DE10394188C5

DE10394188C5 - Werkzeugseitige Robotersicherheitsverriegelung

Info

Publication number: DE10394188C5
Application number: DE10394188.6T
Authority: DE
Inventors: Dwayne Perry; Richard Heavner
Original assignee: ATI Industrial Automation Inc
Current assignee: ATI Industrial Automation Inc
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: US6840895B2; DE10394188T5; DE10394188B4; AU2003297516A8; AU2003297516A1; WO2004080663A2; US20040180769A1; WO2004080663A3

Abstract

Roboterwerkzeugwechsler, umfassend:eine Mastereinheit (20);eine Werkzeugeinheit (50);einen Koppler (22), der zwischen einer gekoppelten und entkoppelten Position selektiv bewegbar ist und betreibbar ist, um die Master- und Werkzeugeinheit durch Bewegen des Kopplers (22) zu der gekoppelten Position zusammenzukoppeln;eine elektrische Schaltung zur Betätigung des Kopplers (22), umfassend:einen Kontroller (21) in Kommunikation mit einem Robotersteuersystem, der betreibbar ist, um ein elektrisches Steuersignal (UL) an einem Ausgang (26) des Kontrollers (21) zu erzeugen;mindestens zwei Kontakte (60, 62), die der Werkzeugeinheit (50) zugeordnet sind und betreibbar sind, um zu ermöglichen, dass der Koppler (22) die entkoppelte Position einnimmt, wenn die Kontakte (60, 62) elektrisch miteinander verbunden sind, so dass das Steuersignal (UL) vom Kontroller (21) zum Koppler (22) geroutet wird; undeinen ersten Schalter (30), der betreibbar ist, um zu ermöglichen, dass der Koppler (22) die entkoppelte Position nur einnimmt, wenn die Mastereinheit (20) von der Werkzeugeinheit (50) entkoppelt ist, und weiter betreibbar ist, um das Steuersignal (UL) vom Koppler (22) zu einem Eingang des Kontrollers (21) zu routen, wenn die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt sind und das Werkzeug (14) in einem Werkzeuggestell (80) angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Robotik und speziell eine Sicherheitsverriegelung, die auf der Werkzeugseite eines Roboterwerkzeugwechslers vorgesehen ist.
Industrielle Roboter sind ein unverzichtbarer Teil von moderner Herstellung geworden. Sei es, dass man Halbleiterwafer von einer Prozesskammer zu einer anderen in einem Reinraum transportiert, oder Stahl in der Fabrikhalle eines Kraftfahrzeugherstellungswerks schneidet und schweißt, Roboter führen unermüdlich viele Herstellungsaufgaben in feindlichen Umgebungen und mit hoher Präzision und Reproduzierbarkeit aus.
In vielen Roboterherstellungsanwendungen ist es kostensparend, einen verhältnismäßig generischen Roboter zu verwenden, um die verschiedensten Aufgaben zu bewerkstelligen. Z.B. kann in einer Kraftfahrzeugherstellungsanwendung ein Roboter verwendet werden, um Metallteile während eines Fertigungslaufs zu schneiden, schleifen oder sonst zu formen, und die verschiedensten Punktschweißaufgaben auszuführen. Unterschiedliche Schweißwerkzeuggeometrien können vorteilhafterweise an einen speziellen Roboter angekuppelt werden, um Schweißaufgaben an unterschiedlichen Stellen oder in unterschiedlichen Orientierungen auszuführen. In diesen Anwendungen wird ein Werkzeugwechsler verwendet, um unterschiedliche Werkzeuge an den Roboter anzukuppeln. Eine Hälfte des Werkzeugwechslers, der als die Mastereinheit bezeichnet wird, ist dauernd am Roboterarm befestigt. Die andere Hälfte, die als die Werkzeugeinheit bezeichnet wird, ist an jedem Werkzeug befestigt, das der Roboter verwenden kann. Wenn der Roboterarm die Mastereinheit benachbart zur Werkzeugeinheit, die mit einem gewünschten Werkzeug verbunden ist, positioniert, wird ein Koppler betätigt, der die Mastereinheit und Werkzeugeinheit mechanisch zusammenkoppelt, wodurch das Werkzeug am Ende des Roboterarms befestigt wird. Versorgungsmittel, wie z.B. elektrischer Strom, Luftdruck, Hydraulikfluid, Kühlwasser, elektronische oder optische Datensignale und dergleichen, können durch den Roboterwechsler von der Mastereinheit zur Werkzeugeinheit über passende Anschlüsse, Ventilverbindungen, elektrische Verbinder und dergleichen transportiert werden, wobei die Versorgungsmittel für das ausgewählte Werkzeug verfügbar gemacht werden.
Sicherheit ist in jeglicher industriellen Roboteranwendung von höchster Wichtigkeit. Um einen möglichen Schaden oder Beschädigung am Werkzeug zu verhindern, ist es unumgänglich, dass ein Werkzeug nicht von einem Roboterarm entfernt wird, an dem es gekoppelt ist, bis der Roboterarm das Werkzeug in einem Werkzeuggestell oder eine ähnliche Aufnahme positioniert hat, die konstruiert ist, um das Werkzeug sicher zu tragen und aufzubewahren. Da der einzige Teil des Roboterarms und der Werkzeuganordnung, der nicht typischerweise zusammen- geschraubt ist, der Koppler des Werkzeugwechslers ist, sind Konstruktion und Steuerung des Kopplers von großer Wichtigkeit. Der Koppler eines Werkzeugwechslers, d.h. der Mechanismus, der Mastereinheit und Werkzeugeinheiten selektiv koppelt und entkoppelt, kann eine elektromechanische, hydraulische, pneumatische oder ähnliche Konstruktion umfassen. Werkzeugwechsler und ihre konstituierenden Koppler sind in der Robotertechnik wohlbekannt und im Handel erhältlich.
Obwohl er eine breite Mannigfaltigkeit von Formen, Größen und Betriebsmodi annehmen kann, ist ein Koppler typischerweise auf einer betriebssicher konstruiert, wobei sein Standardeinstellungszustand ist, gekoppelt zu sein. D.h., wenn Energie oder Luftdruck unterbrochen ist oder eine Kommando-Schnittstelle beendigt wird, bleiben die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt. Dies kann z.B. durch Federvorspannen des Kopplers zur gekoppelten Position erreicht werden und die Zwangsanwendung von elektrischer Energie, Luftdruck oder dergleichen erforderlich machen, um ihn zur entkoppelten Position zu bewegen. Auch wird eine Steuerung des Kopplers während eines Betriebs sorgfältig überwacht, wobei eine Robotersteuersoftware typischerweise unzählige Kontrollen ausführt, wie z.B. Abfragen von Sensoren, Abschalten von Versorgungsmitteln, Entfernen von beaufschlagter Energie vom Werkzeug und dergleichen, bevor ein Entkopplungsbefehl an den Werkzeugwechsler ausgegeben wird.
Typischerweise werden Befehle, um den Koppler zu betätigen, um die Werkzeugwechslereinheiten zu koppeln oder zu entkoppeln, durch einen Kontroller erzeugt, der typischerweise in der Mastereinheit angeordnet ist. In modernen Roboterwerkzeugwechslern kann dieser Kontroller mit der DeviceNet-Spezifikation übereinstimmen, die durch die Open DeviceNet Vendor Association (ODVA) öffentlich bekanntgemacht ist, worüber man Information von odva.org erhält. Alternativ kann sich der Kontroller an andere Bussystemspezifikationen halten oder kann eine kundenspezifische Einheit sein. Ungeachtet des speziellen Kontrollers wird die Erzeugung und Übertragung von Entkopplungsbefehlen typischerweise sorgfältig gesteuert, so dass sie nicht unbeabsichtigt erzeugt werden, wobei ein unzeitiges Entkoppeln des Werkzeugs vom Roboterarm hervorgerufen wird. Nichtsdestoweniger ist es aufgrund einer Furcht vor Softwarefehlern, menschlichem Versehen und dergleichen wünschenswert, eine Hardwaresicherheitsverriegelung in die Entkopplungsschaltung zwischenzuschalten.
Ein Beispiel für eine solche Sicherheitsverriegelung, die im Stand der Technik bekannt ist, umfasst ein physisches Unterbrechen der Verbindung, die die Entkopplungsschaltung auf Befehl durch den Kontroller mit Energie beaufschlagt, und Bringen der Leerlaufschaltung zu Außenkontakten auf dem Werkzeugwechsler. Diese Kontakte können dann mit einem Schalter, der auf dem Äußeren der Werkzeugeinheit oder dem Werkzeug selbst angeordnet ist, in einer solchen Position und auf eine solche Weise verbunden werden, dass die Schaltkontakte durch das Werkzeuggestell geschlossen werden, wenn das Werkzeug in das Werkzeuggestell platziert wird und sicher getragen wird. Dies schließt die Schaltung, wobei ermöglicht wird, dass das durch den Kontroller erzeugte Entkopplungssignal durch den geschlossenen Schalter hindurchtritt und den Koppler erreicht, wobei die Master- und Werkzeugeinheit entkoppelt werden und das Werkzeug vom Roboterarm entfernt wird. Wenn sich das Werkzeug in einer beliebigen anderen Position befindet, als sicher in seinem Werkzeuggestell verstaut zu sein, bleiben die Schaltkontakte offen, und jegliches durch den Kontroller erzeugte Entkopplungssignal kann den Koppler nicht erreichen, um den Entkopplungsbetrieb zu bewerkstelligen.
Ausführungen nach dem Stand der Technik ordneten diese Schaltkontakte auf dem Äußeren der Mastereinheit an (die typischerweise sowohl den Koppler als auch den Kontroller beherbergt), wobei ein Schalter angebracht ist, der sich zur Nähe des Werkzeugs erstreckte, um durch das Werkzeuggestell geschlossen zu werden. In der Praxis hat man gefunden, dass dies eine unzulängliche Lösung ist. Z.B. hat es sich als schwierig erwiesen, einen Schalter auf der Mastereinheit, die mit den verschiedensten Werkzeugen betreibbar ist, zu konstruieren und auszuführen, was auf die unterschiedlichen Geometrien, die jedes Werkzeug darbietet, zurückzuführen ist. Es ist entdeckt worden, dass in vielen Anwendungen Angestellte einfach einen Kurzschlussverbinder mit den Kontakten verbinden, wodurch der Sicherheitsvorteil der Verriegelung vereitelt wird.
Bewegen der Verriegelungskontakte zur Werkzeugeinheit (durch z.B. Hindurchtretenlassen des Entarretiersignalpfads zwischen der Master- und Werkzeugeinheit über Zwischen-Werkzeugwechsler-Versorgungsmittelverbindungen) vermindert die Notwendigkeit einer Universalwerkzeugverriegelungsschalterkonstruktion. Da jede Werkzeugeinheit typischerweise dauernd an einem speziellen Werkzeug angebracht ist, kann ein Schalter, der an die Geometrie des Werkzeugs angepasst ist, leicht konstruiert und an die Werkzeugeinheit oder an das Werkzeug selbst angebracht werden. Jedoch führt eine solche Verlagerung ein Problem ein: wenn die Master- und Werkzeugeinheit entkoppelt werden, wie oben beschrieben, befindet sich die Standardeinstellungsposition des Kopplers in der gekoppelten Position. Der Koppler muss sich zur entkoppelten Position bewegen, um imstande zu sein, um die Mastereinheit mit einer Werkzeugeinheit zu kuppeln. Noch ist die Schaltung zur Betätigung des Kopplers unterbrochen, und ungeachtet der Position des werkzeugmontierten Schalters kann die Schaltung nicht geschlossen werden, bis die Master- und Werkzeugeinheit miteinander gekuppelt werden und die Versorgungsmittelkontakte die Schaltung vom Kontroller in die Mastereinheit, durch den auf dem Werkzeug montierten Schalter, zurück zum Koppler in der Mastereinheit schließen.
Die JP 06- 246 570 A zeigt einen automatischen Werkzeugwechsler mit pneumatischer Verriegelungsschaltung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboterwerkzeugwechsler mit einer verbesserten Sicherheitsverriegelung. gemäß den nebengeordneten Ansprüchen 1, 14 und 22, sowie ein Verfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen 11 und 26.
Figurenliste

1 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Werkzeugwechslers, wobei die Master- und Werkzeugeinheit gekoppelt sind und das Werkzeug vom Werkzeuggestell entfernt ist.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Werkzeugwechslers, wobei das Werkzeug in einem Werkzeuggestell montiert ist und die Master- und Werkzeugeinheit entkoppelt sind.
3 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Werkzeugwechslers, wobei eine Verriegelung mit Status-Rückkopplungssignalen wiedergegeben ist.
4 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Werk- zeugwechslers, der mit Druckluftkreisen ausgeführt ist, und der nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboterwerkzeugwechsler mit einer erfinderischen Werkzeugsicherheitsverriegelungsschaltung. Die 1 und 2 geben beide in funktioneller Blockdiagrammform eine Ausführung des Werkzeugwechslers der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Konfigurationen wieder. Ähnliche Teile sind unter den Figuren übereinstimmend nummeriert, und auf beide Figuren sollte überall in der folgenden Erörterung Bezug genommen werden. Es sollte erwähnt werden, dass die in den 1 und 2 wiedergegebene Werkzeugsicherheitsverriegelung elektrische Schaltungen umfasst. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und kann wie unten beschrieben auf die unterschiedlichsten Weisen ausgeführt werden.
Der Werkzeugwechsler gemäß der vorliegenden Erfindung, der allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, umfasst eine Mastereinheit 20 und eine Werkzeugeinheit 50. Der Werkzeugwechsler 10 stellt eine Standardschnittstelle zum physischen Koppeln eines Roboterarms 12 mit einem Roboterwerkzeug 14 bereit. Der Werkzeugwechsler 10 koppelt die Mastereinheit 20 physisch selektiv mit der Werkzeugeinheit 50 und liefert zusätzlich verschiedene Versorgungsmittel vom Roboterarm 12 zum Werkzeug 14, wie z.B. Hochspannungselektrizität, Luftdruck, Fluide, elektrische Signale und dergleichen, indem Verbindungen (nicht dargestellt) zwischen der Mastereinheit 20 und der Werkzeugeinheit 50 gekuppelt werden. Einzelheiten des Werkzeugwechslers 10 sind hierin nicht dargestellt, weil solche Einzelheiten nicht an sich Material für die vorliegende Erfindung sind und Werkzeugwechsler im Stand der Technik wohlbekannt sind.
Um ein selektives Koppeln und Entkoppeln der Mastereinheit 20 und Werkzeugeinheit 50 zu bewerkstelligen, umfasst die Mastereinheit 20 einen Koppler 22 (in anderen Ausführungsformen kann der Koppler 22 auf der Werkzeugeinheit 50 angeordnet sein). In den funktionellen Blockdiagrammen der 1 und 2 steht der Koppler 22 von der Mastereinheit 20 vor und passt in eine entsprechende Aussparung 52 in der Werkzeugeinheit 50. Wenn der Koppler 22 in der Aussparung 52 angeordnet ist, kann ein Koppeln erzielt werden, indem rückziehbare vorstehende Teile 24 des Kopplers 22 in entsprechende Aufnahmen 54, die in der Aussparung 52 der Werkzeugeinheit 50 gebildet sind, ausgefahren werden. Die ausfahrbaren vorstehenden Teile 24 können z.B. radial um den Umfang eines kreisförmigen Kopplers 22 angeordnet sein, wobei eine Mehrzahl von im Allgemeinen gleichmäßig beabstandeten Arretierpunkten bereitgestellt wird. 1 gibt die Mastereinheit 20 und Werkzeugeinheit 50, die zusammengekoppelt sind, wieder, wobei sich der Koppler 22 in einer Aussparung 52 befindet und die ausfahrbaren vorstehenden Teile 24 in entsprechende Aufnahmen 54 ausgefahren sind.
Um die Mastereinheit 20 von der Werkzeugeinheit 50 zu entkoppeln, wie beispielsweise, um ein unterschiedliches Werkzeug 14 mit dem Roboterarm 12 zu verbinden, können die ausfahrbaren vorstehenden Teile 24 in den Koppler 22 zurückgezogen werden, wie durch die Bewegungspfeile von 2 wiedergegeben, wobei ermöglicht wird, dass der Koppler 22 die Aussparung 52 verlässt.
Es sollte angemerkt werden, dass der Koppler 22 der 1 und 2 ein funktionelles Blockdiagramm darstellt, das nur für Erklärungszwecke dient. In der Praxis können Werkzeugwechslerkoppler verzwickte und komplizierte elektromechanische oder pneumatische Systeme umfassen und können eine Mehrzahl von Arretierelementen umfassen, wie z.B. Kugellager, Zylinderrollen oder dergleichen, wie sie in der Robotertechnik bekannt sind. Ungeachtet der Kompliziertheit von jeglicher gegebenen Ausführung eines Kopplers 22 wird jedoch der Koppler 22 typischerweise mit einem oder zwei Befehlssignalen betätigt. Z.B. nimmt der Koppler 22, der in den 1 und 2 wiedergegeben ist, einen gekoppelten Zustand durch Standardeinstellung an, und nimmt einen entkoppelten Zustand bei Bestätigung eines Entarretiersignals von einem Kontroller 21 an (der in diesem Beispiel in oder auf der Mastereinheit 20 angeordnet ist). D.h. die ausfahrbahren vorstehenden Teile 24 sind zur ausgefahrenen Position federbelastet oder sonst vorgespannt, wie in den beiden 1 und 2 wiedergegeben. Die vorstehenden Teile 24 nehmen die rückgezogene Position nur während der Bestätigung eines Entarretiersignals am Entkopplungseingang 23 des Kopplers 22 an. Das Entarretiersignal kann z.B. durch den Kontroller 21 erzeugt werden (als „UL“ bezeichnet). Ein solcher Koppler 22 kann beispielsweise mit der Verwendung von elektrischen Solenoiden für rückziehbare vorstehende Teile 24 ausgeführt werden, wie im Stand der Technik wohlbekannt ist. Die Solenoide 24 werden bei Aufbringung von elektrischer Energie in den Koppler 22 zurückgezogen, d.h. für die Dauer der Bestätigung des Entarretiersignals. Wenn Energie entfernt ist, d.h., wenn das Entarretiersignal nicht bestätigt wird, erstrecken sich die Solenoide 24 zu ihren vorstehenden Positionen, wie in den 1 und 2 wiedergegeben. In anderen Ausführungen kann der Koppler 22 ein separates Arretiersignal vom Kontroller 21 erfordern, um den Koppler 22 in die gekoppelte Position zu betätigen. Tatsächlich kann eine breite Mannigfaltigkeit von zusätzlichen Signalen in jeglicher gegebenen Ausführung eines Kopplers 22 ausgeführt werden; jedoch, wo ein gewisses Signal oder eine Kombination von Signalen an den Koppler 22 angelegt wird, um die Mastereinheit 20 von der Werkzeugeinheit 50 zu entkoppeln, ist die Werkzeugsicherheitsverriegelung der vorliegenden Erfindung anwendbar.
Die Mastereinheit 20 umfasst einen Kontroller 21 in drahtgebundener oder drahtloser Kommunikation mit einem Robotersteuersystem (nicht dargestellt). In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Kontroller 21 einen DeviceNet-Kontroller. In anderen Ausführungsformen kann der Kontroller 21 eine unterschiedliche Standard-Busschnittstelle, einen Mikroprozessor und zugehörige Schaltungen, eine kundenspezifische integrierte Schaltung, wie z.B. einen ASIC oder FPGA oder dergleichen, umfassen. Um die Mastereinheit 20 von der Werkzeugeinheit 50 zu entkoppeln, erzeugt der Kontroller 21 ein Entarretierbefehlssignal an seinem Entarretierausgang 26. Für eine Sicherheitsverriegelung wird, statt dass der Entarretierbefehl direkt zum Entkopplungseingang 23 des Kopplers 22 geroutet wird, der Entarretierausgang 26 über die Master/Werkzeug-Schnittstelle und durch die Werkzeugeinheit 50 zu einem Außenkontakt 60 geroutet. Ein anderer Außenkontakt 62 auf der Werkzeugeinheit 50 leitet das Rückkehrsignal durch die Werkzeugeinheit, über die Master/Werkzeug-Schnittstelle weiter und routet es zum Entkopplungseingang 23 des Kopplers 22. Die Außenkontakte 60 und 62 der Werkzeugeinheit 50 können in einem gemeinsamen Verbinder integriert sein, möglicherweise zusammen mit zusätzlichen Signalen, wie im Stand der Technik wohlbekannt ist.
1 gibt die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 wieder, die zusammengekoppelt sind, was das Werkzeug 14 mit dem Roboterarm 12 verbindet. Um ein unbeabsichtigtes Entkoppeln der Mastereinheit 20 von der Werkzeugeinheit 50 zu verhindern (wobei möglicherweise veranlasst wird, dass der Roboterarm 12 das Werkzeug 14 fallenlässt), ist ein Verriegelungsschalter 70 auf dem Werkzeug 14 montiert, und seine Schaltkontakte sind mit einer Schaltung in der Werkzeugeinheit 50 verbunden, die die Außenkontakte 60 und 62 umfasst. Diese Schaltung stellt eine Verbindung mit dem Entarretierausgang 26 des Kontrollers 21 und dem Entkopplungseingang 23 des Kopplers 22 auf der Mastereinheit 20 her, wenn die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 zusammengekoppelt sind. Der Verriegelungsschalter 70 umfasst normalerweise offene elektrische Kontakte 72 und einen Tauchkern 74, der zur ausgefahren Position vorgespannt ist. Wie in 1 wiedergegeben, kann während eines normalen Betriebs des Roboters das Werkzeug 14 nicht unbeabsichtigt vom Roboterarm 12 entkoppelt werden. Selbst in dem Fall, dass ein Softwarefehler, Kommunikationsfehler, eine irrtümliche manuelle Eingabe oder dergleichen veranlasst, dass der Kontroller 21 irrtümlicheweise einen Entarretierbefehl 26 ausgibt, breitet sich das entsprechende elektrische Signal über die Master/Werkzeug-Schnittstelle zum Außenkontakt 60 und zum Verriegelungsschalter 70 aus. Wenn die Verriegelungsschaltkontakte 72 in einem Leerlaufschaltungszustand gehalten werden, ist das Entarretiersignal 26 nicht imstande, um den Rückkehrpfad (d.h. zum Außenkontakt 62, über die Master/Werkzeug-Schnittstelle und zum Koppler-Entarretiereingang 23) zu durchqueren.
Auch in 1 wiedergegeben ist ein Werkzeuggestell 80, das so geformt und konfiguriert ist, dass das Werkzeug 14 aufgenommen und sicher gehalten wird, wenn das Werkzeug 14 vom Roboterarm 12 durch den Werkzeugwechsler 10 entkoppelt ist. Wie hierin verwendet, bezeichnet der Term „Werkzeuggestell“ eine breite Menge von Werkzeugaufbewahrungsstellen. In der Praxis kann das Werkzeuggestell 80 jeglichen geeigneten Aufnahme- oder Haltemechanismus für das Werkzeug 14 umfassen, wie z.B. ein Gestell, einen Ständer, Haken oder andere Aufhängegeräte oder dergleichen. In dem funktionellen Diagramm, das in 1 wiedergegeben ist, umfasst das Werkzeuggestell 80 eine Betätigungsoberfläche 82, die so positioniert ist, dass sie den Verriegelungsschalter 70 in Eingriff nimmt und betätigt, wenn das Werkzeug 14 in das Werkzeuggestell 80 platziert wird. Wie in 2 wiedergegeben, drückt die Betätigungsoberfläche 82 den Tauchkern 74 nieder, wobei die elektrischen Kontakte 72 geschlossen werden. Dies schließt die elektrische Schaltung zwischen dem Entarretiersignal 26 am Kontroller 21 und dem Entarretiersignal 23 am Koppler 22. Wenn der Sicherheitsverriegelungsschalter 70 geschlossen ist, erreicht ein durch den Kontroller 21 erzeugter Entarretierbefehl den Koppler 22, wobei die Tauchkerne 24 zurückgezogen werden und ermöglicht wird, dass die Mastereinheit 20 von der Werkzeugeinheit 50 entkoppelt wird.
Man beachte, dass der Verriegelungsschalter 70 nur ein funktionelles Blockdiagramm darstellt. In der Praxis kann der Verriegelungsschalter 70 einen elektromechanischen Schalter umfassen, wie dargestellt ist, oder alternativ kann er ein bei Annäherung arbeitendes Relais umfassen oder irgendeinen aus einer breiten Menge von Sensoren und Schaltern, wie im Stand der Technik bekannt, wie z.B. Ultraschall-, magnetische, optische, Radiofrequenz-, kapazitive oder andere Näherungssensoren.
Ein Anordnen der Außenkontakte 60, 62 auf der Werkzeugeinheit ermöglicht, dass ein Verriegelungsschalter 70 zur Geometrie eines speziellen Werkzeugs 14 konstruiert wird. Der Verriegelungsschalter 70 kann auf dem Werkzeug 14 angeordnet sein, wie dargestellt, oder kann alternativ auf der Werkzeugeinheit 50 angeordnet sein, wie z.B. direkt mit den Außenkontakten 60, 62 verbunden, mit einem geeigneten Fortsatz, der den Tauchkern 74 oder ein anderes Betätigungselement in eine Position platziert, um durch die Oberfläche 82 des Werkzeuggestells 80 in Eingriff genommen zu werden, wenn das Werkzeug 14 im Werkzeuggestell 80 sicher beherbergt ist.
Ein Anordnen der Verbinder 60, 62 auf der Werkzeugeinheit 50 führt ein Problem ein. Mit Bezug auf 2 wird, wenn das Werkzeug 14 im Werkzeuggestell 80 gesichert ist und die Mastereinheit 20 von der Werkzeugeinheit 50 entkoppelt worden ist, die elektrische Verbindbarkeit zwischen dem Entarretiersignal 26 am Kontroller 21 und dem Entarretiersignal 23 am Koppler 22 (erstellt durch den Verriegelungsschalter 70) unterbrochen. Da der Koppler 22 von einer betriebssicheren Konstruktion ist, dessen Standardeinstellungsposition die gekoppelte Position ist, bewirkt dies, dass sich die rückziehbaren Tauchkerne 24 zu der gekoppelten Position erstrecken. Wenn der Roboterarm 12 manövriert, um sich an ein anderes Werkzeug 14 anbringen zu lassen, kann der Koppler 22 nicht mit der Aussparung 52 der gewünschten Werkzeugeinheit 50 kuppeln, ohne dass das Entarretiersignal 23 mit Energie beaufschlagt wird, um den Koppler 22 zu betätigen, um die Tauchkerne 24 zurückzuziehen, wobei die entkoppelte Position eingenommen wird. Um einen alternativen Pfad für das Entarretiersignal 26 bereitzustellen, umfasst die Mastereinheit 20 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Schalter 30, der in den 1 und 2 als ein Relais wiedergegeben ist. In der normalerweise geschlossenen Position, die der Schalter 30 einnimmt, wenn die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 entkoppelt sind, wie in 2 wiedergegeben, verbindet das Relais 30 das Entarretiersignal 26 vom Kontroller 21 mit dem Entarretiereingang 23 des Kopplers 22. Dies ermöglicht, dass der Koppler 22 die entkoppelte Position einnimmt, immer wenn ein Entarretierbefehl durch den Kontroller 21 erzeugt wird, solange die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 entkoppelt sind.
1 gibt das Relais 30 wieder, wenn die Mastereinheit 20 mit der Werkzeugeinheit 50 gekoppelt ist. Das Relais 30 wird durch ein „Werkzeug anwesend“-Signal vom Detektor 28 mit Energie beaufschlagt. Der Detektor 28 ist ein Näherungsdetektor, der z.B. auf einen Näherungsanzeiger 58 ansprechen kann, der auf der Werkzeugeinheit 50 angeordnet ist. Der Näherungsdetektor 28 (und fakultativ der Näherungsanzeiger 58) können jegliches Näherungssensorsystem umfassen, wie im Stand der Technik wohlbekannt, z.B. einen Magneten 58 und einen Zungenschalter oder einen Hall-Effekt-Sensor 28; einen optischen Sender 58 und Empfänger 28; ein Element hoher Dichte 58 und einen Ultraschallgebietsucher 28; oder dergleichen. Bei Detektieren der Anwesenheit der Werkzeugeinheit 50 (wobei angezeigt wird, dass die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 zusammengekoppelt sind) beaufschlagt der Näherungsdetektor 28 das Relais 30 mit Energie. Dies bewirkt, dass das Relais 30 zu seiner normalerweise offenen Position schaltet, wobei die Schaltung zwischen dem Entarretierausgang 26 des Kontrollers 21 und dem Entkopplungseingang 23 des Kopplers 22 geöffnet wird. In diesem Zustand kann kein durch den Kontroller 21 erzeugtes Entarretiersignal den Koppler 22 betätigen, ohne durch den Verriegelungsschalter 70 hindurchzutreten, der nur geschlossen ist, wenn das Werkzeug 14 sicher im Werkzeuggestell 80 positioniert ist.
Wenn die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 zusam- mengekoppelt sind und das Relais 30 durch den Näherungsdetektor 28 mit Energie beaufschlagt ist, ist nicht nur der elektrische Pfad vom Kontroller 21 zum Koppler 22 in Leerlauf geschaltet, sondern der Koppler-Entkopplungseingang 23 wird zusätzlich zurück zum Kontroller 21 über den normalerweise offenen Kontakt des Relais 30 rückgeroutet. ... Dies liefert ein Rückkopplungssignal zum Kontroller 21, um den Betrieb von sowohl dem Relais 30 als auch dem Koppler 22 zu verifizieren. Ähnlich und mit Bezug auf 2, wenn die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 entkoppelt sind, erfasst der Kontroller 21 nicht den Zustand des Entkopplungseingangs 23. Auf diese Weise kann der Kontroller 21 den Zustand des Relais 30 überwachen und kann durch Vergleich mit anderen Sensoren seinen richtigen Betrieb verifizieren (z.B. kann der Näherungssensor 28 zusätzlich das „Werkzeug verbunden“-Signal zum Kontroller 21 senden; der Koppler 22 kann Status-Signale zum Kontroller 21 senden und dergleichen, wovon keine in den 1 oder 2 wiedergegeben sind).
Der Verriegelungsschalter 70 kann in einer beispielhaften Ausführungsform als ein doppelpoliger Schalter, Relais, pneumatisches Ventil oder andere Schaltung ausgeführt sein, die ein oder mehrere zusätzliche Rückkopplungssignale bereitstellt. Dies ist in 3 wiedergegeben, wobei die Verriegelungsschaltungen als elektrische Signale dargestellt sind. 3 gibt außerdem den Verriegelungsschalter 70 wieder, der an der Werkzeugeinheit 50 montiert ist, statt dem Werkzeug 14. In dem doppelpoligen Schalter 70 wird der Tauchkern 74 oder ein anderer Aktuator durch die Oberfläche 82 des Werkzeuggestells 80 aktiviert, wenn das Werkzeug 14 sicher im Werkzeuggestell 80 verstaut ist. Der Tauchkern 74 schließt gleichzeitig die Schaltkontakte 72 und den Schalterstatusanzeiger 71. Die Schaltkontakte 72 routen den Kontroller 21-Entarretierausgang 26 zum Koppler 22-Entkopplungseingang 23, wie oben und mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Die Kontakte des Schalterstatusanzeigers 71 werden durch äußere Schalterstatuskontakte 64, 66 (die z.B. mit den Kontakten 60, 62 örtlich gleich angeordnet sind), durch die Master/Werkzeug-Grenzfläche und zu zusätzlichen Rückkopplungseingängen des Kontrollers 21 geroutet. Auf diese Weise kann der Kontroller 21 den Status des Verriegelungsschalters 70 unabhängig von seiner Wirkung beim Freigeben des Kopplers 22 überwachen. Ein Überwachen des Status von sowohl dem Relais 30 als auch dem Sicherheitsverriegelungsschalter 70 ist aufgrund der kritischen Sicherheitsfunktion wünschenswert, die durch die Verriegelungsschaltungen ausgeführt wird. Wenn der Schalter 30 oder 70 in der Kurzschlussposition versagen würde, würde die wesentliche Funktion der Verriegelungsschaltung zunichte gemacht. In dieser Situation sollte der Kontroller 21 oder ein Systemroboterkontroller oder Masterprogramm in Verbindung mit dem Kontroller 21 den Zustand detektieren ...
und ein Abschalten, ein Triggern einer sicherheitskritischen Gerätefehleranzeige initiieren oder eine andere Maßnahme ergreifen, wenn zweckdienlich.
Die vorliegende Erfindung ist oben durch Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden, die die Verriegelungsfunktion über elektrische Schaltungen ausführen. Gemäß der vorliegenden Erfindung liefert eine elektrische Schaltung, die der Werkzeugeinheit 50 zugeordnet ist, eine Werkzeugverriegelungsfunktionalität, so dass jeglicher durch den Kontroller 21 erzeugte Entarretierbefehl wirkungsvoll zum Koppler 22 befördert wird, wenn die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 entkoppelt sind, und nur, falls das Werkzeug 14 in einem Werkzeuggestell 80 aufbewahrt wird, wenn die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 zusammengekoppelt sind.
Mit Bezug auf 4, die eine Ausführungsform wiedergibt, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, umfasst die Mastereinheit 20 einen Lufteinlass 90, der mit einer Quelle von Luftdruck verbunden ist (nicht dargestellt). Der Luftdruck bei dem Druckluftkreis 93 betätigt einen Nocken 94, der wiederum bewirkt, dass der Koppler 22 eine entkoppelte Position einnimmt. Der Koppler 22 ist zu einer gekoppelten Position vorgespannt, die er in der Abwesenheit von Druckluft am Nocken 94 einnimmt. Die Aufbringung von Luftdruck auf den Nocken 94 wird durch ein Ventil 92, das mit dem Lufteingang 90 verbunden ist, gesteuert. Das Ventil 92 arbeitet unter der Steuerung des Kontrollers 22 (was über ein elektrisches Signal oder andere Mittel, wenn zweckdienlich, erfolgen kann). Der Druckluftkreis 93 verlässt die Mastereinheit 20 bei einem normalerweise geschlossenen Ventilschalter 96. Der Ventilschalter 96 ist auf eine geschlossene Position vorgespannt, in der Luftdruck nicht über ihn befördert wird. Der Ventilschalter 96 wird durch einen Aktuator 97 betrieben, der zu einer ausgefahrenen Position vorgespannt ist. Wenn der Aktuator 97 zu einer rückgezogenen Position bewegt wird, wie z.B. durch Kontakt mit der Werkzeugeinheit 50, öffnet sich der Ventilschalter 96, wobei ermöglicht wird, dass Luftdruck über den Schalter 96 und in den Druckluftkreis 68 der Werkzeugeinheit 50 strömt. Luftdruck wird durch den Kreis 68, der der Werkzeugeinheit 50 zugeordnet ist, und durch eine Sicherheitsverriegelung 70 gefördert. Auf einer Gegenoberfläche 82 des Werkzeuggestells 80 ist ein Verschlussteil 83 angeordnet, der positioniert ist, um mit dem Druckluftkreis im Verriegelungsschalter 70 zu kuppeln.
Im Betrieb, wenn die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 entkoppelt werden, kann der Koppler 22 die entkoppelte Position bei Befehl durch den Kontroller 21 einnehmen. Luftdruck, der durch den Lufteingang 90 zugeführt wird, und durch ein Ventil 92 hindurchtritt, wird am geschlossenen Ventilschalter 96 aufgehalten, wobei Druck bereitgestellt wird, um den Nocken 94 zu betätigen und den Koppler 22 in Vorbereitung zum Kuppeln mit einer Werkzeugeinheit 50 zu entkoppeln.
Sobald die Mastereinheit 20 und die Werkzeugeinheit 50 zusammengekoppelt sind, wird jedoch der Ventilschalter 96 durch den Aktuator 97 zwangsgeöffnet, der sich aufgrund von Kontakt mit der Werkzeugeinheit 50 zur rückgezogenen Position bewegt. Dies entlüftet sämtlichen Luftdruck im Druckluftkreis 93 und verhindert eine Betätigung des Nockens 94, wobei folglich verhindert wird, dass der Koppler 22 die entkoppelte Position einnimmt (selbst, wenn der Kontroller 21 das Ventil 92 öffnet, um den Koppler 22 zu entkoppeln). Nur, wenn das Werkzeug 14 im Werkzeuggestell 80 sicher gekuppelt ist und der Verschlussteil 83 mit dem Verriegelungsschalter 70 gekuppelt ist, ist der Druckluftkreis 68 der Werkzeugeinheit 50 geschlossen, wobei ermöglicht wird, dass sich Druck im Druckluftkreis 93 der Mastereinheit 20 aufbaut und den Nocken 94 betätigt, um den Koppler 22 zu entkoppeln. Die verschiedenen Elemente der pneumatischen Verriegelungsschaltungen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 4 wiedergegeben ist, können in der Praxis verschiedene Sensoren und Überwachungseinrichtungen umfassen, wie notwendig oder gewünscht, um eine geeignete Rückkopplung zum Kontroller 21 oder externen Kontroller oder Masterprogramm bereitzustellen, wie vorsichtige Sicherheitserwägungen vorschreiben können. Man beachte, dass die Elemente, die in 4 wiedergegeben und hierin beschrieben sind, idealisierte schematische/funktionelle Blöcke sind, und eine tatsächliche Ausführung nicht darstellen sollen.

Claims

Roboterwerkzeugwechsler, umfassend: eine Mastereinheit (20); eine Werkzeugeinheit (50); einen Koppler (22), der zwischen einer gekoppelten und entkoppelten Position selektiv bewegbar ist und betreibbar ist, um die Master- und Werkzeugeinheit durch Bewegen des Kopplers (22) zu der gekoppelten Position zusammenzukoppeln; eine elektrische Schaltung zur Betätigung des Kopplers (22), umfassend: einen Kontroller (21) in Kommunikation mit einem Robotersteuersystem, der betreibbar ist, um ein elektrisches Steuersignal (UL) an einem Ausgang (26) des Kontrollers (21) zu erzeugen; mindestens zwei Kontakte (60, 62), die der Werkzeugeinheit (50) zugeordnet sind und betreibbar sind, um zu ermöglichen, dass der Koppler (22) die entkoppelte Position einnimmt, wenn die Kontakte (60, 62) elektrisch miteinander verbunden sind, so dass das Steuersignal (UL) vom Kontroller (21) zum Koppler (22) geroutet wird; und einen ersten Schalter (30), der betreibbar ist, um zu ermöglichen, dass der Koppler (22) die entkoppelte Position nur einnimmt, wenn die Mastereinheit (20) von der Werkzeugeinheit (50) entkoppelt ist, und weiter betreibbar ist, um das Steuersignal (UL) vom Koppler (22) zu einem Eingang des Kontrollers (21) zu routen, wenn die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt sind und das Werkzeug (14) in einem Werkzeuggestell (80) angeordnet ist.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 1, bei dem die Kontakte mit einem zweiten Schalter (70) verbunden sind, der einem Werkzeug (14) zugeordnet ist, das mit der Werkzeugeinheit (50) verbunden ist, wobei der zweite Schalter (70) durch Nähe zu einem Werkzeuggestell (80) elektrisch leitfähig gemacht ist, wenn das Werkzeug (14) im Werkzeuggestell (80) angeordnet ist.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 2, weiter umfassend mindestens einen Schalterstatuskontakt (64, 66), der der Werkzeugeinheit (50) zugeordnet ist.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 3, bei dem der zweite Schalter (70) einen Schalterstatusanzeiger (71) umfasst, und bei dem der Schalterstatusanzeiger (71) mit dem mindestens einen Schalterstatuskontakt (64, 66) verbunden ist.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 1, bei dem der erste Schalter (30) einen Schalterstatusanzeiger umfasst.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 1, wobei der Kontroller (21), betreibbar ist, um die elektrische Schaltung mit Energie zu beaufschlagen, um den Koppler (22) zur entkoppelten Position zu betätigen.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 6, bei dem, wenn er durch den Kontroller (21) mit Energie beaufschlagt ist, die elektrische Schaltung den Koppler (22) nur zur entkoppelten Position betätigt, wenn entweder der erste (30) oder zweite (70) Schalter geschlossen ist.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 7, bei dem der Kontroller (21) ein DeviceNet-Kontroller ist.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Sensor (28), der betreibbar ist, um zu detektieren, wenn die Master- und Werkzeugeinheit gekoppelt sind.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 9, bei dem der Sensor (28) betreibbar ist, um den ersten Schalter (30) zu öffnen, wenn die Master- und Werkzeugeinheit gekoppelt sind.
Verfahren zum sicheren Entkoppeln einer Werkzeugeinheit (50) von einer Mastereinheit (20) eines Roboterwerkzeugwechslers (10), wobei der Werkzeugwechsler (10) einen Koppler (22) umfasst, der zwischen einer gekoppelten und entkoppelten Position selektiv bewegbar ist und betreibbar ist, um die Master- und Werkzeugeinheit zusammenzukoppeln, indem der Koppler (22) zur gekoppelten Position bewegt wird, und wobei der Werkzeugwechsler (10) des Weiteren einen Kontroller (21) in Kommunikation mit einem Robotersteuersystem umfasst, der betreibbar ist, um ein elektrisches Steuersignal (UL) an einem Ausgang (26) des Kontrollers (21) zu erzeugen, umfassend: Erfassen, ob ein Werkzeug (14), das mit der Werkzeugeinheit (50) verbunden ist, in einem Werkzeuggestell (80) angeordnet ist; Erfassen, ob die Mastereinheit (20) und die Werkzeugeinheit (50) zusammengekoppelt sind; und Bewegen des Kopplers (22) nur zu der entkoppelten Position ansprechend auf das Steuersignal (UL), wenn entweder die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt sind und das Werkzeug (14) in einem Werkzeuggestell (80) angeordnet ist; oder die Master- und Werkzeugeinheit voneinander entfernt und entkoppelt sind.
Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend ein Erfassen des Status von Schaltern (70, 30) in einer elektrischen Schaltung, die betreibbar ist, um den Koppler (22) zu der entkoppelten Position zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem ein Erfassen, ob ein Werkzeug (14), das mit der Werkzeugeinheit (50) verbunden ist, in einem Werkzeuggestell (80) angeordnet ist, ein Erfassen des Zustands von elektrischen Kontakten (60, 62, 64, 66), die der Werkzeugeinheit (50) zugeordnet sind, umfasst.
Roboterwerkzeugwechsler (10), umfassend: eine Mastereinheit (20); eine Werkzeugeinheit (50); einen Koppler (22), der zwischen einer gekoppelten und entkoppelten Position selektiv bewegbar ist und betreibbar ist, um die Master- und Werkzeugeinheit zusammenzukoppeln, indem der Koppler (22) zur gekoppelten Position bewegt wird; eine erste elektrische Schaltung, die der Werkzeugeinheit (50) zugeordnet ist; eine zweite elektrische Schaltung, die der Mastereinheit (20) zugeordnet ist, wobei die zweite elektrische Schaltung einen Kontroller (23) in Kommunikation mit einem Robotersteuersystem umfasst, der betreibbar ist, um ein elektrisches Steuersignal (UL) an einem Ausgang (26) des Kontrollers (21) zu erzeugen; wobei die erste und zweite elektrische Schaltung verbunden sind, wenn die Mastereinheit (20) mit der Werkzeugeinheit (50) gekoppelt ist; wobei die erste elektrische Schaltung betreibbar ist, um zu ermöglichen, dass der Koppler (22) ansprechend auf das Steuersignal (UL), das die erste elektrische Schaltung durchläuft, selektiv zwischen der gekoppelten und entkoppelten Position bewegt wird, wenn die Mastereinheit (20) und Werkzeugeinheit (50) zusammengekoppelt sind; und wobei die zweite elektrische Schaltung betreibbar ist, um zu ermöglichen, dass der Koppler (22) durch Routen des Steuersignals (UL) vom Kontroller (21) zum Koppler (22), selektiv zwischen der gekoppelten und entkoppelten Position nur bewegt wird, wenn die Mastereinheit (20) und Werkzeugeinheit (50) voneinander getrennt sind; und wobei die zweite elektrische Schaltung weiter betreibbar ist, um das Steuersignal (UL) von der ersten elektrischen Schaltung zu einem Eingang des Kontrollers (21) zu routen, wenn die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt sind und das Werkzeug (14) im Werkzeuggestell (80) angeordnet ist.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 14, bei dem die erste Schaltung betreibbar ist, um zu ermöglichen, dass der Koppler (22) nur zwischen der gekoppelten und entkoppelten Position selektiv bewegt wird, wenn die Mastereinheit (20) und Werkzeugeinheit (50) zusammengekoppelt sind, und die zweite Schaltung betreibbar ist, um zu ermöglichen, dass der Koppler (22) nur zwischen der gekoppelten und entkoppelten Position selektiv bewegt wird, wenn die Mastereinheit (20) und Werkzeugeinheit (50) voneinander entkoppelt sind.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 14, bei dem die erste Schaltung eine elektrische Schaltung ist und mindestens zwei Kontakte (60, 62) umfasst und bei dem, wenn die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt sind, der Koppler (22) freigegeben ist, um sich selektiv zwischen der gekoppelten und entkoppelten Position zu bewegen, wenn die Kontakte (60, 62) elektrisch miteinander verbunden sind.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 16, bei dem die zweite Schaltung eine elektrische Schaltung ist und einen Schalter (30) umfasst, der ansprechend darauf betätigt wird, dass die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt werden.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 17, bei dem, wenn die Master- und Werkzeugeinheit voneinander entkoppelt sind, der Schalter (30) positioniert ist, um den Koppler (22) freizugeben, um sich selektiv zwischen der gekoppelten und entkoppelten Position zu bewegen, ungeachtet, ob die Kontakte (60, 62) miteinander verbunden sind oder nicht, und bei dem die Kopplung der Mastereinheit (20) mit den Werkzeugeinheiten (50) den Schalter (30) betätigt, so dass der Koppler (22) nur freigegeben werden kann, um sich selektiv zwischen der gekoppelten und entkoppelten Position zu bewegen, indem die Kontakte (60, 62) elektrisch miteinander verbunden werden.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 14, bei dem die erste und zweite Schaltung physisch separiert sind, wenn das Master- und Werkzeugmodul voneinander entkoppelt sind, und bei dem die erste und zweite Schaltung miteinander verbunden sind, wenn die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt sind.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 16, bei dem die Kontakte (60, 62) auf der Werkzeugeinheit (50) angeordnet sind.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 17, bei dem der Koppler (22) normalerweise eine gekoppelte Position einnimmt und bei dem der Roboterwerkzeugwechsler (10) einen Kontroller (21) umfasst, der mit dem Schalter (30) in Wirkverbindung verbunden ist, um ein Entkopplungssignal zu dem Schalter (30) zu lenken.
Roboterwerkzeugwechsler (10), umfassend: eine Mastereinheit (20); eine Werkzeugeinheit (50); einen Koppler (22), der zwischen einer gekoppelten und entkoppelten Position bewegbar ist und betreibbar ist, um die Master- und Werkzeugeinheit zusammenzukoppeln, indem der Koppler (22) zur gekoppelten Position bewegt wird; einen Kontroller (21) in Kommunikation mit einem Robotersteuersystem, der betreibbar ist, um ein elektrisches Steuersignal (UL) an einem Ausgang (26) des Kontrollers (22) zu erzeugen; eine Steuerschaltung zum selektiven Steuern der Übertragung des Steuersignals (UL) zum Koppler (22), wobei die Steuerschaltung umfasst: eine erste Schaltung, die der Werkzeugeinheit (50) zugeordnet ist und mindestens zwei Kontakte (60, 62) umfasst; eine zweite Schaltung, die einen Schalter (30) umfasst, der betreibbar ist, um das Steuersignal (UL) zu empfangen, und zwischen einer ersten und zweiten Position bewegbar ist; wobei die erste und zweite Schaltung in Folge davon miteinander elektrisch verbunden sind, dass die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt sind; wobei der Schalter (30) eine erste Position einnimmt, wenn die Master- und Werkzeugeinheit voneinander entkoppelt sind, so dass das Steuersignal (UL) zum Koppler (22) gelenkt wird; wobei der Schalter (30) eine zweite Position ansprechend darauf einnimmt, dass die Master- und Werkzeugeinheit zusammengekoppelt sind; und wobei, wenn der Schalter (30) die zweite Position einnimmt, das Steuersignal (UL) nur zum Koppler (22) und zu einem Eingang des Kontrollers (21) gelenkt wird, wenn die Kontakte (60, 62) elektrisch miteinander verbunden sind.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 22, umfassend einen Kontroller (21) zum Lenken des Steuersignals (UL) zum Schalter (30).
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 22, bei dem die Kontakte (60, 62) mit einem Schalter (70) verbunden sind, der einem Werkzeug (14) zugeordnet ist.
Roboterwerkzeugwechsler nach Anspruch 22, umfassend einen Sensor (28) zum Erfassen der Zusammenkopplung der Master- und Werkzeugeinheit und zum Bewirken, dass der Schalter (30) die zweite Position einnimmt.
Verfahren zum Steuern der Entkopplung eines Roboterwerkzeugwechslers mit einer Mastereinheit (20), Werkzeugeinheit (50), Koppler (22), einen Kontroller (21) in Kommunikation mit einem Robotersteuersystem, und mindestens zwei Kontakten (60, 62), die auf der Werkzeugeinheit (50) angeordnet sind, umfassend: Erfassen, wenn die Werkzeugeinheit (50) von der Mastereinheit (20) entkoppelt ist, und Ermöglichen, dass der Koppler (22) betätigt wird, so dass der Koppler (22) von einer gekoppelten Position zu einer entkoppelten Position bewegt werden kann, ansprechend auf ein Steuersignal (UL), das an einem Ausgang (26) des Kontrollers (21) erzeugt wird und das zum Koppler (22) geroutet wird, wenn die Mastereinheit (20) nicht an die Werkzeugeinheit (50) gekoppelt ist; Erfassen, wenn die Werkzeugeinheit (50) mit der Mastereinheit (20) gekoppelt ist, und Ermöglichen, dass sich der Koppler (22) nur von der gekoppelten Position zur entkoppelten Position bewegt, wenn die Kontakte (60, 62) elektrisch miteinander verbunden sind, und Empfangen des Steuersignals (UL) an einem Eingang des Kontrollers (21), wenn die Werkzeugeinheit (50) mit der Mastereinheit (20) gekoppelt ist, und die Kontakte (60, 62) elektrisch miteinander verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem der Koppler (22) normalerweise eine gekoppelte Position einnimmt und bei dem das Verfahren umfasst: Ermöglichen, dass ein Steuersignal (UL) zum Koppler (22) gelenkt wird, wenn die Werkzeugeinheit (50) von der Mastereinheit (20) entkoppelt ist; und wenn die Werkzeugeinheit (50) mit der Mastereinheit (20) gekoppelt ist: Ermöglichen, dass das Steuersignal (UL) nur zum Koppler (22) gelenkt wird, wenn die Kontakte (60, 62) elektrisch miteinander verbunden sind.