DE202021100501U1

DE202021100501U1 - Arbeitsplatzsystem und Roboterarbeitsraumnetzwerk

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Publication number: DE202021100501U1
Application number: DE202021100501.7U
Authority: DE
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2022-02-07
Anticipated expiration: 2031-02-03
Also published as: DE102022102258A1

Abstract

Arbeitsplatzsystem (100) aufweisend wenigstens eine Arbeitsfläche (104, 200, 602), wenigstens ein Positioniermodul (106, 400, 500, 606) zur Anordnung zwischen der wenigstens einen Arbeitsfläche (104, 200, 602) und wenigstens einem Manipulationsobjekt (108, 110, 300, 600, 700), eine zwischen der wenigstens einen Arbeitsfläche (104, 200, 602) und dem wenigstens einen Positioniermodul (106, 400, 500, 606) wirksame erste Rastanordnung und eine zwischen dem wenigstens einen Positioniermodul (106, 400, 500, 606) und dem wenigstens einen Manipulationsobjekt (108, 110, 300, 600, 700) wirksame zweite Rastanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rastanordnung miteinander periodisch korrespondierende erste Rastabschnitte (114, 204, 402, 502) und die zweite Rastanordnung miteinander periodisch korrespondierende zweite Rastabschnitte (302, 404, 406, 504) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsplatzsystem aufweisend wenigstens eine Arbeitsfläche, wenigstens ein Positioniermodul zur Anordnung zwischen der wenigstens einen Arbeitsfläche und wenigstens einem Manipulationsobjekt, eine zwischen der wenigstens einen Arbeitsfläche und dem wenigstens einen Positioniermodul wirksame erste Rastanordnung und eine zwischen dem wenigstens einen Positioniermodul und dem wenigstens einen Manipulationsobjekt wirksame zweite Rastanordnung. Außerdem betrifft die Erfindung ein Roboterarbeitsraumnetzwerk.
Das Dokument DE 10 2013 104 890 A1 betrifft ein Verfahren zur Konturenbearbeitung eines vorzugsweise flächigen Werkstücks, wobei das Werkstück von mehreren, an einem Bearbeitungstisch befestigten Saugspannern gehalten wird. Um eine kostengünstigere Verarbeitung der Werkstücke mit geringem konstruktivem und fertigungstechnischem Aufwand zu ermöglichen, wird in dem Dokument DE 10 2013 104 890 A1 vorgeschlagen, die Saugspanner entsprechend einer vorgegebenen Konturierung am Bearbeitungstisch zu positionieren.
Das Dokument DE 10 2010 015 617 A1 betrifft ein Transport- und Bereitstellungssystem für Bauteile, wobei das Transport- und Bereitstellungssystem ein Trägersystem umfasst, sowie mindestens eine Bauteil-Box zur Aufnahme eines Bauteils. Um einen Transport von Bauteilen flexibler und kostengünstiger durchführen zu können, wird in dem Dokument DE 10 2010 015 617 A1 vorgeschlagen, dass das Bauteil in der Bauteil-Box durch Bauteil-Haltemittel in einer vorgegebenen Position gehalten wird und das Trägersystem und die mindestens eine Bauteil-Box je ein Raster aufweisen, wobei das Raster des Trägersystems zur variablen, systematisch flächendeckenden Anordnung von Bauteil-Boxen und/oder Bauteil-Haltemitteln in unterschiedlicher Kombination, und das Raster in der mindestens einen Bauteil-Box zur variablen Anordnung der Bauteil-Haltemittel in unterschiedlicher Kombination ausgebildet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Arbeitsplatzsystem strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Roboterarbeitsraumnetzwerk strukturell und/oder funktionell zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Arbeitsplatzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Roboterarbeitsraumnetzwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Arbeitsplatzsystem kann wenigstens einen Roboter aufweisen. Das Arbeitsplatzsystem kann einen Arbeitsraum des wenigstens einen Roboters umfassen. Der Arbeitsraum kann zumindest annähernd kubisch, zylindrisch, kugelförmig oder quaderförmig sein.
Der wenigstens eine Roboter kann ein Industrieroboter sein. Der wenigstens eine Roboter kann programmierbar sein. Der wenigstens eine Roboter kann dazu dienen, Manipulationsobjekte zu handhaben, zu montieren, und/oder zu bearbeiten. Der wenigstens eine Roboter kann eine Basis, einen Manipulator, Sensoren und/oder eine Kontrolleinrichtung aufweisen.
Die wenigstens Arbeitsfläche kann in einem Arbeitsraum des Roboters angeordnet sein. Die wenigstens eine Arbeitsfläche kann vollständig oder teilweise in dem Arbeitsraum angeordnet sein. Die wenigstens eine Arbeitsfläche kann zumindest annähernd eben sein. Die wenigstens eine Arbeitsfläche kann zumindest annähernd waagerecht sein. Die wenigstens eine Arbeitsfläche kann eine zumindest annähernd rechteckige Form aufweisen.
Das wenigstens eine Manipulationsobjekt kann ein Produkt oder Erzeugnis, wie Werkstück, Zwischenprodukt oder Endprodukt, ein Träger, wie Werkstückträger, und/oder ein Behälter, insbesondere ein normierter Behälter, wie Euronorm-Behälter, sein. Das wenigstens eine Manipulationsobjekt kann ein Euronorm-Behälter sein. Eine Abmessung des wenigstens einen Manipulationsobjekts kann von einer standardisierten Grundabmessung ausgehen. Die Grundabmessung kann beispielsweise eine Länge von 600mm und eine Breite von 400mm aufweisen. Davon abgeleitet kann das Manipulationsobjekt beispielsweise ein Maß (Länge x Breite) von 200mm x 150mm, 300mm x 200mm, 400mm x 300mm, 600mm x 400mm oder 800mm x 600 mm aufweisen. Das wenigstens eine Manipulationsobjekt kann stapelbar sein.
Das wenigstens eine Positioniermodul kann zur reproduzierbaren exakten Anordnung an der wenigstens einen Arbeitsfläche dienen. Das wenigstens eine Positioniermodul kann zum reproduzierbaren exakten Positionieren des wenigstens einen Manipulationsobjekts dienen.
Die erste Rastanordnung kann derart zwischen der wenigstens einen Arbeitsfläche und dem wenigstens einen Positioniermodul wirken, dass eine relative Verlagerbarkeit zwischen der wenigstens einen Arbeitsfläche und dem wenigstens einen Positioniermodul zumindest in einer Richtung, insbesondere in zwei oder drei zueinander senkrechten Richtungen, kraft- und/oder formschlüssig gesperrt ist. Die erste Rastanordnung kann an der wenigstens einen Arbeitsfläche angeordnete erste Rastabschnitte und an dem wenigstens einen Positioniermodul angeordnete erste Rastabschnitte aufweisen. Die an der wenigstens einen Arbeitsfläche angeordneten ersten Rastabschnitte einerseits und die an dem wenigstens einen Positioniermodul angeordneten ersten Rastabschnitte andererseits können miteinander periodisch korrespondieren. Die ersten Rastabschnitte können geometrisch, insbesondere geometrisch komplementär, miteinander korrespondieren. Die ersten Rastabschnitte können regelmäßig angeordnet sein. Eine regelmäßige Anordnung der ersten Rastabschnitte kann sich regelmäßig Wiederholen.
Die zweite Rastanordnung kann derart zwischen dem wenigstens einen Positioniermodul und dem wenigstens einen Manipulationsobjekt wirken, dass eine relative Verlagerbarkeit zwischen dem wenigstens einen Positioniermodul und dem wenigstens einen Manipulationsobjekt zumindest in einer Richtung, insbesondere in zwei oder drei zueinander senkrechten Richtungen, kraft- und/oder formschlüssig gesperrt ist. Die zweite Rastanordnung kann an dem wenigstens einen Positioniermodul angeordnete zweite Rastabschnitte und an dem wenigstens einen Manipulationsobjekt angeordnete zweite Rastabschnitte aufweisen. Die an dem wenigstens einen Positioniermodul angeordneten zweiten Rastabschnitte einerseits und die an dem wenigstens einen Manipulationsobjekt angeordneten zweiten Rastabschnitte andererseits können miteinander periodisch korrespondieren. Die zweiten Rastabschnitte können geometrisch, insbesondere geometrisch komplementär, miteinander korrespondieren. Die zweiten Rastabschnitte können regelmäßig angeordnet sein. Eine regelmäßige Anordnung der zweiten Rastabschnitte kann sich regelmäßig Wiederholen.
Die ersten Rastabschnitte können jeweils eine konvexe Kontur oder eine konkave Kontur aufweisen. Die erste Rastanordnung der wenigstens einen Arbeitsfläche kann wenigstens eine Rastschiene aufweisen. Die ersten Rastabschnitte der wenigstens einen Arbeitsfläche können entlang der wenigstens einen Rastschiene angeordnet sein. Die ersten Rastabschnitte der wenigstens einen Arbeitsfläche können jeweils als Bohrung ausgeführt sein. Die ersten Rastabschnitte der wenigstens einen Arbeitsfläche können jeweils eine hinterschnittene Kontur aufweisen. Die ersten Rastabschnitte des wenigstens einen Positioniermoduls können jeweils als Zapfen ausgeführt sein.
Die erste Rastanordnung kann wenigstens eine erste Fixiereinrichtung zum Fixieren des wenigstens einen Positioniermoduls an der wenigstens einen Arbeitsfläche aufweisen. Die wenigstens eine erste Fixiereinrichtung kann in einer mit der wenigstens einen Arbeitsfläche gebildeten Ebene und/oder senkrecht zu dieser Ebene wirksam sein. Die wenigstens eine erste Fixiereinrichtung eine lösbare Rastverbindung aufweisen. Die Rastverbindung kann zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung umschaltbar sein. Die Rastverbindung kann einhändig umschaltbar sein. Die Rastverbindung kann unter Wirkung eines Betätigungskräftepaars umschaltbar sein. Die Betätigungskräfte können einander entgegen gerichtet sein und zumindest annähern gleiche Beträge aufweisen. Die Betätigungskräfte können zumindest annähernd parallel zu einer mit der wenigstens einen Arbeitsfläche gebildeten Ebene gerichtet sein. Die Rastverbindung kann unter Wirkung einer sich, beispielsweise an der wenigstens einen Arbeitsfläche, abstützenden Betätigungskraft umschaltbar sein. Die Freigabestellung kann eine betätigte Stellung sein. Die Sperrstellung kann eine unbetätigte Vorzugsstellung sein. Die Rastverbindung kann wenigstens ein Formschlusselement, wie Kugel, und wenigstens einen mechanischen Energiespeicher, wie Feder, aufweisen.
Die zweite Rastanordnung kann wenigstens eine zweite Fixiereinrichtung zum Fixieren des wenigstens einen Manipulationsobjekts an dem wenigstens einen Positioniermodul aufweisen. Die wenigstens eine zweite Fixiereinrichtung kann in einer mit der wenigstens einen Arbeitsfläche gebildeten Ebene und/oder senkrecht zu dieser Ebene wirksam sein. Die wenigstens eine zweite Fixiereinrichtung kann eine Sperrverbindung aufweisen. Die Sperrverbindung kann zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung umschaltbar sein. Die Sperrverbindung kann unter Wirkung eine Öffnungskraft in die Freigabestellung und unter Wirkung eine Schließkraft in die Sperrstellung umschaltbar sein. Die Öffnungskraft und die Schließkraft können einander entgegen gerichtet sein. Die Öffnungskraft und die Schließkraft können zumindest annähernd senkrecht zu einer mit der wenigstens einen Arbeitsfläche gebildeten Ebene gerichtet sein. Die Freigabestellung und die Sperrstellung können betätigungskraftfrei stabile Stellungen sein. Die Sperrverbindung kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig wirksam sein. Die Sperrverbindung kann wenigstens ein Rampenelement, wenigstens ein Exzenterelement, wenigstens ein Hebelelement, wenigstens ein Kniehebelelement und/oder wenigstens ein Riegelelement aufweisen.
Das wenigstens eine Positioniermodul kann mehrseitig zweite Rastabschnitte aufweisen. Das wenigstens eine Positioniermodul kann mehrere Seiten mit zweiten Rastabschnitten aufweisen. Das wenigstens eine Positioniermodul kann einander gegenüberliegende Seiten mit zweiten Rastabschnitten aufweisen. Das wenigstens eine Positioniermodul kann dazu dienen, mit einem Manipulationsobjekt oder mehreren Manipulationsobjekten, insbesondere mit zwei oder vier Manipulationsobjekten, zusammenzuwirken. Das wenigstens eine Positioniermodul kann eine klotzartige, rechteckartige oder kreuzartige Form aufweisen.
Die ersten Rastabschnitte und/oder die zweiten Rastabschnitte können zentrierend sein. Die ersten Rastabschnitte und/oder die zweiten Rastabschnitte können V-förmige Ausnehmungen aufweisen.
Die ersten Rastabschnitte und die zweiten Rastabschnitte können miteinander periodisch korrespondieren. Die ersten Rastabschnitte und die zweiten Rastabschnitte können miteinander periodisch korrespondierende Abstände aufweisen.
Das wenigstens eine Manipulationsobjekt kann ein geringfügig unterhalb eines Rastmaßes der ersten Rastabschnitte liegendes Maß aufweisen. Das wenigstens eine Manipulationsobjekt kann ein derart geringfügig unterhalb eines Rastmaßes der ersten Rastabschnitte liegendes Maß aufweisen, dass mehrere Manipulationsobjekte unter Zwischenschaltung des wenigstens einen Positioniermoduls arbeitsraumsparend aneinander anordenbar sind.
Das Arbeitsplatzsystem kann mehrere jeweils mit der zweiten Rastanordnung kompatible Manipulationsobjektvarianten aufweist. Die Manipulationsobjektvarianten können jeweils mit an dem wenigstens einen Positioniermodul angeordneten zweiten Rastabschnitten korrespondierende zweite Rastabschnitte aufweisen. Eine Manipulationsobjektvariante kann ein Produkt oder Erzeugnis, wie Werkstück, ein Zwischenprodukt oder Endprodukt, ein Träger, wie Werkstückträger, und/oder ein Behälter, insbesondere ein normierter Behälter sein. Eine Manipulationsobjektvariante kann ein Euronorm-Behälter sein. Eine Abmessung einer Manipulationsobjektvariante kann von einer standardisierten Grundabmessung ausgehen. Die Grundabmessung kann beispielsweise eine Länge von 600mm und eine Breite von 400mm aufweisen. Davon abgeleitet kann eine Manipulationsobjektvariante beispielsweise ein Maß (Länge × Breite) von 200mm × 150mm, 300mm × 200mm, 400mm × 300mm, 600mm × 400mm oder 800mm × 600 mm aufweisen. Eine Manipulationsobjektvariante kann stapelbar sein.
Das Arbeitsplatzsystem kann einen Effektor für den wenigstens einen Roboter aufweisen. Der Effektor kann wenigstens einen zweiten Rastabschnitt aufweisen. Die zweite Rastanordnung kann auch zwischen dem wenigstens einen Manipulationsobjekt und dem Effektor wirken. Der Effektor kann zum Handhaben des wenigstens einen Manipulationsobjekts dienen.
Die Arbeitsplatzsysteme eines Roboterarbeitsraumnetzwerks können strukturell und/oder funktionell miteinander verbunden sein. Die Arbeitsplatzsysteme eines Roboterarbeitsraumnetzwerks können miteinander mithilfe eines Transportsystems für Manipulationsobjekte verbunden sein.
Die wenigstens eine Arbeitsfläche, das wenigstens eine Positioniermodul und/oder die wenigstens eine Verbindung können/kann mithilfe des wenigstens einen Roboters positioniert, umpositioniert, fixiert und/oder gelöst werden. Das wenigstens eine Manipulationsobjekt kann mithilfe des wenigstens einen Roboters gehandhabt, montiert und/oder bearbeitet werden.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Positioniersystem für Arbeitsobjekte wie folgt.
Es wird vorgeschlagen, den Arbeitsraum mit Ablageflächen auszustatten, die flächig oder als durch mehrere Linien gebildete Flächen ausgebildet sein können. Die Ablageflächen können auch als Arbeitsflächen bezeichnet werden. Diese Flächen sollen periodisch durch linienhafte Koppelschienen durchzogen sein, die entlang einer Linie periodische Rastpositionen aufweisen und zumindest in Richtung des Rasters geeignet sind, ein eingreifendes Element gegen verschieben festzulegen. Das eingreifende Element kann auch als Positioniermodul bezeichnet werden. Diese Rastpositionen können als erhabene Kontur oder vorzugsweise als versenkte Kontur ausgeführt sein, um entsprechende Gegenobjekte daran auszurichten, und vorzugsweise einen Hinterschnitt aufweisen, um die Objekte optional zu verriegeln. Die Gegenobjekte können auch als Manipulationsobjekte bezeichnet werden. Als Gegenobjekt kann wahlweise ein Gebinde mit formschlüssig eingreifender Gegenform gewählt werden, vorzugsweise aber kann in dieses Raster ein Koppelelement eingesetzt werden, das seinerseits eine periodische Form aufweist, die sich vorzugsweise in einer orthogonalen Richtung zur ersten Struktur wiederholt. Das Formelement kann vorzugsweise mit einer Fixiereinrichtung ausgestattet sein, die rastend, klemmend oder verriegelnd an der ersten Linienstruktur fixiert, sowie optional mit einer Fixiereinrichtung zur Verriegelung von Objekten ausgestattet sein, die in die zweite Wiederholstruktur eingreifen, um beliebigen Kraftwirkungen widerstehen zu können. In einer vorteilhaften Ausführung ist das Koppelelement auf zwei gegenüberliegenden Seiten mit besagter Wiederholstruktur ausgestattet, um zwischen zwei Gebinden positioniert werden zu können. Auf diese Weise werden je Reihe an Gebinden nur n_Gebinde+1 Koppelelemente benötigt. Die Bedienung der Verriegelungsfunktion kann durch Druck oder Drehung oder Schwenken eingeleitet werden, sollte aber zwischen benachbarten Gebinden ausführbar sein. Die Verriegelung kann mittels Keil (Schraube, Exzenter) oder Hebel (Kniehebel) oder Riegel oder klemmen oder einer Kombination erfolgen.
Die Arbeitsobjekte (Gebinde, Werkstückträger, Vorrichtungen oder Werkzeuge) der robotischen Arbeitsstation sollten vorzugsweise an ihren Rändern mit periodischen Formschlusselementen ausgestattet sein, die in die Form des Koppelelements eingreifen und zentrierend auf eine Vorzugslage wirken. Diese Formschlusselemente sollen vorzugsweise gegenüberliegend parallel und in mehreren Richtungen, bei rechteckigen Gebinden vorzugsweise entlang der orthogonalen Richtungen der Aufstandsebene, am Arbeitsobjekt angebracht sein, um die Orientierung der Objekte in den kartesischen Hauptachsenrichtungen frei wählen zu können. Weiterhin sollen die Arbeitsobjekte vorzugsweise eine Geometrie entlang der Wiederholrichtungen der Raster aufweisen, anhand der sie zum Koppelelement verriegelt werden können. Die Gebinde sollten vorzugsweise mit Maßen etwas unterhalb der Rastergrenzen gefertigt werden, damit sie in der Richtung der zweiten Rastermerkmale dichtest möglich aneinander positioniert werden können. Dies kann insbesondere relevant sein, wenn Manipulationsobjekte ohne Positioniermodul nebeneinander positioniert werden sollen. Eine Ausdehnung des wenigstens einen Manipulationsobjekts zwischen zwei Positioniermodulen kann insbesondere einem Vielfachen des Rast- bzw. Wiederholmaßes entsprechen.
Vorzugsweise sind alle Wiederholelemente dazu ausgeprägt, zentrierend auf die Rastposition zu wirken, um Ungenauigkeiten beim Übergang von Transport zu Arbeitsposition zu eliminieren. Es wird vorgeschlagen, eine sogenannte Eurobox, ein Kunststoffgebinde, das zur Lagerung und zum Transport von Objekten genutzt wird und im Rasterformat der Zweiteilung der Grundmaße der Europalette von 1200x800mm erhältlich ist, durch allseitige Verzahnungsgeometrien zu ertüchtigen, um die erfindungsgemäße Rasterung zu erreichen. Die Eurobox weist zudem einen Stapelrand auf, der für die Verriegelung der Gebinde durch ein Formschlusselement von oben geeignet ist. Es wird vorgeschlagen, spezifische Gebinde für die Automatisierung, wie Baugruppenträger oder stationäre Werkzeuge, mit einer kompatiblen Randgeometrie auszustatten, um die Vorteile der freien Positionierbarkeit auf den gesamten Komponentenbereich auszudehnen. Es wird weiterhin vorgeschlagen, den oberen Rand der Gebinde, sowie das Wiederholelement als Kontaktpunkte für spezielle Greifer zu verwenden, die ihrerseits ein zentrierendes Rasterelement aufweisen. Auf diese Weise werden schon bei der Aufnahme der Objekte die Positionierungenauigkeiten eliminiert, sodass sich diese nicht bis zur Ablage summieren.
Mit der Erfindung können in einem Roboterarbeitsraum beliebig dimensionierte Gebinde in einem Raster, beispielsweise in einem Raster von 10mm, frei und wiederholgenau positioniert werden. In einer beispielhaften Ausführung können die Gebinde mit einem Minimalabstand von 20mm zwischen Koppelelementen und unter Rasterteilung in einer zweiten Richtung positioniert werden.
Durch die in jedem Manipulationsschritt erfolgende Aufhebung der Positionierungenauigkeiten wird es möglich, komplexe Fertigungsketten prozessstabil abzubilden, dabei aber gleichzeitig flexibel genug für eine autonome Umrüstung der Station für den Auftragswechsel zu sein. Darstellbar ist ein komplett autonomer Durchlauf verschiedener Produktionen aus einem Netz aus Stationen, die jeweils nur über ein generisches Zuführsystem verbunden sind. Durch die gemeinsame Nutzung der Zuführwege für Baugruppen, Werkzeuge und Bauteile wird Arbeitsraum gespart, der für die Zwischenlagerung von Werkzeugen, Baugruppen und Bauteilen optimal zugeteilt werden kann. Weiterhin kann flexibel auf z.B. Blockade einer Station durch eine autonom unlösbare Situation reagiert und der Materialfluss auf eine andere Station umgelenkt werden.
Es werden /wird eine sehr feine Unterteilung der Positionierung, eine für manuelle Arbeiten taugliche Tischoberfläche und/oder eine Verschiebung der Rastelemente an einen Stapelrand eines Euronorm-Behälters ohne Beeinträchtigung eines Transports beispielswiese auf Rollbahnen ermöglicht.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:

1 ein Arbeitsplatzsystem mit einem Roboter, einer Arbeitsfläche, Positioniermodulen und Manipulationsobjekten,
2 eine Arbeitsfläche mit Rastschienen und ersten Rastabschnitten,
3 einen Euronorm-Behälter als Manipulationsobjekt mit zweiten Rastabschnitten,
4 ein Positioniermodul mit ersten Rastabschnitten und zweiten Rastabschnitten,
5 ein Positioniermodul mit ersten Rastabschnitten, zweiten Rastabschnitten und einer zweiten Fixiereinrichtung
6 einen Euronorm-Behälter als Manipulationsobjekt an einem zwischen einer Arbeitsfläche und dem Manipulationsobjekt wirksamen Positioniermodul und
7 einen Euronorm-Behälter als Manipulationsobjekt und einen Effektor zum Handhaben des Manipulationsobjekts.

1 zeigt ein Arbeitsplatzsystem 100 mit einem Roboter 102, einer Arbeitsfläche 104, Positioniermodulen, wie 106, und Manipulationsobjekten, wie 108, 110. Die Arbeitsfläche 104 ist in einem Arbeitsraum 112 des Roboters 102 angeordnet. Zwischen der Arbeitsfläche 104 und den Positioniermodulen 106 ist eine erste Rastanordnung wirksam. Zwischen den Positioniermodulen 106 und den Manipulationsobjekten 108, 110 ist eine zweite Rastanordnung wirksam.
Die erste Rastanordnung weist an der Arbeitsfläche 104 angeordnete erste Rastabschnitte, wie 114, und an den Positioniermodulen 106 angeordnete erste Rastabschnitte auf. Die an der der Arbeitsfläche 104 angeordneten ersten Rastabschnitte 114 und die an den Positioniermodulen 106 angeordneten ersten Rastabschnitte sind jeweils regelmäßig in Reihen angeordnet und korrespondieren miteinander periodisch und geometrisch komplementär.
Die zweite Rastanordnung weist an den Positioniermodulen 106 angeordnete zweite Rastabschnitte und an den Manipulationsobjekten 108, 110 angeordnete zweite Rastabschnitte auf. Die an den Positioniermodulen 106 angeordneten zweiten Rastabschnitte und die an den Manipulationsobjekten 108, 110 angeordneten zweiten Rastabschnitte sind jeweils regelmäßig in Reihen angeordnet und korrespondieren miteinander periodisch und geometrisch komplementär.
Die Positioniermodule 106 dienen zur reproduzierbaren exakten Anordnung an der Manipulationsobjekte 108, 110 an der Arbeitsfläche 104. Die Manipulationsobjekte 108, 110 weisen jeweils ein derart geringfügig unterhalb eines Rastmaßes der ersten Rastabschnitte 114 liegendes Maß auf, dass mehrere Manipulationsobjekte 108, 110 unter Zwischenschaltung von Positioniermodulen 106 arbeitsraumsparend aneinander angeordnet werden können.
Die Positioniermodule 106 können mithilfe Roboters 102 bedarfsweise positioniert, umpositioniert, fixiert und/oder gelöst werden. Die Manipulationsobjekte 108, 110 können mithilfe des Roboters 102 gehandhabt, montiert und/oder bearbeitet werden.
2 zeigt eine Arbeitsfläche 200, wie Arbeitsfläche 104 gemäß 1, mit Rastschienen, wie 202. Die Rastschienen 202 sind zueinander parallel angeordnet und jeweils mit der Arbeitsfläche 200 fest verbunden. Die ersten Rastabschnitte, wie 204, der Arbeitsfläche 200 sind entlang der Rastschienen 202 angeordnet und jeweils als Bohrung ausgeführt. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
3 zeigt einen Euronorm-Behälter als Manipulationsobjekt 300, wie Manipulationsobjekt 108, 110 gemäß 1, mit zweiten Rastabschnitten, wie 302. Das Manipulationsobjekt 300 weist ausgehend von einer standardisierten Grundabmessung von 600mm Länge und 400mm Breite beispielsweise ein Maß (Länge x Breite) von 200mm x 150mm, 300mm x 200mm, 400mm x 300mm, 600mm x 400mm oder 800mm x 600 mm auf und ist stapelbar. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
4 zeigt ein Positioniermodul 400, wie Positioniermodul 106 gemäß 1, mit ersten Rastabschnitten, wie 402, und zweiten Rastabschnitten, wie 404, 406. Das Positioniermodul 400 weist eine rechteckartige bzw. klotzartige Form auf. Die zweiten Rastabschnitte 404, 406 sind an zwei einander gegenüberliegende Seiten des Positioniermoduls 106 angeordnet. Die ersten Rastabschnitte 402 des Positioniermoduls 400 sind jeweils als Zapfen ausgeführt. Die zweiten Rastabschnitte 404 des Positioniermoduls 400 weisen jeweils V-förmige Ausnehmungen auf und sind damit zentrierend. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
5 zeigt ein Positioniermodul 500, wie Positioniermodul 106 gemäß 1, mit ersten Rastabschnitten, wie 502, zweiten Rastabschnitten, wie 504, und einer zweiten Fixiereinrichtung 506. Die zweiten Fixiereinrichtung 506 dient zum Fixieren eines Manipulationsobjekts an dem Positioniermodul 500 und weist eine zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung umschaltbare Klemmverbindung mit Kniehebelelementen, wie 508, auf. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und 4 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
6 zeigt einen Euronorm-Behälter als Manipulationsobjekt 600, wie Manipulationsobjekt 108, 110 gemäß 1, an einem zwischen einer Arbeitsfläche 602, wie Arbeitsfläche 104 gemäß 1, mit einer Rastschiene 604 einerseits und dem Manipulationsobjekt 600 andererseits wirksamen Positioniermodul 606, wie Positioniermodul 106 gemäß 1. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 bis 5 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
7 zeigt einen Euronorm-Behälter als Manipulationsobjekt 700, wie Manipulationsobjekt 108, 110 gemäß 1, und einen Effektor 702 zum Handhaben des Manipulationsobjekts 700 mithilfe eines Roboters, wie Roboter 102 gemäß 1. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 bis 5 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
Bezugszeichenliste

100: Arbeitsplatzsystem
102: Roboter
104: Arbeitsfläche
106: Positioniermodul
108: Manipulationsobjekt
110: Manipulationsobjekt
112: Arbeitsraum
114: erster Rastabschnitt
200: Arbeitsfläche
202: Rastschiene
204: erster Rastabschnitt
300: Manipulationsobjekt
302: zweiter Rastabschnitt
400: Positioniermodul
402: erster Rastabschnitt
404: zweiter Rastabschnitt
406: zweiter Rastabschnitt
500: Positioniermodul
502: erster Rastabschnitt
504: zweiter Rastabschnitt
506: zweite Fixiereinrichtung
508: Kniehebelelement
600: Manipulationsobjekt
602: Arbeitsfläche
604: Rastschiene
606: Positioniermodul
700: Manipulationsobjekt
702: Effektor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013104890 A1 [0002]
DE 102010015617 A1 [0003]

Claims

Arbeitsplatzsystem (100) aufweisend wenigstens eine Arbeitsfläche (104, 200, 602), wenigstens ein Positioniermodul (106, 400, 500, 606) zur Anordnung zwischen der wenigstens einen Arbeitsfläche (104, 200, 602) und wenigstens einem Manipulationsobjekt (108, 110, 300, 600, 700), eine zwischen der wenigstens einen Arbeitsfläche (104, 200, 602) und dem wenigstens einen Positioniermodul (106, 400, 500, 606) wirksame erste Rastanordnung und eine zwischen dem wenigstens einen Positioniermodul (106, 400, 500, 606) und dem wenigstens einen Manipulationsobjekt (108, 110, 300, 600, 700) wirksame zweite Rastanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rastanordnung miteinander periodisch korrespondierende erste Rastabschnitte (114, 204, 402, 502) und die zweite Rastanordnung miteinander periodisch korrespondierende zweite Rastabschnitte (302, 404, 406, 504) aufweist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rastanordnung wenigstens eine Rastschiene (202, 604) aufweist und die ersten Rastabschnitte (114, 204) an der Rastschiene (202, 604) angeordnet sind.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rastanordnung wenigstens eine erste Fixiereinrichtung zum Fixieren des wenigstens einen Positioniermoduls (106, 400, 500, 606) an der wenigstens einen Arbeitsfläche (104, 200, 602) aufweist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Fixiereinrichtung in einer mit der wenigstens einen Arbeitsfläche (104, 200, 602) gebildeten Ebene und/oder senkrecht zu dieser Ebene wirksam ist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Fixiereinrichtung eine lösbare Rastverbindung aufweist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rastanordnung wenigstens eine zweite Fixiereinrichtung (506) zum Fixieren des wenigstens einen Manipulationsobjekts (108, 110, 300, 600, 700) an dem wenigstens einen Positioniermodul (106, 400, 500, 606) aufweist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Fixiereinrichtung (506) in einer mit der wenigstens einen Arbeitsfläche (104, 200, 602) gebildeten Ebene und/oder senkrecht zu dieser Ebene wirksam ist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Fixiereinrichtung (506) eine Klemmverbindung aufweist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Positioniermodul (106, 400, 500, 606) mehrseitig zweite Rastabschnitte (302, 404, 406, 504) aufweist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rastabschnitte (114, 204, 402, 502) zentrierend und/oder die zweiten Rastabschnitte (302, 404, 406, 504) zentrierend sind.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rastabschnitte (114, 204, 402, 502) und die zweiten Rastabschnitte (302, 404, 406, 504) miteinander periodisch korrespondieren.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsplatzsystem (100) mehrere jeweils mit der zweiten Rastanordnung kompatible Manipulationsobjektvarianten aufweist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsplatzsystem (100) wenigstens einen Roboter (102) aufweist und die wenigstens Arbeitsfläche (104, 200, 602) in einem Arbeitsraum (112) des Roboters (102) angeordnet ist.
Arbeitsplatzsystem (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsplatzsystem (100) einen Effektor (702) mit wenigstens einem zweiten Rastabschnitt für den wenigstens einen Roboter (102) aufweist.
Roboterarbeitsraumnetzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das Roboterarbeitsraumnetzwerk mehrere miteinander verbundene Arbeitsplatzsysteme (100) nach Anspruch 13 aufweist.