Die Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a mounting device with the features in the preamble of the main claim.
Aus der Praxis ist es bekannt, flexible Ringelemente, insbesondere Dichtringe oder sogenannte O-Ringe, mit einer Spanneinrichtung aufzuweiten und dann auf einem Werkstück in eine Ringnut einzusetzen. Der Dichtring wird dabei von der Spanneinrichtung abgestreift und in der Ringnut aufgenommen. Das Werkstück kann von einem Roboter geführt und an der Spannvorrichtung positioniert werden. Diese bekannte Montagetechnik ist hinsichtlich der Betriebssicherheit noch nicht optimal. Außerdem kann der Dichtring beim Abstreifen um seine Zentralachse gedreht werden und in der Aufnahmestellung verbleibende Torsionsspannungen aufweisen. From practice it is known to expand flexible ring elements, in particular sealing rings or so-called O-rings, with a clamping device and then insert it on a workpiece in an annular groove. The sealing ring is thereby stripped off the clamping device and received in the annular groove. The workpiece can be guided by a robot and positioned on the clamping device. This known assembly technology is not optimal in terms of reliability. In addition, the sealing ring can be rotated during stripping about its central axis and have in the receiving position remaining torsional stresses.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Montagetechnik aufzuzeigen. It is an object of the present invention to show a better assembly technique.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. Die beanspruchte Montagetechnik, d.h. die Montageeinrichtung und das Montageverfahren, haben den Vorteil einer deutlich gesteigerten Betriebssicherheit. Außerdem können etwaige Verdrehungen und Torsionsspannungen im aufgenommenen Ringelement, insbesondere einem Dichtring, nachträglich beseitigt werden. Dies verbessert die Funktionsfähigkeit des Ringelements, insbesondere seine Dichtwirkung, im späteren Betriebseinsatz. The invention solves this problem with the features in the main claim. The claimed assembly technique, i. The mounting device and the mounting method, have the advantage of significantly increased reliability. In addition, any twists and torsional stresses in the received ring element, in particular a sealing ring, can be subsequently eliminated. This improves the functionality of the ring element, in particular its sealing effect, in later operational use.
Die beanspruchte Aufnahmetechnik mit dem Aufnehmen des Ringelements durch eine schräge Zustellbewegung und eine anschließende Kippbewegung des vom Industrieroboter geführten Werkstücks haben besondere Vorteile. Einerseits ist die Betriebssicherheit sehr hoch. Das Ringelement schnappt sicher in eine entsprechende Aufnahme am bevorzugt äußeren konischen Mantel des Werkstücks ein. Dieser Montageprozess geht außerdem sehr schnell vonstatten. Er ist außerdem schonend für die Ringelemente, insbesondere für relativ weiche und beschädigungsempfindliche Ringelemente aus Kautschuk oder aus Kunststoffen, insbesondere Polymeren.The claimed recording technique with the picking up of the ring element by an oblique feed movement and a subsequent tilting movement of the workpiece guided by the industrial robot have particular advantages. On the one hand, the reliability is very high. The ring element snaps securely into a corresponding receptacle on the preferably outer conical jacket of the workpiece. This assembly process is also very fast. He is also gentle on the ring elements, in particular for relatively soft and damage-sensitive ring elements made of rubber or plastics, in particular polymers.
Die Taumelbewegung ermöglicht ein Entspannen des aufgenommenen Ringelements und die Beseitigung oder zumindest wesentliche Minimierung von etwaigen Verdrillungen oder Torsionsspannungen. Dieser Aspekt der Montagetechnik hat eigenständige erfinderische Bedeutung und kann auch in Verbindung mit anderen und insbesondere konventionellen Montageprozessen und Montagevorrichtungen mit Erfolg eingesetzt werden. Insbesondere ist eine Kombination mit dem eingangs genannten Stand der Technik und der Spann- und Abstreifvorrichtung möglich. The wobble allows relaxation of the received ring member and the elimination or at least substantial minimization of any twists or torsional stresses. This aspect of the assembly technique has independent inventive significance and can also be used successfully in conjunction with other and in particular conventional assembly processes and assembly devices. In particular, a combination with the above-mentioned prior art and the clamping and stripping device is possible.
Bei der Kombination der Taumelbewegung mit der beanspruchten Ringmontage durch die schräge Zuführ- und anschließende Kippbewegung ergeben sich besondere Vorteile. Die Montage und die taumelnde Nachbehandlung des Ringelements können in der gleichen Montagevorrichtung und bevorzugt unmittelbar nacheinander durchgeführt werden. Dies beschleunigt den Gesamtprozess und steigert die Leistungsfähigkeit. In the combination of the wobble with the claimed ring assembly by the oblique feeding and subsequent tilting movement results in particular advantages. The assembly and the tumbling after-treatment of the ring element can be carried out in the same mounting device and preferably immediately after one another. This speeds up the overall process and increases performance.
Bei der beanspruchten Montagetechnik kommt ein taktiler Industrieroboter zum Einsatz, dessen besondere sensitive Fähigkeiten für die Durchführung des Montageprozesses in optimaler Weise genutzt werden können. Insbesondere können über die sensitiven Fähigkeiten der vorgesehene Prozessablauf und die dabei auftretenden Kräfte und Momente überwacht werden. Bei Auftreten von Abweichungen können schnell und zielgerichtet geeignete Gegenmaßnahmen vom Industrieroboter eingeleitet werden. Insbesondere kann der taktile Industrieroboter das Einschnappen des flexiblen Ringelements am Werkstück detektieren und damit den Prozesserfolg feststellen. In the claimed assembly technology, a tactile industrial robot is used, the special sensitive capabilities for the implementation of the assembly process can be used in an optimal way. In particular, the intended process sequence and the occurring forces and moments can be monitored via the sensitive capabilities. If deviations occur, appropriate countermeasures can be taken quickly and purposefully by the industrial robot. In particular, the tactile industrial robot can detect the snap of the flexible ring element on the workpiece and thus determine the process success.
Die sensitiven Fähigkeiten des Industrieroboters sind auch für die Durchführung der Taumelbewegung von besonderem Vorteil. Hierbei kann eingestellt und überwacht werden, dass bei der Taumelbewegung nur das aufgenommene Ringelement den Untergrund kontaktiert. Untergrundkontakte des Werkstücks und damit eventuell einhergehende Beschädigungen können zuverlässig verhindert werden.The sensitive capabilities of the industrial robot are also for the implementation of the tumbling motion of particular advantage. In this case, it can be set and monitored that during the tumbling motion only the received ring element contacts the ground. Underground contacts of the workpiece and thus possibly accompanying damage can be reliably prevented.
Der taktile Roboter kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise beinhaltet er eine integrierte Sensorik mit ein oder mehreren Sensoren an den Roboterachsen, mit denen von außen einwirkende mechanische Belastungen, insbesondere Kräfte und/oder Momente, und gegebenenfalls auch Wege und/oder Positionen aufgenommen werden können. Die Sensorik ist mit der Robotersteuerung verbunden und erlaubt eine entsprechende Steuerung und Regelung der Roboterachsen. Mit dieser Sensorik können die beim Montageprozess auftretenden Kräfte und/oder Momente detektiert werden. Insbesondere kann festgestellt werden, ob im programmierten Bewegungs- und Prozessablauf Abweichungen von den vorgebenen Kräften und/oder Momenten oder gegebenenfalls auch Positionsabweichungen, stattfinden, wobei von der Robotersteuerung entsprechende Gegenmaßnahmen, insbesondere Bahn- oder Prozesskorrekturen, eingeleitet werden können. Die von der Sensorik aufgenommenen Werte können außerdem gespeichert, protokolliert und zu Zwecken der Prozess- und Qualitätssicherung genutzt werden. The tactile robot can be designed in different ways. Preferably, it includes an integrated sensor system with one or more sensors on the robot axes, with which externally acting mechanical loads, in particular forces and / or moments, and possibly also paths and / or positions can be recorded. The sensor system is connected to the robot controller and allows appropriate control and regulation of the robot axes. With this sensor, the forces and / or moments occurring during the assembly process can be detected. In particular, it can be ascertained whether deviations from the predetermined forces and / or moments or optionally also position deviations take place in the programmed movement and process sequence, wherein corresponding countermeasures, in particular path or process corrections, can be initiated by the robot control. The values recorded by the sensors can also be stored, be logged and used for purposes of process and quality assurance.
Der taktile Roboter kann auch für eine Mensch-Roboter-Kooperation oder -Kollaboration eingesetzt werden. Er kann mit einem Werker zusammenarbeiten, ohne diesen zu verletzen. Im Rahmen einer Teilautomatisierung können Zuführtätigkeiten, z.B. das Zuführen und Positionieren eines Ringelements, von einem Werker ausgeführt werden. Der taktile Roboter kann mit seinen sensitiven Fähigkeiten außerdem ein Werkstück und/oder ein Ringelement suchen und seine Position detektieren.The tactile robot can also be used for human-robot cooperation or collaboration. He can work with a worker without hurting him. In the context of partial automation, feeding operations, e.g. the feeding and positioning of a ring element to be performed by a worker. The tactile robot can also use its sensitive capabilities to locate a workpiece and / or a ring element and detect its position.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. In the subclaims further advantageous embodiments of the invention are given.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen: The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. In detail show:
1: eine perspektivische Ansicht der Montageeinrichtung mit einem taktilen Industrieroboter und einem Montagewerkzeug sowie einer Grundplatte in einer perspektivischen Ansicht, 1 FIG. 2: a perspective view of the mounting device with a tactile industrial robot and a mounting tool as well as a base plate in a perspective view, FIG.
2: eine perspektivische Darstellung des Montagewerkzeuges, 2 a perspective view of the assembly tool,
3: eine Anfangsstellung des Industrieroboters und des Montagewerkzeuges zu Beginn des Montageprozesses in einer abgebrochenen Darstellung, 3 : an initial position of the industrial robot and the assembly tool at the beginning of the assembly process in an aborted representation,
4: einen Querschnitt durch ein ringförmiges Werkstück mit einem außenseitig montierten Dichtring in einer Endstellung und einer gestrichelt dargestellten Anfangsstellung, 4 FIG. 2: a cross section through an annular workpiece with an externally mounted sealing ring in an end position and an initial position shown in dashed lines, FIG.
5 bis 7: einen Bewegungsablauf des Industrieroboters und des Montagewerkzeuges mit dem Werkstück beim Montieren eines Ringelements in mehreren Betriebsschritten, 5 to 7 a movement sequence of the industrial robot and the assembly tool with the workpiece when mounting a ring element in several operating steps,
8: einen vergrößerte und abgebrochene Darstellung des Industrieroboters mit dem Montagewerkzeug und dem Werkstück mit aufgenommenen Ringelement zu Beginn einer Taumelbewegung und 8th : An enlarged and broken view of the industrial robot with the assembly tool and the workpiece with recorded ring element at the beginning of a tumbling motion and
9 bis 11: eine Taumelbewegung des Industrieroboters (2) mit Montagewerkzeug, Werkstück und aufgenommenen Ringelement in mehreren Bewegungsstellungen. 9 to 11 : a wobble of the industrial robot ( 2 ) with assembly tool, workpiece and received ring element in several positions of movement.
Die Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung (1) und ein Montageverfahren für die Montage, insbesondere die Außenmontage, von flexiblen Ringelementen (5) an runden Werkstücken (4).The invention relates to a mounting device ( 1 ) and a mounting method for the assembly, in particular the external assembly, of flexible ring elements ( 5 ) on round workpieces ( 4 ).
Die flexiblen Ringelemente sind vorzugsweise als Dichtringe, insbesondere sogenannte O-Ringe ausgebildet. Sie bestehen aus einem biegeelastischen und gegebenenfalls auch geringfügig dehnfähigen sowie kompressiblen Material, z.B. natürlichem oder synthetischen Kautschuk, PU oder anderen Kunststoffen, insbesondere Polymeren. Die Ringelemente (5) haben eine geschlossene Ringform, die in unbelastetem Zustand kreisrund oder oval sein kann. The flexible ring elements are preferably designed as sealing rings, in particular so-called O-rings. They consist of a flexurally elastic and optionally also slightly expandable and compressible material, for example natural or synthetic rubber, PU or other plastics, in particular polymers. The ring elements ( 5 ) have a closed ring shape, which may be circular or oval when unloaded.
Das Werkstück (4) kann eine beliebige geeignete Formgebung haben und weist eine runde Aufnahme (16) für das Ringelement (5) auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen hat das Werkstück (4) ebenfalls eine Ringform und ist z.B. als Schleifring bzw. als Dichtringträger ausgebildet. Derartige Schleifringe mit aufgezogenen Dichtringen werden z.B. zur Abdichtung von Drehlagern eingesetzt und eignen sich besonders für kritische Umgebungsbedingungen, insbesondere mit Nässe, Sand, Staub und anderen Verschmutzungen. The workpiece ( 4 ) can have any suitable shape and has a round receptacle ( 16 ) for the ring element ( 5 ) on. In the embodiments shown, the workpiece has ( 4 ) Also a ring shape and is designed for example as a slip ring or as a sealing ring carrier. Such slip rings with mounted sealing rings are used for example for sealing rotary bearings and are particularly suitable for critical environmental conditions, especially with moisture, sand, dust and other contaminants.
4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des ringförmigen Werkstücks (4) in einem Querschnitt zusammen mit einem Ringelement (5). Das Werkstück (4) weist an den Stirnbereichen eine Oberseite (17) und eine Unterseite (18) auf. Der Durchmesser bzw. die Breite ist an der Oberseite (17) größer als an der Unterseite (18). Das Werkstück (4) hat einen umfangseitigen runden Werkstückmantel (15). Dieser besitzt vorzugsweise eine konische Form und erweitert sich von der Unterseite (18) zur Oberseite (17). 4 shows a preferred embodiment of the annular workpiece ( 4 ) in a cross-section together with a ring element ( 5 ). The workpiece ( 4 ) has an upper side ( 17 ) and a bottom ( 18 ) on. The diameter or width is at the top ( 17 ) larger than at the bottom ( 18 ). The workpiece ( 4 ) has a circumferential round workpiece sheath ( 15 ). This preferably has a conical shape and extends from the bottom ( 18 ) to the top ( 17 ).
Am Werkstückmantel (15) befindet sich eine ringförmige vertiefte bzw. hinterschnittene Aufnahme (16) für das Ringelement (5). Die Aufnahme (16) ist z.B. als Ringnut ausgebildet. Diese kann im Querschnitt einen ebenen Nutenboden aufweisen, der entsprechend der Mantelform einen konischen Verlauf hat. Alternativ kann der Nutenboden auch gerundet sein. Die Aufnahme (16) ist im Durchmesser bzw. der Breite etwas größer als das Ringelement (5) und spannt dieses in der Aufnahme- und Montagestellung. Das in der Aufnahme (16) montierte Ringelement (5) ragt axial über die Unterseite (18) und radial über die Ränder von Ober- und Unterseite (17, 18).On the workpiece jacket ( 15 ) is an annular recessed or undercut recording ( 16 ) for the ring element ( 5 ). The recording ( 16 ) is formed, for example, as an annular groove. This may have a flat groove bottom in cross-section, which has a conical shape according to the shell shape. Alternatively, the groove bottom can also be rounded. The recording ( 16 ) is slightly larger in diameter or width than the ring element ( 5 ) and clamps this in the receiving and mounting position. That in the recording ( 16 ) mounted ring element ( 5 ) projects axially over the underside ( 18 ) and radially across the edges of top and bottom ( 17 . 18 ).
Der Werkstückmantel (15) und die Aufnahme (16) sind in der gezeigten Ausführungsform kreisringförmig ausgebildet. Alternativ können der Werkstückmantel (15) und die Aufnahme (16) eine ovale Form oder eine andere gerundete Form aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann das Werkstück (4) eine andere Gestalt haben und eine komplexere Form aufweisen, wobei es lediglich bereichsweise einen Werkstückmantel (15) mit einer Aufnahme (16) der vorbeschriebenen Art aufweist. Der Werkstückmantel (15) und die Aufnahme (16) können auch mehrfach an einem Werkstück (4) vorhanden sein. Of the Workpiece casing ( 15 ) and the recording ( 16 ) are annular in the embodiment shown. Alternatively, the workpiece shell ( 15 ) and the recording ( 16 ) have an oval shape or another rounded shape. In another embodiment, the workpiece ( 4 ) have a different shape and have a more complex shape, wherein it is only partially a workpiece shell ( 15 ) with a recording ( 16 ) of the type described above. The workpiece jacket ( 15 ) and the recording ( 16 ) can also be used several times on a workpiece ( 4 ) to be available.
Die Montageeinrichtung (1) beinhaltet einen oder mehrere mehrachsige taktile und programmierbare Industrieroboter (2) mit sensitiven Fähigkeiten und mit einer eigenen oder ggf. gemeinsamen Robotersteuerung (14). Die Robotersteuerung (14) weist eine Recheneinheit, einen oder mehrere Speicher für Daten oder Programme sowie Eingabe- und Ausgabeeinheiten auf. Die Robotersteuerung kann prozessrelevante Daten, z.B. Sensordaten, speichern und für eine Prozesskontrolle und -sicherung und/oder eine Qualitätskontrolle und -sicherung protokollieren.The mounting device ( 1 ) includes one or more multi-axis tactile and programmable industrial robots ( 2 ) with sensitive capabilities and with its own or possibly shared robot control ( 14 ). The robot controller ( 14 ) has a computing unit, one or more memories for data or programs, and input and output units. The robot controller can store process-relevant data, eg sensor data, and record it for process control and assurance and / or quality control and assurance.
Der taktile Industrieroboter (2) führt ein Montagewerkzeug (3), welches ebenfalls zur Montageeinrichtung (1) gehören kann. Ferner kann die Montageeinrichtung (1) eine ebene Grundplatte (6) umfassen. Diese kann alternativ vom Betreiber der Montageeinrichtung beigestellt werden und kann z.B. Bestandteil einer Arbeitsstation sein. The tactile industrial robot ( 2 ) performs an assembly tool ( 3 ), which also to the mounting device ( 1 ) can belong. Furthermore, the mounting device ( 1 ) a flat base plate ( 6 ). This may alternatively be provided by the operator of the mounting device and may for example be part of a workstation.
Ferner kann die Montageeinrichtung (1) eine in 1 lediglich durch einen Pfeil angedeutete Bereitstellung (27) für Werkstücke (4) und/oder Ringelemente (5) aufweisen. Die Bereitstellung (27) kann ebenfalls betreiberseitig gestellt werden und Bestandteil einer Arbeitsstation sein. Die gezeigte Montageeinrichtung (1) kann eine freistehende Einrichtung sein. Sie kann alternativ in eine Arbeitsstation und im weiteren auch in eine Anlage mit mehreren Arbeitsstation integriert sein. Furthermore, the mounting device ( 1 ) an in 1 merely indicated by an arrow ( 27 ) for workpieces ( 4 ) and / or ring elements ( 5 ) exhibit. The provision ( 27 ) can also be provided by the operator and be part of a workstation. The mounting device shown ( 1 ) may be a freestanding facility. It can alternatively be integrated into a workstation and, moreover, into a system with several workstations.
Die Montageeinrichtung (1) und das Montageverfahren dienen einerseits zur Montage eines Ringelements (5) an einem Werkstück (4). Die Montageeinrichtung und das Montageverfahren können außerdem zu einer Egalisierung von Verformungen oder inneren Spannungen des montierten bzw. aufgenommenen Ringelements (5) am Werkstück (4) dienen. Letzteres betrifft eine eigenständige Erfindung. Das Ringelement (5) kann mit der eingangs genannten Montagetechnik zuvor montiert worden sein. Es kann alternativ auf beliebige andere Weise am Werkstück (4) aufgenommen und montiert sein. Mit der besagten Egalisierung werden Verformungen, insbesondere ggf. partielle oder lokale Verdrehungen bzw. Torsionen des Ringelements (5) um seine Hauptachse sowie Torsionsspannungen beseitigt oder wenigstens gemindert. Bei der Montagetechnik werden die sensitiven Fähigkeiten des taktilen Industrieroboters (2) genutzt.The mounting device ( 1 ) and the mounting method are used on the one hand for mounting a ring element ( 5 ) on a workpiece ( 4 ). The mounting device and the mounting method can also be used to equalize deformations or internal stresses of the mounted or received ring element ( 5 ) on the workpiece ( 4 ) serve. The latter relates to an independent invention. The ring element ( 5 ) may have been previously assembled with the mounting technique mentioned above. It can alternatively be attached to the workpiece in any other way ( 4 ) and mounted. With the said leveling deformations, in particular possibly partial or local twists or torsions of the ring element ( 5 ) eliminated or at least mitigated about its major axis and torsional stresses. In the assembly technique, the sensitive capabilities of the tactile industrial robot ( 2 ) used.
Der taktile Industrieroboter (2) weist hierfür eine zugeordnete, vorzugsweise integrierte Sensorik (13) zur Erfassung von außen einwirkender mechanischer Belastungen, insbesondere Kräfte und/oder Momente, auf. Die Sensorik (13) ist mit der Robotersteuerung (14) signaltechnisch verbunden. Sie ist vorzugsweise in den Industrieroboter (2), insbesondere in dessen Roboterglieder (7–10) integriert. Sie kann alternativ an anderer Stelle, z.B. an seinem Abtriebselement (11) oder am Montagewerkzeug (3) angeordnet sein. Die Sensorik (13) kann einen oder mehrere Sensoren, insbesondere Kraftsensoren und/oder Momentensensoren und ggf. Weg- oder Positionssensoren aufweisen.The tactile industrial robot ( 2 ) has an associated, preferably integrated sensor system ( 13 ) for detecting externally acting mechanical loads, in particular forces and / or moments on. The sensors ( 13 ) is connected to the robot controller ( 14 ) connected by signal technology. It is preferably in the industrial robot ( 2 ), in particular in its robot links ( 7 - 10 ) integrated. Alternatively, it can be located elsewhere, eg at its output element ( 11 ) or on the assembly tool ( 3 ) can be arranged. The sensors ( 13 ) may comprise one or more sensors, in particular force sensors and / or torque sensors and possibly position or position sensors.
Der taktile Industrieroboter (2) weist mehrere, z.B. drei, vier oder mehr, bewegliche und miteinander verbundene Roboterglieder (7–10) auf. Er hat ferner mehrere, z.B. fünf, sechs, sieben oder mehr, angetriebene Roboterachsen (I–VII). Diese können rotatorisch und/oder translatorisch sein und in beliebiger Zahl und Kofiguration vorliegen. Die Roboterglieder (7–10) sind vorzugsweise gelenkig und über drehende Roboterachsen (I–VII) miteinander und mit einem Sockel verbunden. Der Sockel kann einen Anschluss für Betriebsmittel haben und kann ggf. die Robotersteuerung (14) aufnehmen. Es ist ferner möglich, dass einzelne Roboterglieder (8, 9) mehrteilig und in sich beweglich, insbesondere um die Längsachse verdrehbar, ausgebildet sind. The tactile industrial robot ( 2 ) has a plurality, eg three, four or more, movable and interconnected robot members ( 7 - 10 ) on. It also has several, eg five, six, seven or more, powered robot axes ( I - VII ). These may be rotational and / or translational and be present in any number and Kofiguration. The robot members ( 7 - 10 ) are preferably articulated and via rotating robot axes ( I - VII ) connected to each other and to a pedestal. The base can have a connection for equipment and can optionally control the robot ( 14 ) take up. It is also possible that individual robot members ( 8th . 9 ) are in several parts and in itself movable, in particular rotatable about the longitudinal axis, are formed.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Industrieroboter (2) als Gelenkarm- oder Knickarmroboter ausgebildet und weist sieben angetriebene Roboterachsen bzw. Bewegungsachsen (I–VII) auf. Die Roboterachsen (I–VII) sind mit der Robotersteuerung (14) verbunden und können gesteuert und ggf. geregelt werden. Der Industrieroboter (2) hat vorzugsweise eine oder mehrere kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen (I–VII).In the illustrated embodiment, the industrial robot ( 2 ) designed as Gelenkarm- or articulated robot and has seven driven robot axes or axes of motion ( I - VII ) on. The robot axes ( I - VII ) are connected to the robot controller ( 14 ) and can be controlled and possibly regulated. The industrial robot ( 2 ) preferably has one or more force-controlled or force-controlled robot axes ( I - VII ).
Das abtriebsseitige Endglied (10) des Roboters (3) ist z.B. als Roboterhand ausgebildet und weist das um eine Abtriebsachse (12) drehbare Abtriebselement (11), z.B. einen Abtriebsflansch, auf. Die Abtriebsachse (12) bildet die letzte Roboterachse VII. Durch ein ggf. hohles Abtriebselement (11) und ggf. andere Roboterglieder (7–10) können eine oder mehrere Leitungen für Betriebsmittel, z.B. Leistungs- und Signalströme, Fluide etc. geführt sein und am Abtriebselement (11) nach außen treten sowie zum Montagewerkzeug (3) geführt sein.The output end member ( 10 ) of the robot ( 3 ) is designed, for example, as a robot hand and has this about an output axis ( 12 ) rotatable output element ( 11 ), eg an output flange. The output axis ( 12 ) forms the last robot axis VII , By a possibly hollow output element ( 11 ) and possibly other robot members ( 7 - 10 ) can be one or more lines for resources, such as power and signal streams, fluids, etc. performed and on the output element ( 11 ) come out and to the assembly tool ( 3 ).
Der Industrieroboter (2) weist ein mit dem Untergrund über einen Sockel verbundenes Basisglied (7) und das vorerwähnte Endglied (10) sowie zwei Zwischenglieder (8, 9) auf. Die Zwischenglieder (8, 9) sind mehrteilig und in sich verdrehbar mittels Achsen (III) und (V) ausgebildet. Die Zahl der Zwischenglieder (8, 9) kann alternativ kleiner oder größer sein. In weiterer Abwandlung können einzelne oder alle Zwischenglieder (8, 9) in sich drehfest und ohne zusätzliche Achse ausgebildet sein. Die Roboterglieder (7–10) können eine gerade oder gemäß 1 abgewinkelte Form haben. Der Industrieroboter (1) kann gemäß 1 stehend oder alternativ hängend angeordnet sein.The industrial robot ( 2 ) has a base member connected to the ground via a base ( 7 ) and the aforesaid end member ( 10 ) and two intermediate links ( 8th . 9 ) on. The intermediate links ( 8th . 9 ) are multipart and rotatable by means of axes ( III ) and ( V ) educated. The number of intermediate links ( 8th . 9 ) may alternatively be smaller or larger. In a further modification, individual or all intermediate links ( 8th . 9 ) Be formed in rotation and without additional axis. The robot members ( 7 - 10 ) can be a straight or according to 1 have angled shape. The industrial robot ( 1 ) can according to 1 be arranged standing or alternatively hanging.
Die Roboterachsen (I–VII) weisen jeweils ein Achslager, z.B. ein Drehlager bzw. ein Gelenk, und einen hier zugeordneten und integrierten steuerbaren, ggf. regelbaren Achsantrieb, z.B. Drehantrieb, auf. Außerdem können die Roboterachsen (I–VII) eine steuer- oder schaltbare Bremse und eine zugeordnete ggf. redundante Sensorik (13) zur Detektion von extern einwirkenden mechanischen Belastungen haben. Die in 1 schematisch angedeutete integrierte Sensorik (13) kann einen oder mehrere Sensoren an jeweils einer oder mehreren Roboterachsen (I–VII) aufweisen. Diese Sensoren können gleiche oder unterschiedliche Funktionen haben. Sie können insbesondere zum Erfassen von einwirkenden Belastungen, insbesondere von Momenten, ausgebildet sein. Sie können ferner Drehbewegungen und ggf. Drehpositionen detektieren.The robot axes ( I - VII ) each have a journal bearing, such as a pivot bearing or a joint, and a here associated with and integrated controllable, possibly adjustable final drive, such as rotary drive, on. In addition, the robot axes ( I - VII ) a controllable or switchable brake and an associated possibly redundant sensor ( 13 ) for the detection of externally acting mechanical loads. In the 1 schematically indicated integrated sensor system ( 13 ) can be one or more sensors on each one or more robot axes ( I - VII ) exhibit. These sensors can have the same or different functions. They can be designed in particular for detecting acting loads, in particular moments. You can also detect rotational movements and possibly rotational positions.
Der Industrieroboter (2) kann eine oder mehrere nachgiebige Roboterachsen (I–VII) bzw. nachgiebige Achsantriebe mit einer Nachgiebigkeitsregelung haben. Die Nachgiebigkeitsregelung kann eine reine Kraftregelung oder eine Kombination aus einer Positions- und einer Kraftregelung sein. Eine solche nachgiebige Roboterachse (I–VII) ist für die Detektion der im Montageprozess auftretenden Reaktionskräfte und/oder Reaktionsmomente in Verbindung mit der jeweils aktuellen Roboter- oder Achsposition einsetzbar und erlaubt eine prozessgerechte Reaktion auf evtl. Abweichungen der detektierten Werte von einer Vorgabe. The industrial robot ( 2 ) one or more compliant robot axes ( I - VII ) or yielding axle drives with a compliance control have. The compliance control can be a pure force control or a combination of a position and a force control. Such a compliant robot axis ( I - VII ) can be used for the detection of the reaction forces and / or reaction moments occurring in the assembly process in conjunction with the respective current robot or axis position and allows a process-appropriate response to possible deviations of the detected values from a specification.
Die vorgenannte Kraftsteuerung oder Kraftregelung der Roboterachsen (I–VII) bezieht sich auf die Wirkung nach außen am Abtriebselement (11) des Endglieds (10) sowie auf die dort einwirkenden Reaktionskräfte. Roboterintern findet an den drehenden Achsen oder Achsantrieben eine Momentensteuerung oder Momentenregelung statt.The aforesaid force control or force control of the robot axes ( I - VII ) refers to the effect on the output element ( 11 ) of the end member ( 10 ) as well as on the reaction forces acting there. Robot-internally, a torque control or torque control takes place on the rotating axes or axle drives.
Der taktile Industrieroboter (2) kann verschiedene Betriebsmodi mit unterschiedlichen Steifigkeiten bzw. Nachgiebigkeiten seiner Roboterachsen (I–VII) haben. Dies kann z.B. ein Handführmodus, ein Positionier- oder Suchmodus und ein Steifigkeitsmodus sein. Zwischen den Betriebsmodi kann bedarfsweise umgeschaltet werden. The tactile industrial robot ( 2 ) can be different operating modes with different stiffness or flexibility of its robot axes ( I - VII ) to have. This can be, for example, a manual mode, a positioning or search mode and a stiffness mode. You can switch between the operating modes as needed.
Eine nachgiebige Roboterachse (I–VII) vermeidet ferner Unfälle mit Personen und Crashs mit Gegenständen im Arbeitsbereich durch Kraftbegrenzung und ggf. Stillstand oder federndes Ausweichen im Fall unverhergesehener Kollisionen. Der taktile Industrieroboter (2) kann dadurch auch für eine Mensch-Roboter-Kooperation oder-Kollaboration (MRK), z.B. bei einer Teilautomatisierung, eingesetzt werden. Der MRK-taugliche Industrieroboter (2) kann einen Berührungskontakt mit dem menschlichen Körper oder anderen Hindernissen detektieren und hierauf reagieren. Er kann dabei z.B. stehen bleiben oder sich ggf. auch von der Kontaktstelle entfernen, insbesondere zurückbewegen. Für die Reaktion auf einen Berührungskontakt kann es unterschiedlich hohe Belastungs- und Reaktionsschwellen geben. Der taktile Industrieroboter (2) kann mit einem Werker in einem offenen Arbeitsbereich ohne Zaun oder andere Maschinengrenze zusammenarbeiten ohne diesen zu verletzen. Es kann dabei auch zu schmerzfreien Kontakten kommen.A compliant robot axis ( I - VII ) avoids further accidents with persons and crashes with objects in the work area by force limitation and possibly standstill or resilient Dodge in the event of unforeseen collisions. The tactile industrial robot ( 2 ) can thereby also be used for a human-robot cooperation or collaboration (MRC), eg in the case of partial automation. The MRK-compatible industrial robot ( 2 ) can detect and respond to a touch contact with the human body or other obstacles. He may, for example, stop or, if necessary, also move away from the contact point, in particular move back. For the reaction to a touch contact, there may be different levels of stress and reaction thresholds. The tactile industrial robot ( 2 ) can work with a worker in an open work area without a fence or other machine boundary without damaging it. It can also come to painless contacts.
Das Montagewerkzeug (3) dient in den gezeigten Ausführungsbeispielen zum Halten und Führen des Werkstücks (4), welches auch mehrfach vorhanden sein kann. Das Montagewerkzeug (3) ist z.B. als Greifwerkzeug für ein oder mehrere Werkstücke (4) ausgebildet. Das Montagewerkzeug (3) nimmt das oder die Werkstücke jeweils bevorzugt zentrisch auf. The assembly tool ( 3 ) is used in the embodiments shown for holding and guiding the workpiece ( 4 ), which can also be present several times. The assembly tool ( 3 ) is eg as a gripping tool for one or more workpieces ( 4 ) educated. The assembly tool ( 3 ) preferably picks up the work piece (s) centrically.
Das in 2 dargestellte Montagewerkzeug (3) weist ein verstellbares Greifmittel (22) auf. Diese wird in der gezeigten Ausführungsform von mehreren, z.B. drei radial verstellbaren Greifbacken gebildet. Die Greifbacken (22) können eine abgestufte Form haben. Sie sind z.B. dazu ausgebildet, dass gezeigte ringförmige Werkstück (4) innenseitig und zentrisch zu greifen und zu spannen.This in 2 illustrated assembly tool ( 3 ) has an adjustable gripping means ( 22 ) on. This is formed in the embodiment shown by several, for example, three radially adjustable gripping jaws. The gripping jaws ( 22 ) may have a stepped shape. They are for example designed to be shown annular workpiece ( 4 ) inside and centric to grip and tension.
Das Montagewerkzeug (3) ist bevorzugt steuerbar ausgebildet und weist eine antreibbare Stelleinrichtung (nicht dargestellt) für das Greifmittel (22) auf. Die Betriebsmittel für die Stelleinrichtung, z.B. elektrische Signalströme und/oder Leistungsströme, fluidische Betriebsmittel, z.B. Druckluft, Hydrauliköl oder dergleichen können dem Montagewerkzeug (3) in beliebiger Weise, z.B. über den Industrieroboter (2), zugeführt werden. The assembly tool ( 3 ) is preferably designed controllable and has a drivable actuating device (not shown) for the gripping means ( 22 ) on. The operating means for the adjusting device, eg electrical signal currents and / or power flows, fluidic operating means, eg compressed air, hydraulic oil or the like, can be used by the assembly tool ( 3 ) in any way, eg via the industrial robot ( 2 ).
Das gezeigte Montagewerkzeug (3) weist einen Korpus (20) auf, an dem die Greifbacken (22) beweglich gelagert sind. Der Korpus (20) kann auch den Stellantrieb aufnehmen. Ferner weist das Montagewerkzeug (3) einen Roboteranschluss (21) auf. Dieser kann ebenfalls am Korpus (20) angeordnet sein. Über den Roboteranschluss (21) kann das Montagewerkzeug (3) mit einem Abtriebselement (11) des Industrieroboters (2) direkt oder ggf. unter Zwischenschaltung einer automatischen Wechselkupplung und ggf. auch einer Medienkupplung für Betriebsmittel verbunden werden.The assembly tool shown ( 3 ) has a body ( 20 ), on which the jaws ( 22 ) are movably mounted. The body ( 20 ) can also accommodate the actuator. Furthermore, the assembly tool ( 3 ) a robot connection ( 21 ) on. This can also on the body ( 20 ) can be arranged. Via the robot connection ( 21 ), the assembly tool ( 3 ) with an output element ( 11 ) of the industrial robot ( 2 ) be connected directly or possibly with the interposition of an automatic change coupling and possibly also a media coupling for resources.
Der dargestellte taktile Industrieroboter (2) kann als Leichtbauroboter ausgebildet sein und aus leichtgewichtigen Materialien, z.B. Leichtmetallen und Kunststoff bestehen. Er hat auch eine kleine Baugröße. Zudem kann er eine niedrige Tragkraft von z.B. 5 bis ca. 20 kg haben. Das in seiner Konstruktion und Funktion vereinfachte Montagewerkzeug (3) hat ebenfalls ein geringes Gewicht. Der Industrieroboter (2) mit seinem Montagewerkzeug (3) ist dadurch insgesamt leichtgewichtig und kann ohne größeren Aufwand transportiert und von einem Einsatzort zum anderen verlegt werden. Das Gewicht von Industrieroboter (2) und Montagewerkzeug (3) kann unter 50 kg, insbesondere bei ca. 30 kg, liegen. Durch die Möglichkeit des manuellen Teachens kann die Montageeinrichtung (1) schnell und einfach programmiert, in Betrieb genommen und an unterschiedliche Prozesse angepasst werden.The illustrated tactile industrial robot ( 2 ) may be designed as a lightweight robot and made of lightweight materials, eg light metals and plastic. He also has a small size. In addition, he can have a low load capacity of eg 5 to about 20 kg. That in its construction and function simplified assembly tool ( 3 ) also has a low weight. The industrial robot ( 2 ) with his assembly tool ( 3 ) is thus lightweight overall and can be transported without much effort and moved from one location to another. The weight of industrial robots ( 2 ) and assembly tool ( 3 ) can be less than 50 kg, in particular about 30 kg. Due to the possibility of manual teaching, the mounting device ( 1 ) can be quickly and easily programmed, put into operation and adapted to different processes.
Nachfolgend werdend die Funktion der Montageeinrichtung und das Verfahren bei der Montage des Ringelements (5) am Werkstück (4) und bei der nachfolgenden Egalisierung bzw. Taumelbewegung beschrieben. Hereinafter, the function of the mounting device and the method in the assembly of the ring element ( 5 ) on the workpiece ( 4 ) and described in the subsequent equalization or tumbling motion.
3 zeigt die Ausgangsstellung, in der ein Ringelement (5) auf einem Untergrund (6), z.B. der erwähnten Grundplatte, in einer für den Industrieroboter (2) bekannten Position liegt. Der Industrieroboter (2) kann es zuvor von der Bereitstellung (27) mit seinem Montagewerkzeug (3) oder auf andere Weise entnommen und am Untergrund (6) positioniert haben. Hierdurch kennt der Industrieroboter (2) die exakte Position des Ringelements (5). Außerdem ist dessen Form und Größe bekannt. 3 shows the starting position in which a ring element ( 5 ) on a surface ( 6 ), eg the mentioned base plate, in one for the industrial robot ( 2 ) is known position. The industrial robot ( 2 ) it can be used previously by the deployment ( 27 ) with his assembly tool ( 3 ) or otherwise removed and on the ground ( 6 ). As a result, the industrial robot ( 2 ) the exact position of the ring element ( 5 ). In addition, its shape and size is known.
In der besagten Grundstellung wird das vom Industrieroboter (2) mit seinem Montagewerkzeug zuvor aufgenommene Werkstück (4) mit Abstand über dem Untergrund (6) und dem bereitliegenden Ringelement (5) gehalten. Die im Durchmesser kleinere Unterseite (18) des Werkstücks (4) weist dabei zum Ringelement (5). 5 bis 7 verdeutlichen die nachfolgenden Roboter- und Werkzeugbewegungen. 5 entspricht dabei der Ausgangsstellung von 3. Die Abtriebsachse (12) kann senkrecht zur Hauptebene des Ringelements (5) bzw. zur Hauptebene des Untergrunds (6) ausgerichtet sein. In the said basic position, that of the industrial robot ( 2 ) with his assembly tool previously recorded workpiece ( 4 ) at a distance above the ground ( 6 ) and the provided ring element ( 5 ) held. The smaller diameter underside ( 18 ) of the workpiece ( 4 ) points to the ring element ( 5 ). 5 to 7 illustrate the following robot and tool movements. 5 corresponds to the starting position of 3 , The output axis ( 12 ) can be perpendicular to the main plane of the ring element ( 5 ) or to the main level of the subsoil ( 6 ) be aligned.
Aus der Ausgangsstellung heraus erfolgt gemäß 6 eine schräg zur Hauptebene des Ringelements (5) bzw. des Untergrunds (6) gerichtete Zuführbewegung (Z) des Abtriebselements (11) und des Montagewerkzeugs (3). Der Industrieroboter (2) wird hierfür entsprechend von der programmierten Robotersteuerung (14) gesteuert. Bei der Zuführbewegung (Z) wird das schräg ausgerichtete Werkstück mit seinem in Zuführrichtung (Z) vorderen bzw. unteren Randbereich (19) lokal in das Ringelement (5) eingesetzt und taucht in dessen Öffnung ein. Hierbei wird gemäß 4 und der gestrichelten Darstellung der Randbereich (19) mit der Aufnahme (16) schräg gegen das Ringelement (5) gedrückt. Das im Durchmesser kleinere Ringelement (5) schnappt an dieser Kontaktstelle (23) lokal in die Aufnahme (16). Es wird dabei von der breiteren Oberseite (17) des Werkstücks (4) übergriffen und kann über die zurückversetzte Unterseite (18) bzw. den dortigen Nutenrand am Werkstück (4) rutschen.From the starting position out according to 6 an oblique to the main plane of the ring element ( 5 ) or the subsoil ( 6 ) directed feed movement (Z) of the output element ( 11 ) and the assembly tool ( 3 ). The industrial robot ( 2 ) is determined accordingly by the programmed robot controller ( 14 ) controlled. In the feed movement (Z), the obliquely oriented workpiece with its in the feed direction (Z) front or lower edge region ( 19 ) locally in the ring element ( 5 ) inserted and immersed in the opening. This is in accordance with 4 and the dashed line of the border area ( 19 ) with the recording ( 16 ) obliquely against the ring element ( 5 ). The smaller diameter ring element ( 5 ) snaps at this contact point ( 23 ) locally in the receptacle ( 16 ). It is characterized by the wider top ( 17 ) of the workpiece ( 4 ) and can over the recessed bottom ( 18 ) or the local edge of the groove on the workpiece ( 4 ) slip.
Aus dieser ersten Eingriffsstellung von 6 wird anschließend gemäß 7 das Montagewerkzeug (3) mit dem Werkstück (4) in einer Kippbewegung zum Ringelement (5) und zum Untergrund (6) hinbewegt. Durch diese Kippbewegung taucht das Werkstück (4) mit seiner Unterseite (18) gemäß 4 in die Öffnung des Ringelements (5) ein, welches im Verlauf der Kippbewegung nach und nach rundum in die hinterschnittene Aufnahme (16) schnappt. Der Industrieroboter (2) führt durch Beaufschlagung von der Robotersteuerung (14) die besagten Zustell- und Kippbewegungen aus.From this first engagement position of 6 is then according to 7 the assembly tool ( 3 ) with the workpiece ( 4 ) in a tilting movement to the ring element ( 5 ) and to the underground ( 6 ) moved. Due to this tilting movement, the workpiece ( 4 ) with its underside ( 18 ) according to 4 into the opening of the ring element ( 5 ), which in the course of the tilting movement gradually into the undercut recording ( 16 ) snaps. The industrial robot ( 2 ) leads by loading from the robot controller ( 14 ) the said feed and tilting movements.
Bei der Kippbewegung drehen das Montagewerkzeug (3) und das Werkstück (4) sowie das Abtriebselement (11) um die Kontaktstelle (23) zwischen dem Randbereich (19) am Werkstück (4) und dem Ringelement (5). Die Kippbewegung ist in den gezeigten Ausführungsformen einachsig und erfolgt um eine Drehachse (25), die parallel zur Hauptebene des Ringelements (5) und des Untergrunds (6) gerichtet ist. Die Drehachse (25) verläuft durch die Kontaktstelle (23). Die Drehachse (25) kann außerdem senkrecht zur Zuführrichtung (Z) ausgerichtet sein. 6 verdeutlicht die Kippbewegung durch einen gebogenen Pfeil.During the tilting movement, the assembly tool ( 3 ) and the workpiece ( 4 ) as well as the output element ( 11 ) around the contact point ( 23 ) between the edge area ( 19 ) on the workpiece ( 4 ) and the ring element ( 5 ). The tilting movement is uniaxial in the embodiments shown and takes place about an axis of rotation (FIG. 25 ) parallel to the main plane of the ring element ( 5 ) and underground ( 6 ). The axis of rotation ( 25 ) passes through the contact point ( 23 ). The axis of rotation ( 25 ) can also be aligned perpendicular to the feed direction (Z). 6 illustrates the tilting movement by a curved arrow.
In der in 7 gezeigten Endstellung ist das Ringelement (5) in der Aufnahme (16) des Werkstücks (4) montiert. Bei diesem Einschnappen oder Einrollen des Ringelements (5) können lokale Verdrillungen oder Torsionen am Ringelement (5) auftreten. Um diese zu Egalisieren, wird die nachfolgend beschriebene Taumelbewegung ausgeführt. In the in 7 shown end position is the ring element ( 5 ) in the recording ( 16 ) of the workpiece ( 4 ) assembled. In this snapping or curling of the ring element ( 5 ) can be local twists or torsions on the ring element ( 5 ) occur. To equalize them, the tumbling action described below is performed.
Bei der Taumelbewegung führt der Industrieroboter (2) das Werkstück (4) mit dem aufgenommenen Ringelement (5) auf dem Untergrund (6) und ist hierfür entsprechend gesteuert. Das Ringelement (5) berührt dabei mit seiner Außenseite den Untergrund (6) lokal an einer Kontaktstelle (24). Bei der Taumelbewegung wandert die Kontaktstelle (24) entlang des Umfangs des Ringelements (5). Das Ringelement (5) wälzt bei der Taumelbewegung auf dem Untergrund (6) ab. Es führt dabei auch eine Walkbewegung in der Aufnahme (16) aus, mit der die besagten Torsionen und inneren Torsionsspannungen egalisiert, d.h. eliminiert oder zumindest gemindert werden. Das federelastisch in der Aufnahme (16) eingespannte Ringelement (5) wird dabei an der wandernden Kontaktstelle (24) mit einer definierten Anpresskraft vom taktilen Industrieroboter (2) gegen den Untergrund gedrückt und ggf. quetschend verformt. Es kann dabei eine Rollbewegung um seine Zentralachse ausführen und kann sich ggf. in den Nachbarbereichen lokal vom Boden der Aufnahme (6) lösen und entformen bzw. entspannen. During wobbling, the industrial robot ( 2 ) the workpiece ( 4 ) with the received ring element ( 5 ) on the ground ( 6 ) and is controlled accordingly. The ring element ( 5 ) touches the surface with its outside ( 6 ) locally at a contact point ( 24 ). During the tumbling movement, the contact point ( 24 ) along the circumference of the ring element ( 5 ). The ring element ( 5 ) rolls during the wobbling motion on the ground ( 6 ). It also leads a flexing movement in the recording ( 16 ), with which said torsions and internal torsional stresses equalized, ie eliminated or at least mitigated. The elastic in the recording ( 16 ) clamped ring element ( 5 ) is at the wandering contact point ( 24 ) with a defined contact force of the tactile industrial robot ( 2 ) pressed against the ground and possibly deformed by squeezing. It can perform a rolling motion about its central axis and may possibly be local in the neighboring areas from the bottom of the picture ( 6 ) and demould or relax.
Bei der Taumelbewegung wird der Industrieroboter (2) derart gesteuert, dass das Werkstück (4) mit dem Ringelement (5) schräg zum Untergrund (6) ausgerichtet sind. Die Schräglage wird so gewählt, dass bei dieser Taumelbewegung das Werkstück (4) vom Untergrund (6) distanziert ist und den Untergrund (6) nicht berührt. Es findet lediglich ein Untergrundkontakt mit dem Ringelement (5) an der besagten Kontaktstelle (24) statt. Die Abtriebsachse (12) und das Abtriebselement (11) sind ebenfalls schräg zum Untergrund (6) ausgerichtet.In the tumbling motion of the industrial robot ( 2 ) is controlled such that the workpiece ( 4 ) with the ring element ( 5 ) at an angle to the ground ( 6 ) are aligned. The inclined position is chosen so that during this wobbling motion the workpiece ( 4 ) from the underground ( 6 ) is distanced and the underground ( 6 ) not touched. It only finds an underground contact with the ring element ( 5 ) at the said contact point ( 24 ) instead of. The output axis ( 12 ) and the output element ( 11 ) are also inclined to the ground ( 6 ).
Der Industrieroboter (2) wird ferner derart gesteuert, dass eine Bewegungskomponente der Taumelbewegung als Drehbewegung des schräg ausgerichteten Werkstücks (4) mit dem Ringelement (5) entlang des Untergrunds (6) ausgebildet ist. Diese Drehbewegung ist vorzugsweise eine umlaufende und insbesondere kreisende Drehbewegung. Die exakte Bewegungsform hängt von der Form des montierten Ringelements (5) und der Aufnahme (16) ab. Sie ist bei den gezeigten Kreisformen ebenfalls kreisförmig. Bei einer ovalen Formgebung kann die Drehbewegung eine Ellipse beschreiben. The industrial robot ( 2 ) is further controlled such that a movement component of the tumbling motion as rotational movement of the obliquely oriented workpiece ( 4 ) with the ring element ( 5 ) along the underground ( 6 ) is trained. This rotational movement is preferably a circumferential and in particular circular rotational movement. The exact form of movement depends on the shape of the assembled ring element ( 5 ) and the recording ( 16 ). It is also circular in the circular shapes shown. In an oval shape, the rotational movement can describe an ellipse.
Bei der beschriebenen Taumelbewegung wird die Drehbewegung des schräg ausgerichteten Werkstücks (4) mit dem Ringelement (5) um eine Drehachse (26) ausgeführt, die quer zum Untergrund (6) ausgerichtet ist. Die Ausrichtung ist vorzugsweise senkrecht. Sie kann alternativ eine leichte Schräglage mit einer weitaus überwiegend senkrechten Richtungskomponente sein. In the tumbling motion described, the rotational movement of the obliquely oriented workpiece ( 4 ) with the ring element ( 5 ) about a rotation axis ( 26 ) running transversely to the ground ( 6 ) is aligned. The orientation is preferably vertical. It may alternatively be a slight inclined position with a predominantly vertical directional component.
8 und 9 zeigen dies in einer Ausgangsstellung. 10 und 11 verdeutlichen weitere Bewegungsstellungen während der Taumelbewegung. In 8 ist mit einem Pfeil die Drehrichtung markiert. Bei der Taumelbewegung sind das Abtriebselement (11) und die Abtriebsachse (12) ebenfalls schräg zum Untergrund (6) ausgerichtet. Die Drehachse (26) kann durch den Schnittpunkt der schrägen Abtriebsachse (12) mit dem Untergrund (6) verlaufen. 8th and 9 show this in a starting position. 10 and 11 clarify further movements during the tumbling motion. In 8th is marked with an arrow the direction of rotation. In the tumbling motion, the output element ( 11 ) and the output axis ( 12 ) also at an angle to the ground ( 6 ). The axis of rotation ( 26 ) can by the intersection of the oblique output axis ( 12 ) with the underground ( 6 ).
Die taumelende Drehbewegung erfolgt über einen Drehwinkel von vorzugsweise 360°. Der Drehwinkel kann alternativ kleiner oder größer sein. Bei einer 360°-Drehung werden alle Bereiche des Ringelements (5) in Druckkontakt mit dem Untergrund (6) gebracht und können egalisiert werden. Die Drehbewegung kann alternativ mehrere Umläufe und einen Drehwinkel von 720° oder mehr umfassen. The tumbling rotational movement takes place over a rotation angle of preferably 360 °. The angle of rotation may alternatively be smaller or larger. In a 360 ° rotation, all areas of the ring element ( 5 ) in pressure contact with the substrate ( 6 ) and can be leveled. The rotational movement may alternatively comprise several revolutions and a rotation angle of 720 ° or more.
In einer anderen und nicht dargestellten Ausführungsform kann das Montagewerkzeug (3) mit dem Werkstück (4) und dem montierten Ringelement (5) während der Taumelbewegung auch eine Rotation um die Abtriebsachse (12) ausführen. Dies kann eine weitere Bewegungskomponente der Taumelbewegung sein. In another and not shown embodiment, the assembly tool ( 3 ) with the workpiece ( 4 ) and the mounted ring element ( 5 ) during the tumbling motion, a rotation about the output axis ( 12 ) To run. This can be another component of the tumbling movement.
Bei der Ausführung Zuführ- und Kippbewegung sowie der Taumelbewegung nutzt der taktile Industrieroboter (2) seine sensitiven Fähigkeiten und detektiert permanent oder zumindest getaktet die bei der Taumelbewegung auftretenden mechanischen Belastungen, insbesondere die Reaktionskräfte und Reaktionsmomente. Er kann hierüber feststellen, ob er mit dem relativ weichen und kompressiblen Ringelement (5) den Untergrund (6) kontaktiert oder ob das Werkstück (4) den Untergrund (6) berührt. Außerdem kann detektiert werden, ob das Ringelement (5) bei der Taumelbewegung in der Aufnahme (16) bleibt oder unerwünschte Eigenbewegungen ausführt, insbesondere aus der Aufnahme (16) schnappt. Außerdem kann die auf das Ringelement (5) an den Kontaktstellen (23, 24) wirkende und vom Industrieroboter (2) induzierte Anpresskraft gesteuert und bedarfsweise geregelt werden.In the execution of feeding and tilting movement as well as the wobbling movement uses the tactile industrial robot ( 2 ) its sensitive capabilities and detects permanently or at least clocked occurring during the tumbling mechanical loads, in particular the reaction forces and reaction moments. He can determine whether he is using the relatively soft and compressible ring element ( 5 ) the underground ( 6 ) or whether the workpiece ( 4 ) the underground ( 6 ) touched. In addition, it can be detected whether the ring element ( 5 ) in the tumbling motion in the receptacle ( 16 ) or unwanted intrinsic movements, in particular from the recording ( 16 ) snaps. In addition, the on the ring element ( 5 ) at the contact points ( 23 . 24 ) and by the industrial robot ( 2 ) induced contact force can be controlled and regulated as needed.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele und der vorgenannten Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden. Variations of the embodiments shown and described are possible in various ways. In particular, the features of the various embodiments and the abovementioned modifications can be arbitrarily combined with each other, in particular also be reversed.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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Montageeinrichtung mounter
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22
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Industrieroboter industrial robots
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33
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Montagewerkzeug, Greifwerkzeug Assembly tool, gripping tool
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44
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Werkstück, Schleifring Workpiece, slip ring
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55
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Ringelement, Dichtring, O-Ring Ring element, sealing ring, O-ring
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66
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Untergrund, Grundplatte Underground, base plate
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77
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Roboterglied, Basisglied Robotic link, base link
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88th
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Roboterglied, Zwischenglied Robotic link, intermediate link
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99
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Roboterglied, Zwischenglied Robotic link, intermediate link
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1010
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Roboterglied, Endglied Robotic link, end link
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1111
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Abtriebselement, Flansch Output element, flange
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1212
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Abtriebsachse output shaft
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1313
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Sensorik sensors
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1414
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Robotersteuerung robot control
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1515
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Werkstückmantel außen Workpiece casing outside
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1616
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Aufnahme, Ringnut Intake, ring groove
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1717
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Oberseite top
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1818
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Unterseite bottom
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1919
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Randbereich border area
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2020
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Korpus corpus
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2121
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Roboteranschluss robot connection
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2222
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Greifmittel, Greifbacke Gripping means, gripping jaw
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2323
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Kontaktstelle für Aufnahme Ringelement Contact point for receiving ring element
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2424
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Kontaktstelle für Taumelbewegung Ringelement Contact point for wobble ring element
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2525
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Drehachse der Kippbewegung Rotary axis of the tilting movement
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2626
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Drehachse der Taumelbewegung Rotary axis of the tumbling movement
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2727
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Bereitstellung provision
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ZZ
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Zuführrichtung feed
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I–VIII-VII
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Roboterachse robot axis
