugt vollständig geschlossen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. So ist es auch denkbar, dass in dem Gehäuse beispielsweise Lüftungsöffnungen und/oder Öffnungen für einen schnellen Eingriff im Falle einer Fehlfunktion oder für Wartungs- und/oder Instandhaltungsarbeiten ausgestaltet sind. In diesem Fall kann das Gehäuse auch als ein gehäuseartiges Gestell verstanden werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System mit einem Werkzeugroboter und der vorstehend beschriebenen Schaltvorrichtung bereitgestellt. Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung beschrieben worden sind.
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Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Schaltvorrichtung am oder im Werkzeugroboter angeordnet ist. Dadurch kann ein besonders platzsparendes System bereitgestellt werden. Die Schaltvorrichtung kann beispielsweise in einem Werkzeugroboter-Sockel oder an demselben verbaut sein.
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Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Werkzeug-Medienleitungen beabstandet von der Schaltvorrichtung in Richtung eines Werkzeugs am Werkzeugroboter in einer Werkzeugroboter-Schlauchleitung am oder im Werkzeugroboter geführt sind. Die Werkzeug-Medienleitungen sind bevorzugt direkt nach den Ausgangsanschlüssen von der Werkzeugroboter-Schlauchleitung ummantelt und werden bis zum Werkzeug bzw. bis zu einem Bereich am Werkzeugwechsler in der Werkzeugroboter-Schlauchleitung geführt, d.h., sind von derselben zumindest teilweise ummantelt. Dadurch können die verschiedenen Werkzeug-Medienleitungen besonders platzsparend und sicher im oder am Werkzeugroboter verlegt sein bzw. werden.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen jeweils schematisch:
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1 ein System mit einem Werkzeugroboter gemäß dem Stand der Technik,
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2 ein System mit einem Werkzeugroboter und einer Schaltvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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3 eine Schaltvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem ersten Betriebszustand,
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4 eine Schaltvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem zweiten Betriebszustand, und
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5 eine Schaltvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch ein bekanntes System mit einem Werkzeugroboter 100 dargestellt, der über verschiedene Steuergerät-Medienleitungen A1, B1, C1 von zugehörigen Steuergeräten A, B, C mit Medien für entsprechende Werkzeuge 1, 2, 3 versorgt werden kann. Ein derartiges System wurde bereits im einleitenden Teil der vorliegenden Beschreibung dargestellt, weshalb auf eine erneute Darstellung desselben an dieser Stelle verzichtet wird.
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2 zeigt ein System mit einem Werkzeugroboter 100 und einer Schaltvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Werkzeugroboter 100 in 1 weist einen Roboterarm 120 und einen daran befestigten Werkzeugwechsler 110 auf. Über den Werkzeugwechsler 110 lassen sich verschiedene Werkzeuge 1, 2, 3 am Roboterarm 120 des Werkzeugroboters 100 befestigen. Werkzeuge 1, 2, 3, die momentan nicht in Verwendung sind, können in einer Werkzeugstation 1000 mit entsprechenden Werkzeuglagern 1010 geparkt werden.
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Wie in 2 dargestellt, sind Steuergerät-Medienleitungen A1, B1, B2 von zugehörigen Steuergeräten A, B, C jeweils an Eingangsanschlüssen 31, 32, 33 der Schaltvorrichtung 10 angeschlossen bzw. mit denselben gekoppelt. Aus der Schaltvorrichtung 10 heraus bzw. von der Schaltvorrichtung 10 weg sind Werkzeug-Medienleitungen A2, B2, C2 durch eine bzw. innerhalb einer Werkzeugroboter-Schlauchleitung D2 am Roboterarm 120 des Werkzeugroboters 100 bis zum Werkzeugwechsler 110 bzw. in den Bereich des Werkzeugs 1 verlegt.
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Die in 2 dargestellte Schaltvorrichtung 10 ist für eine bessere Darstellung vom Werkzeugroboter 100 beabstandet angeordnet, kann aber in einer bevorzugten Ausführungsform auch am oder im Werkzeugroboter 100 angeordnet sein.
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Die Schaltvorrichtung 10 sowie die Anordnung derselben im System werden anschließend mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben. Die in 3 dargestellte Schaltvorrichtung für den Werkzeugroboter 100 weist einen ersten Eingangsanschluss 31, einen zweiten Eingangsanschluss 32 und einen dritten Eingangsanschluss 33 auf. Ferner weist die Schaltvorrichtung 10 einen ersten Ausgangsanschluss 41, einen zweiten Ausgangsanschluss 42 und einen dritten Ausgangsanschluss 43 auf. Die Eingangsanschlüsse 31, 32, 33 und die Ausgangsanschlüsse 41, 42, 43 sind in einem Gehäuse 20 der Schaltvorrichtung 10 angeordnet, wobei manche Außenflächen der Eingangsanschlüsse 31, 32, 33 und der Ausgangsanschlüsse 41, 42, 43 jeweils außerhalb des Gehäuses 20 angeordnet sind und andere Außenflächen der Eingangsanschlüsse 31, 32, 33 und der Ausgangsanschlüsse 41, 42, 43 jeweils innerhalb des Gehäuses 20 bzw. einem Innenvolumen des Gehäuses 20 angeordnet sind.
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An jedem der Eingangsanschlüsse 31, 32, 33 ist jeweils eine Steuergerät-Medienleitung A1, B1, C1 von einem zugehörigen Steuergerät A, B, C der Steuergeräte A, B, C angeschlossen. D.h., an einem ersten Eingangsanschluss 31 ist eine erste Steuergerät-Medienleitung A1 angeschlossen, an einem zweiten Eingangsanschluss 32 ist eine zweite Steuergerät-Medienleitung B1 angeschlossen und an einem dritten Eingangsanschluss 33 ist eine dritte Steuergerät-Medienleitung C1 angeschlossen. Außerdem ist an jedem der Ausgangsanschlüsse 41, 42, 43 jeweils eine Werkzeug-Medienleitung A2, B2, C2 zu einem Werkzeug 1, 2, 3 am Werkzeugroboter 100 angeschlossen. D.h., an einem ersten Ausgangsanschluss 41 ist eine erste Werkzeug-Medienleitung A2 angeschlossen, an einem zweiten Ausgangsanschluss 42 ist eine zweite Werkzeug-Medienleitung B2 angeschlossen und an einem dritten Ausgangsanschluss 43 ist eine dritte Werkzeug-Medienleitung C2 angeschlossen.
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Im Gehäuse 20 der in 3 dargestellten Schaltvorrichtung 10 ist ferner eine Verbindungsvorrichtung 50 angeordnet, mittels welcher wahlweise zwischen einer der Steuergerät-Medienleitungen A1, B1, C1 und einer zugehörigen Werkzeug-Medienleitung A2, B2, C2 eine Medienverbindung herstellbar und trennbar ist. Hierfür ist gemäß der ersten Ausführungsform ein Controller 60 zum Ansteuern der Verbindungsvorrichtung 50 zum wahlweisen Herstellen und Trennen der Medienverbindung zwischen einer der Steuergerät-Medienleitungen A1, B1, C1 und einer zugehörigen Werkzeug-Medienleitung A2, B2, C2 bereitgestellt.
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Die Verbindungsvorrichtung 50 weist wenigstens einen Stecker 54 und mehrere Steckeraufnahmen 51, 52, 53 zum Herstellen und Trennen der Medienverbindung zwischen den Steuergerät-Medienleitungen A1, B1, C1 und den Werkzeug-Medienleitungen A2, B2, C2 auf. Die Steckeraufnahmen 51, 52, 53 sind jeweils an einem der Eingangsanschlüsse 31, 32, 33 ausgestaltet, wobei der Stecker 54 relativ zu den Steckeraufnahmen 51, 52, 53 bewegbar angeordnet ist. Die jeweiligen Medien von den Steuergerät-Medienleitungen A1, A2, A3 bzw. den jeweiligen Steckeraufnahmen 51, 52, 53 können über den Stecker 54 und darin verlegte Verbindungsleitungen 71, 72, 73 (in 3 und 4 für eine bessere Übersicht nicht dargestellt), die in einer Schaltvorrichtungs-Schlauchleitung 70 geführt und eine Medienverbindung innerhalb des Gehäuses 20 zu den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 41, 42, 43 herstellen, weiter zu den jeweiligen Werkzeug-Medienleitungen A2, B2, C2 geleitet werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Stecker 54 bzw. ein Steckerkopf desselben, wie in 4 gezeigt, in die erste Steckeraufnahme 51 gesteckt wird bzw. ist. In diesem Fall ist eine Medienverbindung zwischen der ersten Steuergerät-Medienleitung A1 und der ersten Werkzeug-Medienleitung A2 über die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 10 hergestellt und ein entsprechendes erstes Werkzeug 1 kann betrieben bzw. wunschgemäß angesteuert werden.
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Zum Wechseln einer Steckverbindung kann der Stecker 54 mittels einer Stecker-Stellvorrichtung 50, gemäß 1 eine teleskopartige Stellvorrichtung, zum Lösen der Steckverbindung mit beispielsweise der ersten Steckeraufnahme 51 aus derselben gezogen werden. Anschließend kann der Stecker 54 mittels einer Bewegungsvorrichtung 80, gemäß 1 eine schienenartige Stellvorrichtung, in Position zu beispielsweise der zweiten Steckeraufnahme 52 bewegt werden. Nun kann der Stecker 54 bzw. der Steckerkopf für eine neue Steckverbindung mittels der Stecker-Stellvorrichtung 55 in die zweite Steckeraufnahme 52 gesteckt werden. Für eine besonders sichere und stabile Bewegung des Steckers 54 relativ zu den Steckeraufnahmen 51, 52, 53 können die Steckeraufnahmen wie in 3 und 4 gezeigt, in einer Steckeraufnahme-Fassung 90 gelagert sein, wobei die Steckeraufnahme-Fassung 90 eine Führung 91 aufweist, in welcher der Stecker 54 oder ein dem Stecker 54 zugeordnetes Steckergehäuse gleitend gelagert sein kann.
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5 zeigt eine Schaltvorrichtung 10‘ gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß der schematischen Darstellung in 5 ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass die jeweiligen Steuergerät-Medienleitungen A1, B1, C1 jeweils über eine zugehörige Verbindungsleitung 71, 72, 73 mit der entsprechenden Werkzeug-Medienleitung A2, B2, C2 in Medienverbindung bringbar sind. Zum Herstellen bzw. Lösen der Medienverbindung zwischen den Steuergerät-Medienleitungen A1, B1, C1 und den Werkzeug-Medienleitungen A2, B2, C2 können die jeweiligen Verbindungsleitungen 71, 72, 73 einzeln unterbrochen bzw. geschlossen werden. Dies kann beispielsweise mittels einer jeweiligen Steckverbindung realisiert werden. Soll beispielsweise das als Schweißvorrichtung ausgestaltete erste Werkzeug 1 mit den für einen Schweißvorgang erforderlichen Medien versorgt werden, können die zweite und die dritte Verbindungsleitung 72, 73 unterbrochen sein bzw. werden und nur die erste Verbindungsleitung 71 geschlossen sein bzw. werden. Soll nun beispielsweise das als Greifvorrichtung ausgestaltete zweite Werkzeug 2 mit den für einen Greifvorgang erforderlichen Medien versorgt werden, können die erste und die dritte Verbindungsleitung 71, 73 unterbrochen sein bzw. werden und nur die zweite Verbindungsleitung 71 geschlossen sein bzw. werden. Dadurch lässt sich ein einfaches Umschalten zwischen den verschiedenen Medienleitungen bzw. zugehörigen Steuergeräten A, B, C realisieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes Werkzeug
- 2
- zweites Werkzeug
- 3
- drittes Werkzeug
- 10; 10‘
- Schaltvorrichtung
- 20
- Gehäuse
- 31
- erster Eingangsanschluss
- 32
- zweiter Eingangsanschluss
- 33
- dritter Eingangsanschluss
- 40
- Ausgangsanschluss
- 41
- erster Ausgangsanschluss
- 42
- zweiter Ausgangsanschluss
- 43
- dritter Ausgangsanschluss
- 50
- Verbindungsvorrichtung
- 51
- erste Steckeraufnahme
- 52
- zweite Steckeraufnahme
- 53
- dritte Steckeraufnahme
- 54
- Stecker
- 55
- Stecker-Stellvorrichtung
- 60
- Controller
- 70
- Schaltvorrichtungs-Schlauchleitung
- 71
- erste Verbindungsleitung
- 72
- zweite Verbindungsleitung
- 73
- dritte Verbindungsleitung
- 80
- Bewegungsvorrichtung
- 90
- Steckeraufnahme-Fassung
- 91
- Führung
- 100
- Werkzeugroboter
- 110
- Werkzeugwechsler
- 1000
- Lagerstation
- 1010
- Werkzeuglager
- A
- erstes Steuergerät
- A1
- erste Steuergerät-Medienleitung
- A2
- erste Werkzeug-Medienleitung
- B
- zweites Steuergerät
- B1
- zweite Steuergerät-Medienleitung
- B2
- zweite Werkzeug-Medienleitung
- C
- drittes Steuergerät
- C1
- dritte Steuergerät-Medienleitung
- C2
- dritte Werkzeug-Medienleitung
- D2
- Werkzeugroboter-Schlauchleitung
