DE102022124855A1

DE102022124855A1 - Gesteuertes nachgiebiges greif- und manipulationssystem für einen roboter

Info

Publication number: DE102022124855A1
Application number: DE102022124855.0A
Authority: DE
Inventors: Miguel Arturo Saez; John Patrick Spicer; Muhammad E. Abdallah; James W. Wells; Tom Malburg
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2023-06-15
Also published as: CN116262349A; US20230182301A1

Abstract

Ein nachgiebiger Endeffektor enthält einen Robotermontageträger und ein Komponentenhalteorgan. Das Komponentenhalteorgan enthält eine Seitenfläche und eine obere Oberfläche. Ein Komponentenklemmsystem enthält ein erstes Klemmorgan, das dafür betreibbar ist, sich in Richtung der Seitenfläche des Komponentenhalteorgans zu bewegen, und ein zweites Klemmorgan, das dafür betreibbar ist, sich in Richtung der oberen Oberfläche des Komponentenhalteorgans zu bewegen. Mit dem Klemmsystem ist ein Controller funktional verbunden. Der Controller ist dafür konfiguriert, das erste und das zweite Klemmorgan in Eingriff zu bringen, während das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem in einer eingestellten Position ist, und das erste Klemmorgan und das zweite Klemmorgan zu lösen, was ermöglicht, dass sich ein Teil einer durch das Komponentenklemmsystem gehalten Komponente mit einem oder mehreren Freiheitsgraden bewegt, wenn sich das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem in die eingestellte Position bewegt.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Gebiet von Fertigungsrobotern und insbesondere ein gesteuertes nachgiebiges Greif- und Manipulationssystem für einen Roboter.
Roboter werden in Fertigungsprozessen häufig verwendet. Roboter können zum Schweißen, Einbauen von Komponenten, Betätigen von Befestigungselementen, Ausführen von Kontrollen und dergleichen verwendet werden. In einigen Umgebungen können Roboter zwei oder mehr Greifvorrichtungen enthalten, die ein Objekt halten und/oder manipulieren. In anderen Umgebungen können zwei oder mehr Roboter ein Objekt halten. Roboter mit zwei oder mehr Greifvorrichtungen erfordern keine komplexen Koordinierungsschemata. Das heißt, der Roboter kann jede Greifvorrichtung steuern, um das Objekt zu halten. Wenn zwei oder mehr Roboter ein Objekt halten, ist eine Koordinierung erforderlich, um das Erteilen unerwünschter Spannungen zu verringern.
Koordinierungsaktionen von zwei oder mehr Robotern erfordern Sensoren, Rückkopplungsschaltungen und komplexe Programmierung. Eine Fehlanpassung der Position zwischen zwei Robotern, die ein einzelnes Objekt halten, kann eine Belastung erzeugen, die zur Rissbildung, zu gebrochenen Schweißstellen oder anderer Beschädigung führen kann. Ferner könnte irgendeine Fehlanpassung der Position zu der falschen Anbringung einer Komponente, zur Bildung einer unerwünschten Öffnung oder dazu, dass eine Schweißperle entweder gegenüber einem vorgeplanten Ort fehlausgerichtet wird oder an einem unerwünschten Ort abgelegt wird, führen. Dementsprechend würde die Industrie ein System begrüßen, das den Betrieb zwischen zwei verschiedenen Robotern, die dasselbe Objekt manipulieren, leicht und einfach koordinieren kann, ohne unerwünschte Spannungen zu erteilen.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel enthält ein nachgiebiger Endeffektor für ein Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem einen Robotermontageträger, der an einem Robotermanipulationsarm montiert werden kann, und ein Komponentenhalteorgan, das mit dem Robotermontagearm verbunden ist. Das Komponentenhalteorgan enthält eine Seitenfläche und eine obere Oberfläche. Ein Komponentenklemmsystem enthält ein erstes Klemmorgan, das betreibbar ist, sich in Richtung der Seitenfläche des Komponentenhalteorgans zu bewegen, und ein zweites Klemmorgan, das betreibbar ist, sich in Richtung der oberen Oberfläche des Komponentenhalteorgans zu bewegen. Mit dem Klemmsystem ist ein Controller funktional verbunden. Der Controller ist dafür konfiguriert, das erste und das zweite Klemmorgan in Eingriff zu bringen, während das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem in einer eingestellten Position ist, und das erste Klemmorgan und das zweite Klemmorgan zu lösen, was ermöglicht, dass sich ein Teil einer durch das Komponentenklemmsystem gehalten Komponente mit einem oder mehreren Freiheitsgraden bewegt, wenn sich das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem in die eingestellte Position bewegt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Komponentenhalteorgan ein erstes Komponentenhalteorgan, das eine erste Seitenfläche und eine erste obere Oberfläche aufweist, und ein zweites Komponentenhalteorgan, das eine zweite Seitenfläche und eine zweite obere Oberfläche aufweist, wobei das erste Klemmorgan dafür betreibbar ist, sich in Richtung der ersten Seitenfläche zu bewegen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Komponentenhalteorgan ein erstes Halteelement, das relativ zu dem Robotermontageträger fest montiert ist, und ein zweites Halteelement, das mit einer gehaltenen Komponente in Eingriff gebracht werden kann.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist das zweite Halteelement relativ zu dem ersten Halteelement verschiebbar.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das zweite Halteelement die Seitenfläche und die obere Oberfläche.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale drängt das erste Klemmorgan die gehaltene Komponente gegen die Seitenfläche des zweiten Halteelements.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale drängt das zweite Klemmorgan die gehaltene Komponente gegen die obere Oberfläche des zweiten Halteelements.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das zweite Klemmorgan einen drehbaren Arm, der mit einem Drehaktuator verbunden ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das erste Klemmorgan einen Kolben, der mit einem Linearaktuator gekoppelt ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist durch die Komponentenhalterung ein Komponentenerdungssystem gehalten, wobei das Komponentenerdungssystem für eine gehaltene Komponente eine elektrische Erdung bereitstellt.
Außerdem wird gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ein Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem offenbart, das einen ersten Roboter, der einen ersten Komponentenendeffektor aufweist, der mit einem ersten Ende einer Komponente fest verbunden ist, und einen zweiten Roboter, der einen zweiten Komponentenendeffektor aufweist, der mit einem zweiten Ende der Komponente nachgiebig verbunden ist, enthält. Der zweite Komponentenendeffektor enthält einen Robotermontageträger, der mit dem zweiten Roboter verbunden ist, und ein Komponentenhalteorgan, das mit dem Robotermanipulationsarm verbunden ist. Das Komponentenhalteorgan enthält eine Seitenfläche und eine obere Oberfläche. Ein Komponentenklemmsystem enthält ein erstes Klemmorgan, das dafür betreibbar ist, sich in Richtung der Seitenfläche des Komponentenhalteorgans zu bewegen, und ein zweites Klemmorgan, das dafür betreibbar ist, sich in Richtung der oberen Oberfläche des Komponentenhalteorgans zu bewegen. Mit dem Klemmsystem ist ein Controller funktional verbunden. Der Controller ist dafür konfiguriert, das erste und das zweite Klemmorgan in Eingriff zu bringen, während das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem in einer eingestellten Position ist, und das erste Klemmorgan und das zweite Klemmorgan zu lösen, was ermöglicht, dass sich ein Teil einer durch das Komponentenklemmsystem gehalten Komponente mit einem oder mehreren Freiheitsgraden bewegt, wenn sich das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem in die eingestellte Position bewegt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Komponentenhalteorgan ein erstes Komponentenhalteorgan, das eine erste Seitenfläche und eine erste obere Oberfläche aufweist, und ein zweites Komponentenhalteorgan, das eine zweite Seitenfläche und eine zweite obere Oberfläche aufweist, wobei das erste Klemmorgan dafür betreibbar ist, sich in Richtung der ersten Seitenfläche zu bewegen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Komponentenhalteorgan ein erstes Halteelement, das relativ zu dem Robotermontageträger fest montiert ist, und ein zweites Halteelement, das mit einer gehaltenen Komponente in Eingriff gebracht werden kann.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist das zweite Halteelement relativ zu dem ersten Halteelement verschiebbar.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das zweite Halteelement die Seitenfläche und die obere Oberfläche.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale drängt das erste Klemmorgan die gehaltene Komponente gegen die Seitenfläche des zweiten Halteelements.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale drängt das zweite Klemmorgan die gehaltene Komponente gegen die obere Oberfläche des zweiten Halteelements.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das zweite Klemmorgan einen drehbaren Arm, der mit einem Drehaktuator verbunden ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das erste Klemmorgan einen Kolben, der mit einem Linearaktuator gekoppelt ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist durch die Komponentenhalterung ein Komponentenerdungssystem gehalten, wobei das Komponentenerdungssystem für eine gehaltene Komponente eine elektrische Erdung bereitstellt.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird.
Figurenliste
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht; es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines gesteuerten Komponentengreifsystems gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
2 eine Draufsicht eines nachgiebigen Endeffektors des gesteuerten Komponentengreifsystems aus 1 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
3 eine zerlegte Ansicht des nachgiebigen Endeffektors des gesteuerten Komponentengreifsystems aus 2 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
4 eine Stirnansicht des nachgiebigen Endeffektors aus 2 entlang der Linie 4-4 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
5 eine Teilquerschnittsansicht von der Stirnseite und oben des nachgiebigen Endeffektors aus 2 entlang der Linie 5-5 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel; und
6 eine perspektivische Ansicht eines nachgiebigen Endeffektors des gesteuerten Komponentengreifsystems gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Selbstverständlich bezeichnen einander entsprechende Bezugszeichen überall in den Zeichnungen gleiche oder einander entsprechende Teile und Merkmale. Wie der Begriff Modul hier verwendet ist, bezieht er sich auf eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine Kombinationslogikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen, enthalten kann.
Ein Komponentengreif- und Manipulationssystem gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ist in 1 allgemein bei 10 gezeigt. Das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem 10 enthält einen ersten Robotermanipulator 16, der von einem zweiten Robotermanipulator 18 beanstandet ist. Der erste Robotermanipulator 16 enthält einen ersten Manipulationsarm 22, an dem ein erster Endeffektor 24 befestigt ist. Der zweite Robotermanipulator 18 enthält einen zweiten Manipulationsarm 28, der einen zweiten Endeffektor 30 aufweist. Jeder Robotermanipulationsarm 16 und 18 und der zugeordnete Endeffektor 24, 30 ist eine unabhängige Vorrichtung, deren Steuerung zum Manipulieren einer einzelnen Komponente organisiert werden kann.
Wie hier ausführlich dargestellt wird, ist der erste Endeffektor 24 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ein fester Endeffektor, d. h., wenn der Endeffektor verbunden ist, hält er die Komponente in der Weise, dass die Bewegung in irgendeinem Freiheitsgrad (z. B. aufwärts/abwärts; nach links/rechts; und/oder nach innen/außen) jederzeit gesperrt ist. Im Gegensatz dazu ist der zweite Endeffektor 30 ein nachgiebiger Endeffektor, d. h., der Endeffektor hält die Komponente lose oder in einer Weise, die die Bewegung in einem oder mehreren Freiheitsgraden zulässt, während sie manipuliert wird. Das heißt, mit dem nachgiebigen Endeffektor ist die Komponente weiterhin gehalten, wobei aber eine gewisse Bewegung zugelassen ist, sodass während der Manipulation keine Spannungen erzeugt werden. Genauer verhindert die Bewegungsfreiheit an einem Ende, dass in der Komponente während der Manipulation Spannungen erzeugt werden, die sich aus irgendeiner Fehlanpassung oder einem Fehlen der Synchronisation zwischen dem ersten Robotermanipulator 16 und dem zweiten Robotermanipulator 18 ergeben.
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ist der erste Endeffektor 24 mit einem ersten Ende 32 einer Komponente 34 fest verbunden und ist der zweite Endeffektor 30 mit einem zweiten, gegenüberliegenden Ende 35 der Komponente 34 nachgiebig verbunden. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ist die Komponente 34 in Form eines Rahmenträgers 36 gezeigt, der einen Fertigungsprozess erfährt. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ist mit dem ersten Robotermanipulator 16 ein erstes Steuersystem 39, das ein erstes Steuermodul 38 aufweist, verbunden und ist mit dem zweiten Robotermanipulator 18 ein zweites Steuersystem 42, das ein zweites Steuermodul 44 aufweist, verbunden. Das erste und das zweite Steuersystem 39 und 42 lenken den ersten und den zweiten Robotermanipulator 16 und 18 auf der Grundlage von Anweisungen, die durch das erste und das zweite Steuermodul 38 und 44 empfangen werden oder darin gespeichert sind, um den Rahmenträger 36 in eine Position für einen Fertigungsschritt wie etwa Teilbefestigung, Schweißen und dergleichen zu manipulieren.
Bei der Beschreibung des zweiten Endeffektors 30 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel wird nun weiter mit Bezug auf 1 Bezug auf die folgenden 2-5 genommen. Der zweite Endeffektor 30 enthält einen Robotermontageträger 53, der als eine Schnittstelle mit dem zweiten Manipulationsarm 28 dient. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ist durch den Robotermontageträger 53 ein Komponentenhalte- und Komponentenklemmsystem 60 gehalten. Das Komponentenhalte- und Komponentenklemmsystem 60 enthält einen Halteträger 62, der mit einem Komponententräger 66 verbunden ist.
Gemäß einem in 3 gezeigten nicht einschränkenden Beispiel enthält die Komponentenhalterung 66 ein erstes Komponentenhalteorgan 70 und ein zweites Komponentenhalteorgan 72. Das erste Komponentenhalteorgan 70 ist relativ zu dem zweiten Komponentenhalteorgan 72 befestigt. Das erste Komponentenhalteorgan 70 und das zweite Komponentenhalteorgan 72 sind dafür bemessen und voneinander beanstandet, wie in 4 und 5 gezeigt ist, in das zweite Ende 35 des Rahmenträgers 36 eingeführt zu werden. Wahlweise schweben das erste und das zweite Halteorgan 70 und 72 innerhalb des zweiten Endes 35 des Rahmenträgers 36. Gemäß einem in 3-5 gezeigten nicht einschränkenden Beispiel enthält das erste Komponentenhalteorgan 70 ein erstes Halteelement 78 und ein zweites Halteelement 80. Ähnlich enthält das zweite Komponentenhalteorgan 72 ein erstes Halteelement 82 und ein zweites Halteelement 84.
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann das zweite Halteelement 80 des ersten Komponentenhalteorgans 70 relativ zu dem ersten Halteelement 78 entlang einer Achse „A“ (5) durch ein Zusammenwirken erster Lager 86 übergehen. Gleichfalls kann das zweite Halteelement 84 des zweiten Komponentenhalteorgans 72 relativ zu dem ersten Halteelement 82 durch ein Zusammenwirken zweiter Lager 88 übergehen. Auf diese Weise kann der Rahmenträger 36 entlang eines ersten durch die Achse „A“ definierten ersten Freiheitsgrads verlagert werden, während er manipuliert wird. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel enthält das zweite Halteelement 80 des ersten Komponentenhalteorgans 70 eine erste Seitenfläche 90 und eine erste obere Oberfläche 92. Die erste Seitenfläche 90 enthält einen ersten angewinkelten Oberflächenabschnitt 94.
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel enthält das zweite Halteelement 84 des zweiten Komponentenhalteorgans 72 eine zweite Seitenfläche 96 und eine zweite obere Oberfläche 98. Die zweite Seitenfläche 96 enthält einen zweiten angewinkelten Oberflächenabschnitt 100. Der erste und der zweite angewinkelte Oberflächenabschnitt 94, 100 begrenzen einen Betrag des Oberflächeninhalts jedes zweiten Halteelements 80, 84, um Reibungskräfte, die die Bewegung des Rahmenträgers 36 relativ zu dem ersten Komponentenhalteorgan 70 und dem zweiten Komponentenhalteorgan 72 hemmen können, zu verringern.
Gemäß einem in 4 gezeigten nicht einschränkenden Beispiel kann das erste Komponentenhalteorgan 70 eine erste obere Halterung 101 und eine erste untere Halterung 102 enthalten. Die erste obere Halterung 101 kann z. B. durch ein erstes und durch ein zweites Halteelement 78 und 80 definiert sein. Das erste untere Halteelement 102 kann durch ein drittes und durch ein viertes unteres Halteelement (nicht getrennt bezeichnet) definiert sein. Ähnlich kann das zweite Komponentenhalteorgan 72 eine zweite obere Halterung 104 und eine zweite untere Halterung 105 enthalten. Die zweite untere Halterung 104 kann durch ein erstes und durch ein zweites Halteelement 82 und 84 definiert sein. Währenddessen kann die zweite untere Halterung 105 durch ein drittes und durch ein viertes unteres Halteelement (nicht getrennt bezeichnet) definiert sein. Obwohl sie als aus einem oberen und einem unteren Halteelement gebildet gezeigt sind, kann jedes Komponentenhalteorgan 70 und 72 durch ein einzelnes Organ gebildet sein.
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ist durch das Komponentenhalte- und Komponentenklemmsystem 60 ein Komponentenklemmsystem 116 gehalten. Das Komponentenklemmsystem 116 enthält ein erstes Klemmorgan 120 und ein zweites Klemmorgan 122. Das erste Klemmorgan 120 enthält eine wie in 4 gezeigte erste Klemme 124 und eine zweite Klemme 126 (3). Die erste Klemme 124 ist mit einer durch einen Drehaktuator 130 gedrehten Antriebswelle 127 verbunden. Die zweite Klemme 126 enthält eine entsprechende Struktur. Die erste und die zweite Klemme 124 und 126 sind durch eine Struktur 128 gehalten. Wenn der Drehaktuator aktiviert ist, bewegt sich die Klemme 124 in Kontakt mit dem Rahmenträger 36 und drängt oder zwingt ihn in Richtung der zweiten Seitenfläche 96 des zweiten Halteelements 84. Wenn er aktiviert ist, ist das zweite Ende 35 des Rahmenträgers 36 durch den zweiten Endeffektor 30 verriegelt oder festgehalten.
Gemäß einem in 4 gezeigten nicht einschränkenden Beispiel nimmt das zweite Klemmorgan 122 die Form eines Komponentenerdungssystems 129 an, das eine erste Klemmkomponente 136 und eine zweite Klemmkomponente 138 enthält. Die erste Klemmkomponente 136 nimmt die Form eines ersten Kolbens 140 an, der mit einem ersten Linearaktuator 142 verbunden ist, und die zweite Klemmkomponente 138 nimmt die Form eines zweiten Kolbens 143 an, der mit einem zweiten Linearaktuator 144 verbunden ist. Wenn sie aktiviert sind, treiben oder drängen der erste und der zweite Linearaktuator 142 und 144 die erste und die zweite Klemmkomponente 136 und 138 gegen die erste obere Oberfläche 92 der ersten Komponentenhalterung 70 und die zweite obere Oberfläche 98 der zweiten Komponentenhalterung 72, wobei sie eine elektrische Erdung herstellen, um Schweißoperationen zu unterstützen, und ferner das zweite Ende 35 des Rahmenträgers 36 an dem zweiten Endeffektor 30 verriegeln.
Während der Rahmenträger 36 im Betrieb zwischen ausgewählten statischen Positionen bewegt wird, löst das zweite Steuermodul 44 das erste Klemmorgan 120 und das zweite Klemmorgan 122. Wenn sie gelöst sind, kann das zweite Ende 35 des Rahmenträgers 36 mit einem oder mehreren Translations- und/oder Rotationsfreiheitsgraden relativ zu der ersten Komponentenhalterung 70 und zu der zweiten Komponentenhalterung 72 schweben oder sich bewegen. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann der zweite oder nachgiebige Endeffektor 30 Sensoren enthalten, die eine lineare und/oder Rotationsverlagerung in dem einen oder den mehreren Freiheitsgraden des Endes des Rahmenträgers 36 messen. Die Sensoren können z. B. für das zweite Steuersystem 42 eine Rückmeldung bereitstellen, die einen Betrag der Bewegung des zweiten Endes 35 des Rahmenträgers 36 angibt, wenn er manipuliert wird, um irgendwelche Überfahrbedingungen oder übermäßigen Bewegungsbedingungen zu detektieren und/oder anzuhalten. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann sich das zweite Ende 35 des Rahmenträgers 36 relativ zu der ersten Komponentenhalterung 70 und zu der zweiten Komponentenhalterung 72 mit wenigstens drei Freiheitsgraden vorwärts/- rückwärts, aufwärts/abwärts und von einer Seite zur anderen bewegen. Somit wird irgendeine Fehlanpassung der Bewegung, unabhängig davon, wie klein oder groß sie ist, die eine Spannung verursacht, die eine innere Schwäche erzeugen kann, nicht in den Rahmenträger 36 eingegeben.
Wenn der erste und der zweite Robotermanipulator 16 und 18 den Rahmenträger 36 in einer ausgewählten Orientierung für einen Fertigungsschritt positionieren, klemmt das erste Steuermodul 38 das erste Ende 32 des Rahmenträgers 36 und aktiviert das zweite Steuermodul 44 das erste und das zweite Klemmorgan 120 und 122, um das zweite Ende 35 des Rahmenträgers 36 zu klemmen. An diesem Punkt können ein oder mehrere weitere Roboter, nicht gezeigt, eine Schweißperle auftragen, ein Befestigungselement einbauen, eine Öffnung bilden oder dergleichen. Der eine oder die mehreren weiteren Roboter können maschinelles Sehen verwenden, um einen spezifischen Bereich an dem Rahmenträger 36 aufzufinden, oder können in einem nicht einschränkenden Beispiel eine Rückmeldung von Sensoren empfangen, die einen oder mehrere spezifische Orte an dem Rahmenträger 36, die irgendeinen Versatz enthalten, der dem zweiten Endeffektor 30 zuzuschreiben ist, angeben. Wenn der Fertigungsschritt abgeschlossen ist, gibt das zweite Steuermodul 44 das erste und das zweite Klemmorgan 120 und 122 frei, was ermöglicht, dass das zweite Ende 35 des Rahmenträgers 36 mit einem oder mehreren Freiheitsgraden schwebt, während der Rahmenträger 36 in die richtige Position für den nächsten Fertigungsschritt manipuliert wird.
An diesem Punkt ist zu verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können. Zum Beispiel kann ein nachgiebiger Endeffektor 200, wie in 6 gezeigt ist, dafür ausgelegt sein, größere Komponenten wie etwa z. B. einen Fahrzeugrahmen 210 zu halten und zu manipulieren. Der nachgiebige Endeffektor 200 enthält eine Komponentenhalterung 220, die eine erste Komponentenhalterung 230 und eine zweite Komponentenhalterung 234 enthält. Die zweite Komponentenhalterung 234 kann ein erstes Halteelement 236 und ein zweites Halteelement 238 enthalten. Die Komponentenhalterung 220 hält den Fahrzeugrahmen 210 lose, während er zwischen ausgewählten Positionen manipuliert wird. Außerdem enthält der nachgiebige Endeffektor 200 ein Komponentenklemmsystem 260, das ein erstes Klemmorgan 280 und der zweites Klemmorgan 300 enthält.
Das erste Klemmorgan 280 enthält eine erste Klemme 302 und eine zweite Klemme 304, die in Form von Rollen (nicht getrennt bezeichnet) gezeigt sind. Das zweite Klemmorgan 300 enthält eine dritte Klemme 308 und eine vierte Klemme 310, die in Form von Rollen (ebenfalls nicht getrennt bezeichnet) gezeigt sind. Das erste und das zweite Klemmorgan 280 und 300 befestigen den Fahrzeugrahmen 210, wenn er einen Fertigungsprozess erfährt, lösen aber auf ähnliche Weise, wie hier diskutiert ist, die Klemmkraft während der Manipulation des Fahrzeugrahmens 210, um Spannungen, die durch eine Fehlanpassung der Bewegung zwischen den Robotern verursacht werden können, zu beseitigen. Gemäß dem nicht einschränkenden Beispiel fördern Rollen ferner die Bewegung des Fahrzeugrahmens 210 während der Manipulation, um das Erzeugen von Spannungen wegen einer Positionsfehlanpassung zwischen Endeffektoren abzuschwächen oder zu verhindern.
Wenn gewünscht ist, ein Teil unter Verwendung zweier Roboter zu manipulieren, führt das Versehen eines Roboters mit einem festen Endeffektor und eines zweiten Roboters mit einem nachgiebigen Endeffektor, wie es etwa hier beschrieben ist, zu verringerten Spannungen an dem Teil und an den Robotern während der Manipulation. Bei Teilen, die ein Gewicht aufweisen, das einen Gewichtsgrenzwert eines einzelnen Roboters überschreitet, wobei ein Teil eine Länge aufweist, die besser an mehreren Punkten gehalten würde; und/oder bei Teilen, die für einen einzelnen Roboter auf andere Weise schwierig zu manipulieren sind, kann das Zuweisen zweier oder mehrerer Roboter für einen bestimmten Prozess die Fertigungsziele verbessern und die Teileintegrität erhalten.
Obwohl die obige Offenbarung anhand beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht der Fachmann auf dem Gebiet, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente für Elemente davon ersetzt werden können, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Außerdem können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Schutzumfang abzuweichen. Somit soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die besonderen offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern alle in ihrem Schutzumfang liegenden Ausführungsformen enthalten.

Claims

Nachgiebiger Endeffektor für ein Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem, wobei der nachgiebige Endeffektor umfasst: einen Robotermontageträger, der an einem Robotermanipulationsarm montiert werden kann; ein Komponentenhalteorgan, das mit dem Robotermanipulationsarm verbunden ist, wobei das Komponentenhalteorgan eine Seitenfläche und eine obere Oberfläche enthält; ein Komponentenklemmsystem, das ein erstes Klemmorgan, das dafür betreibbar ist, sich in Richtung der Seitenfläche des Komponentenhalteorgans zu bewegen, und ein zweites Klemmorgan, das dafür betreibbar ist, sich in Richtung der oberen Oberfläche des Komponentenhalteorgans zu bewegen, enthält; und einen Controller, der mit dem Klemmsystem funktional verbunden ist, wobei der Controller dafür konfiguriert ist, das erste und das zweite Klemmorgan in Eingriff zu bringen, während das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem in einer eingestellten Position ist, und das erste Klemmorgan und das zweite Klemmorgan zu lösen, was ermöglicht, dass sich ein Teil einer durch das Komponentenklemmsystem gehalten Komponente mit einem oder mehreren Freiheitsgraden bewegt, wenn sich das Komponentengreif- und Komponentenmanipulationssystem in die eingestellte Position bewegt.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 1, wobei das Komponentenhalteorgan ein erstes Komponentenhalteorgan, das eine erste Seitenfläche und eine erste obere Oberfläche aufweist, und ein zweites Komponentenhalteorgan, das eine zweite Seitenfläche und eine zweite obere Oberfläche aufweist, enthält, wobei das erste Klemmorgan dafür betreibbar ist, sich in Richtung der ersten Seitenfläche zu bewegen.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 1, wobei das Komponentenhalteorgan ein erstes Halteelement, das relativ zu dem Robotermontageträger fest montiert ist, und ein zweites Halteelement, das mit einer gehaltenen Komponente in Eingriff gebracht werden kann, enthält.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 3, wobei das zweite Halteelement relativ zu dem ersten Halteelement verschiebbar ist.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 4, wobei das zweite Halteelement die Seitenfläche und die obere Oberfläche enthält.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 5, wobei das erste Klemmorgan die gehaltene Komponente gegen die Seitenfläche des zweiten Halteelements drängt.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 5, wobei das zweite Klemmorgan die gehaltene Komponente gegen die obere Oberfläche des zweiten Halteelements drängt.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 1, wobei das zweite Klemmorgan einen drehbaren Arm umfasst, der mit einem Drehaktuator verbunden ist.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 1, wobei das erste Klemmorgan einen Kolben umfasst, der mit einem Linearaktuator gekoppelt ist.
Nachgiebiger Endeffektor nach Anspruch 1, der ferner ein Komponentenerdungssystem umfasst, das durch die Komponentenhalterung gehalten ist, wobei das Komponentenerdungssystem für eine gehaltenen Komponente eine elektrische Erdung bereitstellt.