DE202022001543U1

DE202022001543U1 - Robotersystem für automatisierte Montage modularer Komponente

Info

Publication number: DE202022001543U1
Application number: DE202022001543.7U
Authority: DE
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2032-07-08
Also published as: CN219054394U; US20230054602A1

Abstract

Robotersystem zur automatischen Montage einer modularen Komponente und eines Montageziels, das aufweist:
einen Montageroboter mit einem ersten Manipulator, einem Montagewerkzeug, das mit dem ersten Manipulator gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die modulare Komponente und das Montageziel zu montieren, und einer ersten Kamera, die konfiguriert ist, um Bilder in einer Richtung aufzunehmen, in die das Montagewerkzeug gewandt ist;
einen Laderoboter mit einem zweiten Manipulator und einem Greifer, der mit dem zweiten Manipulator gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die modulare Komponente zu greifen; und
eine Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, um den Montageroboter und den Laderoboter zu steuern.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil für die koreanischen Patentanmeldungen 10-2021-0109216 , 10-2021-0109212 , 10-2021-0110316 und 10-2021-0111155 , die jeweils am 19. August 2021, 19. August 2021, 20. August 2021 und 23. August 2021 eingereicht wurden.
Hintergrund
1. Technisches Fachgebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Robotersystem für die automatisierte Montage einer modularen Komponente
2. Diskussion der verwandten Technik
Der in diesem Abschnitt beschriebene Inhalt stellt lediglich Hintergrundinformationen über die vorliegende Offenbarung bereit und bildet nicht den bisherigen Stand der Technik.
Das Gebiet der Smart Factory wird auf die Industrie angewendet. In einer Smart Factory werden selbst Teile eines Produkts durch Automatisierung unter Verwendung eines Roboters montiert. Ein Roboter zum Montieren eins Produkts ist im Allgemeinen zusammengesetzt aus einem Laderoboter, einem Montageroboter und einem Teilebereitstellungsroboter. Hier dient der Laderoboter dazu, eine modulare Komponente zu greifen, die gegriffene modulare Komponente zu einer Montageposition eines Montageziels zu bewegen und die modulare Komponente mit dem Montageziel auszurichten. Der Montageroboter dient dazu, die modulare Komponente und das durch den Laderoboter ausgerichtete Montageziel zu montieren. Der Teilebereitstellungsroboter dient dazu ein Teil, das von dem Laderoboter gegriffen wird, von außen bereitzustellen.
Da ein herkömmlicher automatisierter Montageroboter einfach die Befestigung von Schrauben abschließt, die von einer Person provisorisch montiert wurden, setzt sich die Entwicklung der vollständigen Automatisierung der Montage ohne menschliche Beteiligung fort.
Zusammenfassung
Gemäß wenigstens einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Robotersystem zum automatischen Montieren einer modularen Komponente und eines Montageziels bereit, das aufweist: einen Montageroboter mit einem ersten Manipulator, einem Montagewerkzeug, das mit dem ersten Manipulator gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die modulare Komponente und das Montageziel zu montieren, und einer ersten Kamera, die konfiguriert ist, um in einer Richtung, in die das Montagewerkzeug gewandt ist, Bilder aufzunehmen; einen Laderoboter mit einem zweiten Manipulator und einem Greifer, der mit dem zweiten Manipulator gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die modulare Komponente zu greifen; und eine Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, um den Montageroboter und den Laderoboter zu steuern.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht eines Teilemontagesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das zusammenarbeitende Roboter verwendet.
2 ist ein Blockdiagramm des Teilemontagesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das zusammenarbeitende Roboter verwendet.
3 ist eine Perspektivansicht eines in 1 gezeigten Montagegestells gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 ist eine Perspektivansicht eines Greifers, der mit einem Ende eines in 1 gezeigten Laderoboters verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5 ist eine entlang der Linie A-A von 4 genommene Querschnittansicht.
6 ist eine entlang der Linie B-B von 4 genommene Querschnittansicht.
7 ist eine Seitenansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der Greifer eine kreisförmige modulare Komponente greift.
8 und 9 sind Flussdiagramme eines Verfahrens zur Montage von Teilen unter Verwendung zusammenarbeitender Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
10 ist eine Seitenansicht eines Montagewerkzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
11 ist eine Querschnittansicht eines Teleskopers von 10.
12A und 12B sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in dem ein Montagewerkzeug in Oberflächenkontakt mit einer Schraube gebracht wird.
13 ist eine Perspektivansicht eines Fassungswechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
14 ist eine Vorderansicht des Fassungswechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
15A bis 15D sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens, in dem eine in dem Montagewerkzeug montierte Fassung von dem Fassungswechsler gewechselt wird.
16 ist ein Flussdiagramm eines Fassungswechselverfahrens unter Verwendung des Fassungswechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
17 ist eine Perspektivansicht eines Batteriewechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
18 ist eine Seitenansicht einer Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
19A bis 19D sind Ansichten, die ein Verfahren zum Abnehmen einer Batterie, die auf einem Ende des Montagewerkezugs installiert ist, unter Verwendung der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung darstellen.
20 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Abnehmen einer Batterie, die auf einem Ende des Montagewerkzeugs installiert ist, und Installieren der Batterie in einem Ladegerät in einem Verfahren zum Steuern der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
21A bis 21C sind Ansichten, die ein Verfahren zum Installieren einer Batterie auf einem Ende des Montagewerkzeugs unter Verwendung der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung darstellen.
22 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Abnehmen einer in dem Ladegerät installierten Batterie und Installieren der Batterie auf einem Ende des Montagewerkzeugs in einem Verfahren zum Steuern der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.

23 ist eine Perspektivansicht eines Gewichtskompensationsroboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
24 ist eine Seitenansicht des Gewichtskompensationsroboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
25 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Verfahrens, in dem der Gewichtskompensationsroboter von 24 ein Gewichtskompensationsmodul mit dem Greifer verbindet.
26 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Verfahrens, in dem der Laderoboter arbeitet, nachdem das Gewichtskompensationsmodul von 25 mit dem Greifer verbunden ist.
27 ist eine Perspektivansicht eines Gewichtskompensationsroboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung

Detaillierte Beschreibung
Ein Montagesystem für die Automatisierung der Montage modularer Komponenten gemäß einer Ausführungsform kann eine Reihe von Verfahren zum Greifen einer modularen Komponente, Bewegen der modularen Komponente zu einer Montageposition, Ausrichten der modularen Komponente und Montieren der modularen Komponente und eines Montageziels automatisieren.
Die Probleme, die von der vorliegenden Erfindung gelöst werden sollen, sind nicht auf die vorstehend erwähnten Probleme beschränkt, und andere Probleme, die nicht erwähnt werden, werden von Fachleuten der Technik aus der folgenden Beschreibung klar verstanden.
Hier nachstehend werden einige beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszahlen bevorzugt gleiche Elemente, wenngleich die Elemente in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Ferner wird in der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen eine detaillierte Beschreibung hier enthaltener bekannter Funktionen und Konfigurationen zum Zwecke der Deutlichkeit und der Kürze halber weggelassen.
Außerdem werden verschiedene Begriffe, wie etwa erste(r), zweite(r), A, B, (a), (b), etc. lediglich verwendet, um eine Komponente von der anderen zu unterscheiden, implizieren aber keine Substanzen, Reihenfolge oder Abfolge der Komponenten oder legen diese nahe. Wenn über diese Spezifikation hinweg ein Teil eine Komponente ,umfasst‘ oder ,aufweist‘, bedeutet dies, dass der Teil ferner andere Komponenten umfasst und diese nicht ausschließt, es sei denn, es wird explizit das Gegenteil angegeben. Begriffe, wie etwa ,Einheit‘, ‚Modul‘ und ähnliche beziehen sich auf eine oder mehrere Einheiten für die Verarbeitung wenigstens einer Funktion oder eines Betriebs, die durch Hardware, Software oder eine Kombination davon implementiert werden können.
1 ist eine Perspektivansicht eines Teilemontagesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, dass zusammenarbeitende Roboter verwendet. 2 ist ein Blockdiagramm des Teilemontagesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das zusammenarbeitende Roboter verwendet. Hier umfassen die zusammenarbeitenden Roboter einen Laderoboter 14 und einen Montageroboter 15.
Das Teilemontagesystem 10, das zusammenarbeitende Roboter verwendet, umfasst alle oder einige einer Basis 11, eines Teilebereitstellungsroboters 12, eines Montagegestells 13, des Laderoboters 14, des Montageroboters 15, eines Batteriewechslers 17, eines Fassungswechslers 19, eines Greiferhalters 50, eines Montagewerkzeughalters 40 und einer Steuervorrichtung 1.
Die Steuervorrichtung 1 ist konfiguriert, um die Gesamtbetriebe des Laderoboters 14, des Montageroboters 15, des Teilebereitstellungsroboters 12, des Fassungswechslers 19 und des Batteriewechslers 17 zu steuern. Die Steuervorrichtung 1 kann umfassen: eine Laderobotersteuerung, die den Betrieb des Laderoboters 14 steuert, eine Montagerobotersteuerung, die den Betrieb des Montageroboters 15 steuert, und eine Teilebereitstellungsrobotersteuerung, die den Betrieb des Teilebereitstellungsroboters 12 steuert. Wenngleich die Steuerungen benachbart zueinander angeordnet werden können, können die Steuerungen voneinander beabstandet angeordnet werden, so dass sie benachbart zu den entsprechenden Robotern sind. Die Steuerungen können durch die einzige Steuervorrichtung 1 gesteuert werden.
Der Laderoboter 14 greift eine modulare Komponente 132, die fest auf das Montagegestell 13 geladen ist, bewegt die modulare Komponente 132 zu einem Montagebereich, wo die modulare Komponente 132 mit einem Montageziel 21 montiert wird, und richtet die modulare Komponente 132 aus. Das Montageziel 21 wird von einer Vorrichtung, wie etwa einem Förderband 20, bewegt und innerhalb des Montagebereichs angeordnet. Hier ist der Montagebereich ein Bereich auf dem Förderband 20 innerhalb eines Bewegungsradius des Laderoboters 14 und des Montageroboters 15 und bezieht sich auf eine Position, an der die modulare Komponente 132 von dem Laderoboter 14 und dem Montageroboter 15 montiert werden kann.
Der Laderoboter 14 kann einen zweiten Manipulator 141, eine zweite Kamera 142 und einen Greifer 16 umfassen. Ein Ende des zweiten Manipulators 141 ist mit dem Greifer 16 verbunden und das andere Ende ist an einer Drehhalterung 145 fixiert.
Der zweite Manipulator 141 und der Greifer 16 sind derart konfiguriert, dass sie voneinander trennbar sind. Der Laderoboter 14 kann gemäß der Form der modularen Komponente 132 verschiedene Arten von Greifern 16 verwenden.
Der Greifer 16 ist austauschbar. Wenigstens eine Art von abnehmbarem Greifer 16 ist auf einem Ende des zweiten Manipulators 141 auf dem Greiferhalter 50 installiert. Abhängig von der Form der modularen Komponente 132, die gegriffen werden soll, kann der entsprechende Greifer 16 auf dem Laderoboter 14 installiert werden. Der Greifer 16 wird an einer Installationsposition installiert, die gemäß der Art des Greifers 16 auf dem Greiferhalter 50 bestimmt wird. Die Steuervorrichtung 1 kann Informationen über jede fixierte Installationsposition gemäß der Art des Greifers 16 speichern.
Die zweite Kamera 142 ist konfiguriert, um ein Bild in der Richtung des Greifers 16 aufzunehmen. Die zweite Kamera 142 stellt eine Sicht auf den Laderoboter 14 bereit, so dass der Laderoboter 14 die auf das Montagegestell 13 geladene modulare Komponente 132 präzise greifen kann. Zum Beispiel kann der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 basierend auf Sichtinformationen, die von der zweiten Kamera 142 erhalten werden, mit dem Montageziel 21 ausrichten. Mit anderen Worten kann die Steuerung des Laderoboters 14 in zwei verschiedenen Verfahren, zum Beispiel in einem Greifverfahren (siehe S320 in 9) und einem Ausrichtungsverfahren (siehe S340 in 9), basierend auf den Sichtinformationen durchgeführt werden, die unter Verwendung der gleichen auf dem Laderoboter 14 bereitgestellten zweiten Kamera 142 erhalten werden.
Indessen kann die zweite Kamera 142 aus dem Laderoboter 14 weggelassen werden. In diesem Fall kann der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 eher unter Verwendung der positionsbasierten Steuerung als der sichtbasierten Steuerung auf dem Montagegestell 13 halten. Ein Steuerverfahren, wenn die zweite Kamera 142 weggelassen wird, wird später beschrieben.
Eine vertikal bewegliche und/oder drehbare Laderoboterhalterung 60 kann unterhalb des Laderoboters 14 angeordnet werden. Durch Anordnen der Laderoboterhalterung 60 unter dem Laderoboter 14 kann der Betriebsradius des Laderoboters 14 erweitert werden.
Der Montageroboter 15 montiert das Montageziel 21 und die modulare Komponente 132. Der Montageroboter 15 kann einen ersten Manipulator 151, eine erste Kamera 153 und ein Montagewerkzeug 152 umfassen. Ein Ende des ersten Manipulators 151 ist mit dem Montagewerkzeug 152 verbunden.
Der Montageroboter 15 kann das Montagewerkzeug 152 unter Verwendung einer durch die erste Kamera 153 bereitgestellten Sicht in einem Montagebereich ausrichten. Die erste Kamera 153 kann konfiguriert sein, um ein Bild in der Richtung aufzunehmen, in welche das Montagewerkzeug 152 gewandt ist. Der Montageroboter 15 kann das Montageziel 21 und die modulare Komponente 132 durch Antreiben des ersten Manipulators 151 derart, dass das Montagewerkzeug 152 zu dem Montagebereich bewegt wird, montieren.
Das Montagewerkzeug 152 ist austauschbar. Verschiedene Arten von austauschbaren Montagewerkzeugen 152 sind auf dem Montagewerkzeughalter 40 angeordnet. Die Steuervorrichtung 1 kann gemäß den Gegebenheiten ein Montagewerkzeug 152 mit einer benötigten Form auf dem Montageroboter 15 installieren.
Das Montagewerkzeug 152 wird an einer Position auf dem Montagewerkzeughalter 40 installiert, die gemäß seiner Art bestimmt wird. Die Steuervorrichtung 1 kann Informationen über eine eindeutige Position des Montagewerkzeugs 152, die gemäß seiner Art bestimmt wird, speichern.
Ein vertikal beweglicher und/oder drehbarer Montageroboterhalter 70 kann unter dem Montageroboter 15 angeordnet sein. Durch Anordnen des Montageroboterhalters 70 unter dem Montageroboter 15 kann der Betriebsradius des Montageroboters 15 erweitert werden.
Der Laderoboter 14 wird durch die Laderobotersteuerung gesteuert. Um die modulare Komponente 132 und das Montageziel 21 zu montieren, steuert die Laderobotersteuerung ein Verfahren zum Greifen der auf das Montagegestell 13 geladenen modularen Komponente 132 und Bewegen der modularen Komponente 132 zu dem Montagebereich unter Verwendung der positionsbasierten Steuerung. Der Laderoboter 14 kann die modulare Komponente 132 auf dem Montagegestell 13 schneller zu dem Montagebereich 13 bewegen, indem die positionsbasierte Steuerung durchgeführt wird, ohne eine Kamera zu verwenden.
Wenn der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 zu dem Montagebereich bewegt, kann die Laderobotersteuerung die Steuerung unter Verwendung der auf dem Montageroboter 15 angeordneten ersten Kamera 153 durchführen. Um die modulare Komponente 132 und das Montageziel 21 zu montieren, muss die modulare Komponente 132 an einer korrekten Position in einer korrekten Richtung ausgerichtet werden. Zu diesem Zweck wird die modulare Komponente 132 unter Verwendung der ersten Kamera 153 des Montageroboters 15 ausgerichtet. Zu dieser Zeit wird der Montageroboter 15 derart gefahren, dass die erste Kamera 153 eine Sicht auf die Montagezielseite bereitstellen kann.
Nachdem der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 zu dem Montagebereich bewegt, führt die Montagerobotersteuerung die Steuerung zum Montieren der modularen Komponente 132 und des Montageziels 21 unter Verwendung der auf dem Montageroboter 15 angeordneten ersten Kamera 153 durch.
Der Laderoboter 14 wird in einem ersten Zwischenbereich positioniert, der von dem Fahrradius des Teilebereitstellungsroboters 12 beabstandet ist, so dass der Laderoboter 14 den Betrieb des Teilebereitstellungsroboters 12 physikalisch nicht stört, bevor er von der Laderobotersteuerung angetrieben wird. Hier bezieht sich der erste Zwischenbereich auf einen Bereich, der zwischen einem Montagebereich und einem Bereich, wo der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 in dem Fahrbereich des Laderoboters 14 greift, vorhanden ist.
Nachdem der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 zu dem Montagebereich bewegt, führt die Montagerobotersteuerung die Steuerung zum Montieren der modularen Komponente 132 und des Montageziels 21 unter Verwendung der auf dem Montageroboter 15 angeordneten ersten Kamera 153 durch.
Der Teilebereitstellungsroboter 12 empfängt die modulare Komponente 132 von außen und positioniert die modulare Komponente 132 an einer vorgegebenen Position auf dem Montagegestell 13. Der Teilebereitstellungsroboter 12 kann einen dritten Manipulator 121, eine dritte Kamera 122 und einen Versorgungsgreifer 123 umfassen. Der Versorgungsgreifer 123 ist an einem Ende des dritten Manipulators 121 angeordnet. Der Teilebereitstellungsroboter 12 greift die modulare Komponente 132 in einem Versorgungsteil E unter Verwendung des Versorgungsgreifers 123 und positioniert die modulare Komponente 132 an einer vorgegebenen Position auf dem Montagegestell 13. Der Teilebereitstellungsroboter 12 kann die modulare Komponente 132 in dem Versorgungsteil E unter Verwendung einer Sicht der dritten Kamera 122 greifen.
3 ist eine Perspektivansicht des in 1 gezeigten Montagegestells gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Die modulare Komponente 132 wird an einer vorgegebenen Position auf dem Montagegestell 13 positioniert. Wie in 3 gezeigt, können verschiedene Arten modularer Komponenten 132 in verschiedenen Formen mit dem Montageziel 21 montiert werden. Die Formen der in 3 gezeigten modularen Komponenten sind beispielhaft und nicht auf diese beschränkt.
Das Montagegestell 13 ist derart ausgebildet, dass es zu der Form jeder modularen Komponente 132 passt, so dass erste bis fünfte modulare Komponenten 132a bis 132e an bestimmten Positionen angeordnet werden können. Das heißt, das Montagegestell 13 ist derart ausgebildet, dass die modularen Komponenten 132 gemäß ihren Formen an verschiedenen vorgegebenen Positionen angeordnet werden. Die erste modulare Komponente 132a wird in einer ersten Position 133a angeordnet, die zweite modulare Komponente 132b wird in einer zweiten Position 133b angeordnet, die dritte modulare Komponente 132c wird in einer dritten Position 133c angeordnet, die vierte modulare Komponente 132d wird in einer vierten Position 133d angeordnet und die fünfte modulare Komponente 132e wird in einer fünften Position 133e angeordnet. Wenn der Laderoboter 14 nicht mit der zweiten Kamera 142 ausgerüstet ist und die positionsbasierte Steuerung durchgeführt wird, kann der Laderoboter 14 eine gewünschte modulare Komponente 132 gemäß den vorstehend erwähnten Merkmalen des Montagegestells 13 in einem gewünschten Winkel an einer vorgegebenen Position greifen.
Informationen über Positionen, an denen der Laderoboter 14 die ersten bis fünften modularen Komponenten 132a bis 132e unter Verwendung der positionsbasierten Steuerung greift, können im Voraus in der Steuervorrichtung 1 gespeichert werden.
Das Montagegestell 13 kann einen Näherungssensor 134 zum Erfassen, ob die modularen Komponenten 132 auf das Montagegestell 13 geladen sind, umfassen. Mehrere Näherungssensoren 134 können jeweils an der ersten Position 133a bis zu der fünften Position 133e angeordnet werden. Die Steuervorrichtung 1 kann bestimmen, ob die modularen Komponenten 132 an vorgegebenen Positionen auf das Montagegestell 13 geladen sind, indem sie Erfassungssignale von den Näherungssensoren 134 empfängt.
4 ist eine Perspektivansicht eines Greifers, der mit einem Ende des in 1 gezeigten Laderoboters verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und 5 ist eine entlang der Linie A-A von 4 genommene Querschnittansicht. 6 ist eine entlang der Linie B-B von 4 genommene Querschnittansicht. Der in 4 bis 6 gezeigte Greifer wird verwendet, um die modularen Komponenten 132b und 132c mit verschiedenen Formen (z.B. Kreis) in der vorliegenden Offenbarung zu greifen, und Greifer mit anderen Formen können mit dem Ende des zweiten Manipulators 141 verbunden werden. Hier nachstehend wird ein Fall beispielhaft beschrieben, in dem ein Querschnitt, der einer Oberfläche der modularen Komponente 132b oder 132 entspricht, in Kontakt mit dem Greifer kreisförmig ist.
Hier kann die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c eine zylindrische Form oder eine kugelförmige Form haben, ist aber nicht darauf beschränkt. Die kreisförmige modulare Komponente kann jede Form haben, solange ein Abschnitt von ihr, der einem Greiffinger 162 entspricht, wenn der Greifer 16 die modulare Komponente greift, einen vorgegebenen Krümmungsradius hat. Die in 1 gezeigte kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c ist ein Beispiel und nicht darauf beschränkt.
Bezugnehmend auf 4 bis 6 kann der Greifer 16 einen Roboterverbinder 161, den Greiffinger 162, einen elastischen Druckteil 163 und einen Antriebsteil 165 umfassen.
Der Greiffinger 162 kann einen Greifteil 1622 umfassen. Der Greifer 16 umfasst zwei Greiffinger 162, und die zwei Greiffinger 162 können derart konfiguriert sine, dass sie in Bezug auf die X-Y-Ebene, die in der Mitte des Greifers 16 positioniert ist, symmetrisch sind.
Insbesondere können die Greiffinger 162 umfassen: einen Halterungsteil 1621 in Kontakt mit einem Körper 164, der Leistung von dem Antriebsteil 165 empfängt, einen ersten Greifteil 1622a, der sich von einem Ende des Halterungsteils 1621 in der Längsrichtung des Körpers 164 erstreckt und eine erste Greifnut 1621a hat, und einen zweiten Greifteil 1622b, der sich von dem anderen Ende des Halterungsteils 1621 in der Längsrichtung des Körpers 164 erstreckt und eine zweite Greifnut 1621b hat. Hier bezieht sich die Längsrichtung des Körpers 164 auf die X-Achsensrichtung von 4. Die erste Greifnut 1621a und die zweite Greifnut 1621b können den gleichen Krümmungsradius haben.
In dem Greifteil 1622 kann eine Greifnut 1621 ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Form der Greifnut 1621 der Form eines Abschnitts der kreisförmigen modularen Komponente 132b oder 132c in Kontakt mit dem Greiffinger 162 entsprechen. Zum Beispiel kann jede der ersten Greifnuten 1621a und der zweiten Greifnuten 1622a einen vorgegebenen Krümmungsradius haben.
Der elastische Druckteil 163 ist benachbart zu einem Ende des Körpers 164 zwischen den zwei Greiffingern 162 angeordnet. Die elastische Druckeinheit 163 kann mehrere elastische Elemente 1632 und eine Druckplatte umfassen. Hier können die elastischen Elemente 1632 Federn sein.
Die mehreren elastischen Elemente 1632 können derart angeordnet werden, dass ein Ende jedes elastischen Elements in Kontakt mit dem Körper 164 des Greifers 16 ist und das andere Ende in Kontakt mit einer Oberfläche der Druckplatte ist. Wenn der elastische Druckteil 163 in Richtung des Körpers 164 des Greifers 16 gedrückt wird, stellen die mehreren elastischen Elemente 1632 eine elastische Kraft in die entgegengesetzte Richtung des Körpers 164 bereit.
Die Druckplatte kann mit einem Ende jedes elastischen Elements 1632 gekoppelt werden und konfiguriert sein, um die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c zu drücken. Zum Beispiel kann die Druckplatte eine Drucknut 1631 mit einer spezifischen Form (z.B. eine Bogenform, ein Dreieck, ein Quadrat, etc.) sein. Die Form der Drucknut 1631 kann einen Bogen haben, welcher der Form eines Abschnitts der kreisförmigen modularen Komponente 132b oder 132c in Kontaktmit dem elastischen Druckteil 163 entspricht. Insbesondere kann die Form der Drucknut 1631 der Form des Abschnitts in Kontakt mit der Druckplatte des elastischen Druckteils 163 entsprechen. Wenn zum Beispiel, wie in 3 gezeigt, der Durchmesser des mittleren Teils der kreisförmigen modularen Komponente 132b oder 132c größer als der Durchmesser seines Rands ist, kann der Krümmungsradius der Drucknut 1631 größer als der Krümmungsradius der Greifnuten 1621a und 1621b sein.
Die Drucknuten 1631 sind derart ausgebildet, dass sie von den Greiffingern 162 um einen vorgegebenen Abstand in der Höhenrichtung der Greiffinger 162 beabstandet sind, und mehrere Liniennuten 1631a erstrecken sich in eine Richtung senkrecht zu der Höhenrichtung der Greiffinger 162. Hier bezieht sich die Höhenrichtung der Greiffinger 162 auf die Y-Achsenrichtung in 4 und die Richtung senkrecht zu der Höhenrichtung der Greiffinger 162 bezieht sich auf die Z-Achsenrichtung in 4. Gemäß der vorstehend beschriebenen Liniennut 1631a kann die Greifkraft der Greiffinger 162 weiter verbessert werden, um die Fehlausrichtung einer modularen Komponente aufgrund des Rutschens der modularen Komponente während der Transport- und/oder Montageverfahren zu verhindern.
Wenn der Greifer 16 die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c greift, wird der elastische Druckteil 163 in einem Teilkontakt mit der kreisförmigen modularen Komponente 132b oder 132c gegen den Körper 164 gedrückt. Zu dieser Zeit drückt die Druckplatte die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c durch die elastische Kraft des elastischen Druckteils 163. Die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c kann gemäß dem Drücken in dem Greifer 16 fixiert werden, ohne sich zu drehen.
Der Roboterverbinder 161 ist auf einem Ende des Greifers 16 benachbart zu dem anderen Ende des Körpers 164 angeordnet und mit dem Laderoboter 14 verbunden.
Ein Ende des zweiten Manipulators 141 des Laderoboters 14 ist mit dem Roboterverbinder 161 verbindbar.
Der Antriebsteil 165 ist in dem Körper 164 angeordnet, um die zwei Greiffinger 162 zu bewegen. Der Antriebsteil 165 kann die zwei Greiffinger 162 in der Auswärtsrichtung des Körpers 164 voneinander weg oder näher aneinander bewegen. Zum Beispiel können sich die zwei Greiffinger, wie in 5 gezeigt, in der Z-Achsenrichtung weg voneinander oder näher aufeinander zu bewegen.
Bevor der Greifer 16 die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c greift, steuert der Laderoboter den Antriebsteil 165, um den Abstand zwischen den zwei Greiffingern 162 zu vergrößern. Wenn der Greifer 16 die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c greift, steuert der Laderoboter den Antriebsteil 165 derart, dass die zwei Greiffinger 162 nahe aneinander kommen. Wenn die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c auf den Greifnuten 1621 des Greifers 16 installiert und fixiert wird, drückt die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c den elastischen Druckteil 163 derart, dass die Drehung ebenfalls fixiert ist.
7 ist eine Seitenansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der Greifer eine kreisförmige modulare Komponente greift.
Wenn der Greifer 16 die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c greift, kann der Greifer 16 die kreisförmige modulare Komponente 132b oder 132c in einer diagonalen Richtung in einem vorgegebenen Winkel A in Bezug auf die Schwerkraftrichtung G der kreisförmigen modulare Komponente 132b oder 132c greifen. Gemäß dieser Struktur kann, wie in 7 gezeigt, ein ausreichender Raum sichergestellt werden, in dem der Montageroboter 15 einen Montagebetrieb durchführen kann, ohne von dem Laderoboter 14 gestört zu werden, und somit kann der Montagebetrieb reibungslos durchgeführt werden. Daher ist es möglich, den Montagebetrieb unter Verwendung von Montagewerkzeugen in verschiedenen Formen durchzuführen, ohne das Montagewerkzeug des Montageroboters 15 in einer spezifischen Form zu fertigen, um das Ins-Gehege-Kommen mit umgebenden Strukturen zu vermeiden.
Von den zusammenarbeitenden Robotern kann der Laderoboter 14 mit dem in 4 bis 6 gezeigten Greifer ausgerüstet werden, die kreisförmigen modularen Komponenten 132b und 132c greifen, sie zu einem Montagebereich bewegen und die modularen Komponenten 132b und 132c fixieren. Von den zusammenwirkenden Robotern kann der Montageroboter 15 die durch den Laderoboter 14 fixierten kreisförmigen modularen Komponenten 132b und 132c montieren.
8 und 9 sind Flussdiagramme eines Verfahrens zum Montieren von Teilen unter Verwendung von zusammenarbeitenden Robotern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Das in 8 gezeigte Flussdiagramm zeigt eines der Steuerverfahren vom Greifen einer modularen Komponente 132 bis zu ihrer Montage mit dem Montageziel 21.
Der Teilebereitstellungsroboter 12 lädt die modulare Komponente 132 unter der Steuerung der Steuervorrichtung 1 in eine vorgegebene Position auf dem Montagegestell 13 (S81). Zum Beispiel lädt der Teilebereitstellungsroboter 12 die erste modulare Komponente 132a, wie in 3 gezeigt, in die erste Position 133a.
Die Steuervorrichtung 1 bestimmt, ob die modulare Komponente 132 in eine vorgegebene Position auf dem Montagestell 13 geladen ist (S82). Der Näherungssensor 134, der fähig ist, zu erfassen, ob die modulare Komponente 132 in eine vorgegebene Position geladen ist, kann in dem Montagegestell 13 enthalten sein oder um das Montagegestell 13 herum bereitgestellt werden. Die Steuervorrichtung 1 kann ein Erfassungssignal von dem Näherungssensor 134 empfangen und bestimmen, ob die modulare Komponente 132 in eine vorgegebene Position auf dem Montagegestell 13 geladen ist.
Nach der Bestimmung, dass die modulare Komponente 132 in die vorbestimmte Position auf dem Montagegestell 13 geladen ist, führt die Steuervorrichtung 1 die positionsbasierte Steuerung auf dem Laderoboter 14 durch, so dass der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 greift (S83). Hier bezieht sich die positionsbasierte Steuerung auf die Steuerung zum Greifen der modularen Komponente 132 auf der Basis von Positionsinformationen über eine Greifposition jeder modularen Komponente 132, die im Voraus gespeichert wird, ohne eine Sicht einer Kamera zu verwenden. Dies ist lediglich ein Beispiel, und der Laderoboter 14 kann die modulare Komponente 132 basierend auf der Sicht der zweiten Kamera 142 greifen und überführen.
Nachdem der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 greift, arbeitet der Laderoboter 14, um die modulare Komponente 132 unter Verwendung der auf dem Montageroboter 15 angeordneten ersten Kamera 153 unter der Steuerung der Steuervorrichtung 1 in einem Montagebereich auszurichten (S84). Die Steuervorrichtung 1 steuert die Bewegung des Montageroboters 15 derart, dass die auf dem Montageroboter 15 installierte erste Kamera 153 eine Sicht auf die Seite des Montagebereichs bereitstellt. Zum Beispiel kann die erste Kamera 153 (i) eine 3D-Sichtkamera, die fähig ist, ein stereoskopisches Bild aufzunehmen, oder (ii) eine 2,5D-Sichtkamera mit einer Tiefenerkennungsfunktion neben einem 2D-Bild sein oder umfassen. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, ausreichend Informationen zu gewinnen, die für einen Ladebetrieb und/oder einen Montagebetrieb notwendig sind, ohne den Montageroboter 15 zu bewegen, um die Sichtlinie der ersten Kamera 153 einzustellen.
Nachdem die modulare Komponente 132 in dem Montagebereich ausgerichtet ist, steuert die Steuervorrichtung 1 den Montageroboter unter Verwendung der Sicht der ersten Kamera 153 derart, dass die modulare Komponente 132 und das Montageziel montiert werden (S85). Gemäß diesem Betrieb ist es möglich, die Herstellungskosten und die für die Wartung erforderlichen Aufwände zu verringern, indem die Gesamtanzahl von Kameras verringert wird.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung jeder Komponente in einem Betriebsverfahren eines Teilemontagesystems unter Verwendung zusammenarbeitender Roboter darstellt.
Bezugnehmend auf 9 kann die Steuervorrichtung 1 wiederholt S110 und S120 für den Teilebereitstellungsroboter 12, S210 bis 250 für das Montagegestell 13, S310 bis S340 für den Laderoboter 14 und S410 bis S430 für den Montageroboter 15 durchführen. Hier nachstehend wird die Steuervorrichtung 1 in eine Teilebereitstellungsrobotersteuerung, eine Laderobotersteuerung und eine Montagerobotersteuerung unterteilt und jeweils beschrieben.
Die Teilebereitstellungsrobotersteuerung steuert den Teilebereitstellungsroboter 12, so dass er die modulare Komponente 132 von außen greift (S110). Nachdem der Teilebereitstellungsroboter 12 die modulare Komponente 132 von außen greift, steuert die Teilebereitstellungsrobotersteuerung die modulare Komponente 132, so dass sie zu dem Montagegestell 13 überführt wird (S120).
Die Teilebereitstellungsrobotersteuerung steuert den Teilebereitstellungsroboter 12 derart, dass der Teilebereitstellungsroboter 12 die an das Montagegestell 13 überführten modularen Komponententeile 132 in einer vorgegebenen Position auf dem Montagegestell 13 installiert (S210). Danach wird bestimmt, ob die modulare Komponente 132 unter Verwendung des Näherungssensors 134 erfasst wurde (S230). Wenn der Näherungssensor 134 die modulare Komponente 132 nicht erfasst, wird ein Montagefehler der modularen Komponente gemeldet (S250). Wenn der Näherungssensor 134 die modulare Komponente 132 erfasst, wird das Erfassungssignal des Näherungssensors 134 an die Laderobotersteuerung übertragen (S240).
Bevor das Erfassungssignal der modularen Komponente empfangen wird, steuert die Laderobotersteuerung den Laderoboter 14 derart, dass er in einem ersten Zwischenbereich wartet (S310). Hier bedeutet der erste Zwischenbereich einen Bereich, der zwischen dem Montagebereich und einem Bereich, in dem der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 in einem Fahrbereich des Laderoboters 14 greift, vorhanden ist.
Nachdem die Laderobotersteuerung das Erfassungssignal der modularen Komponente empfängt, steuert die Laderobotersteuerung den Laderoboter 14 unter Verwendung der positionsbasierten Steuerung derart, dass der Laderoboter 14 die auf das Montagegestell 13 geladene modulare Komponente 132 greift (S320). Nachdem der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 greift, steuert die Laderobotersteuerung den Laderoboter 14 derart, dass der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 an den Montagebereich überführt, wo das Montageziel 21 vorhanden ist (S330).
Wenn die modulare Komponente 132 zu dem Montagebereich bewegt wird, überträgt die Laderobotersteuerung ein Montagesignal an die Montagerobotersteuerung.
Die Montagerobotersteuerung steuert den Montageroboter 15, so dass er in einem Wartebereich wartet, bevor das Montagesignal empfangen wird (S410). Hier bedeutet der Wartebereich einen Bereich, in dem der Montageroboter 15 nicht mit dem Fahrradius des Laderoboters 14 in Gehege kommt, wenn der Montageroboter 15 nicht arbeitet.
Wenn die Montagerobotersteuerung das Montagesignal empfängt, bewegt die Montagerobotersteuerung den Montageroboter 15 zu einem zweiten Zwischenbereich und steuert die Stellung des Montageroboters 15 derart, dass die Sicht der auf dem Montageroboter 15 angeordneten ersten Kamera 153 dem Montageziel 21 zugewandt ist (S420). Hier bedeutet der zweite Zwischenbereich innerhalb des Fahrbereichs des Montageroboters 15 einen Bereich zwischen dem Wartebereich und dem Montagebereich.
Basierend auf der Sicht der ersten Kamera des Montageroboters 15 nach dem Verfahren S420 positioniert die Laderobotersteuerung die modulare Komponente 132 auf dem Montageziel 21, indem sie den Laderoboter 14 präzise steuert (S440).
In einem Zustand, in dem das modulare Teil 132 auf dem Montageziel 21 positioniert ist und somit die Positionsausrichtung des Laderoboters 14 beendet ist, steuert die Montagerobotersteuerung den Montageroboter 15 derart, dass er den Montagebetrieb durchführt (S430).
Zum Beispiel kann der Montageroboter 15 in den Verfahren S340 und S430 wenigstens eines von mehreren Montageteilen befestigen, wobei die modulare Komponente 132 und das Montageziel 21 in einem Zustand verbunden werden, in dem der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 mit dem Montageziel 21 ausgerichtet hat. Zum Beispiel zieht sich der Laderoboter 14 in einem Zustand, in dem der Montageroboter 15 nur einige der mehreren Montageteile befestigt hat (Teilmontageverfahren), aus dem Montagebereich zurück (Zurückziehverfahren), und der Montageroboter 15 kann die restlichen Teile befestigen (Restmontageverfahren). Gemäß dieser Konfiguration und diesem Verfahren ist es möglich, einen Raum für den Montagebetrieb des Montageroboters 15 effizient bereitzustellen.
Während zum Beispiel das Ausrichtungsverfahren S340 und/oder das Montageverfahren S430 durchgeführt werden, wird das Ladeverfahren S210 durchgeführt, und das Greifverfahren S320 wird sofort nach dem Ausrichtungsverfahren S340 durchgeführt, indem das Warteverfahren (S310) ausgelassen wird, und somit kann die für das Warteverfahren S310 benötigte Zeit verringert werden.
10 ist eine Seitenansicht eines Montagewerkzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezugnehmend auf 10 umfasst das Montagewerkzeug 152 alle oder einige eines Montageroboterkopplungsteils 1524, eines Mutterndrehers 1522, eines Teleskopers 155, einer Batterie 154 und einer Fassung 156.
Das Montagewerkzeug 152 ist mit einem freien Ende des Montageroboters 15 gekoppelt und umfasst den Montageroboterkopplungsteil 1524, um mit dem Montageroboter 15 gekoppelt zu werden. Der Montageroboterkopplungsteil 1524 kann einen Verbindungsanschluss, um mit dem Montageroboter 15 elektrisch verbunden zu werden, und einen pneumatischen Verbinder umfassen, um von dem Montageroboter 15 einen Luftdruck zu empfangen.
Der Mutterndreher 1522 ist an dem Ende mit einer Ausgangswelle versehen. Eine Schraube kann in das Montageziel 21 eingesetzt werden, indem eine Fassung, die direkt oder indirekt mit der Ausgangswelle gekoppelt ist, gedreht wird, während sich die Ausgangswelle dreht. Der Mutterndreher 1522 ist eine Vorrichtung zum schnellen Festziehen oder Lösen einer Schraube oder einer Mutter unter Verwendung von elektrischer Leistung oder Druckluft. Wenn die Batterie 154 auf einem Ende des Mutterndrehers 1522 installiert ist, kann der Mutterndreher 1522 in einer drahtlosen Weise angetrieben werden. Die Ausgangswelle kann durch Drehen eines Motors im Inneren des Mutterndrehers 1522 durch Leistung, die von der Batterie 154 geliefert wird, gedreht werden. Die auf einem Ende des Mutterndrehers 1522 installierte Batterie 154 kann unter Verwendung eines Batteriewechslers 17 (siehe 17) automatisch ausgetauscht werden. Der Batteriewechsler 17 wird unter Bezug auf 17 bis 22 detailliert beschrieben.
Der Mutterndreher 1522 kann von einem geraden Typ oder einem gewinkelten Typ sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Mutterndreher 1522 des in 10 gezeigten Montagewerkzeugs 152 ist ein Mutterndreher 1522 vom gewinkelten Typ. In dem Fall eines geraden Typs ist die Drehachse der Ausgangswelle derart ausgebildet, dass sie parallel zu der Längsrichtung des Mutterndrehers 1522 ist.
Der Teleskoper 155 ist derart konfiguriert, dass eines seiner Enden mit der Ausgangswelle verbunden ist und die Länge variabel ist. Eine austauschbare Fassung 156 kann an dem anderen Ende des Teleskopers 155 installiert werden. Das heißt, der Teleskoper 155 kann zwischen der Fassung 156 und dem Mutterndreher 1522 angeordnet werden.
Die Fassung 156 umfasst eine Schraubeneinsetznut 1562a, in die der Kopf einer Schraube eingesetzt wird, die an einem Ende der Fassung 156 bereitgestellt ist, und eine Fassungseinsetznut 1552b, in welcher der Teleskoper 155 oder die Ausgangswelle installiert ist, die an dem anderen Ende bereitgestellt ist. Eine von mehreren Arten von Fassungen 156 kann auf dem Montagewerkzeug 152 installiert werden. Die verschiedenen Arten von Fassungen 156 können Fassungen 156 mit Längen, wie etwa 50 mm, 80 mm, 100 mm, 120 mm und 200 mm, sein. Folglich kann die Steuervorrichtung 1 die Fassung 156 durch eine Fassung mit einer passenden Länge nach Bedarf ersetzen und die modulare Komponente 132 mit dem Montageziel 21 montieren.
Die Schraubeneinsetznut 1562a kann abhängig von einem Schraubentyp verschiedene Durchmesser haben. Wenn zum Beispiel Schrauben mit Köpfen von 8 mm, 10 mm, 12 mm, 14 mm und 17 mm verwendet werden, kann die Schraubeneinsetznut 1562a der Fassung 156 entsprechend den Größen der Köpfe der Schrauben verschiedene Größen haben.
11 ist eine Querschnittansicht des Teleskopers von 10. Bezugnehmend auf 11 umfasst der Teleskoper 155 ein erstes Verbindungselement 1552, ein elastisches Element 1553 und ein zweites Verbindungselement 1551.
Das erste Verbindungselement 1552 hat ein offenes Ende und eine Höhlung, die wenigstens einen Abschnitt davon durchdringt, und umfasst einen Fassungseinsetzteil 1552a, der mit der Fassung 156 verbunden ist und an dem anderen Ende des ersten Verbindungselements 1552 bereitgestellt ist. Der Fassungseinsetzteil 1552a hat eine polygonale Prismenform. Der Fassungseinsetzteil 1552a wird in die Fassungseinsetznut 1552b der Fassung 156 eingesetzt und die Form der Fassungseinsetznut 1552b entspricht der Form des Fassungseinsetzteils 1552a. Wenn der Fassungseinsetzteil 1552a zum Beispiel eine rechteckige Prismenform hat, kann die Fassungseinsetznut 1552b wenigstens in einem Abschnitt der Fassung 156 in einer rechteckigen Prismenform ausgebildet sein.
Wenigstens ein Abschnitt des zweiten Verbindungselements 1551 ist in der Höhlung des ersten Verbindungselements 1552 angeordnet und ist mit der Ausgangswelle des Mutterndrehers 1522 verbunden.
Wenigstens ein Abschnitt des elastischen Elements 1553 ist in der Höhlung des ersten Verbindungselements 1552 angeordnet. Ein Ende des elastischen Elements 1553 ist in Kontakt mit dem ersten Verbindungselement 1552 und sein anderes Ende ist in Kontakt mit dem zweiten Verbindungselement 1551 angeordnet.
12A und 12B sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in dem das Montagewerkzeug in Oberflächenkontakt mit einer Schraube gebracht wird.
Bezugnehmend auf 12A steuert die Steuervorrichtung 1 Betriebe des Montageroboters 15 und des Montagewerkzeugs 152 derart, dass der Kopf 31 einer Schraube 30, die befestigt werden soll, in die Schraubeneinsetznut 1562a der Fassung 156 eingesetzt wird. Wenn der Mutterndreher 1522 in einem Zustand, in dem die Endfläche 1562b der Fassung 156 nicht in Oberflächenkontakt mit einem Flügel 32 der Schraube 30 gebracht ist, angetrieben wird, kann der Kopf 31 der Schraube 30 beschädigt werden oder es kann ein Befestigungsfehler zwischen der modularen Komponente 132 und dem Montageziel 21 auftreten.
Nachdem der Kopf 31 der Schraube 30 in die Schraubeneinsetznut 1562a eingesetzt ist, wird folglich das in 12B gezeigte Verfahren weiter durchgeführt, um das Montagewerkzeug 152 gegen die Schraube 30 zu drücken, so dass der Flügel 32 in Oberflächenkontakt mit der Endfläche 1562b der Fassung 156 gebracht wird. In diesem Fall kann der Teleskoper 155 den Oberflächenkontaktzustand des Flügels 32 der Schraube 30 und der Endfläche 1562b der Fassung 156 verbessern.
Der Teleskoper 155 wird zusammengedrückt, wenn die Steuervorrichtung 1 das Montagewerkzeug 152 gegen die Schraube 30 drückt, und das elastische Element 1553 darin kann ebenfalls zusammengedrückt werden, um eine Ausdehnungskraft zu der Seite der Schraube 30 bereitzustellen. Folglich kann die Fassung 156 durch die Ausdehnungskraft des elastischen Elements 1553 effektiv in engen Kontakt mit dem Flügel 32 der Schraube 30 gebracht werden.
13 ist eine Perspektivansicht eines Fassungswechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 14 ist eine Vorderansicht des Fassungswechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezugnehmend auf 13 und 14 umfasst der Fassungswechsler 19 alle oder einige eines Fassungswechslerrahmens 191, einer fassungsabnehmbaren Einheit 192, einer Bewegungsverhinderungseinheit 193, einer Führungsschiene 194, eines ersten Antriebszylinders 195 und eines zweiten Antriebszylinders 196.
Der Fassungswechslerrahmen 191 hat eine untere Fläche, zwei Seitenflächen, die sich von beiden Enden der unteren Fläche vertikal aufwärts erstrecken, und eine obere Fläche, welche die zwei Seitenflächen horizontal verbindet. Der Fassungswechslerrahmen 191 umfasst mehrere erste Eingreifnuten 1911 auf der oberen Oberfläche. Die ersten Eingreifnuten 1911 sind Nuten zum Fixieren der Bewegung des Montagewerkzeugs 152, wenn der Montageroboter 15 die Fassung des Montagewerkzeugs 152 installiert oder abnimmt. Ein Teil des Teleskopers 155 oder ein Teil des Mutterndrehers 1522 des Montagewerkzeugs 152 können von den ersten Eingreifnuten 1911 eingefangen werden, und somit kann die Bewegung des Montagewerkzeugs 152 fixiert werden.
Die mehreren ersten Eingreifnuten 1911 können in vorgegebenen Abständen ausgebildet sein und können die gleiche Form haben. Die Form der ersten Eingreifnuten 19111 kann eine halbkreisförmige Form sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
Die fassungsabnehmbare Einheit 192 wird zwischen beiden Seiten des Fassungswechslerrahmens 191 angeordnet. Die fassungsabnehmbare Einheit 192 wird derart bereitgestellt, dass sie sich in dem Fassungswechslerrahmen 191 auf und ab bewegt. Die Führungsschiene 194 ist zwischen der fassungsabnehmbaren Einheit 192 und beiden Seiten des Fassungswechslerrahmens 191 angeordnet. Die Führungsschienen 194 werden auf Innenwänden beider Seiten des Fassungswechslerrahmens 191 angeordnet, um einen Anstiegs-/Abstiegsweg der fassungsabnehmbaren Einheit 192 zu führen.
Die fassungsabnehmbare Einheit 192 umfasst mehrere zweite Eingreifnuten 1921. Die Fassung 156 kann einen Eingreifteil 1561 umfassen, welcher der Form der zweiten Eingreifnuten 1921 entspricht. Wenn der Teleskoper 155 oder der Mutterndreher 1522 in den ersten Eingreifnuten 1911 eingefangen wird, wird der Eingreifteil 1561 der Fassung 156 in den zweiten Eingreifnuten 1921 eingefangen, damit das Montagewerkzeug 152 von der Fassung 156 getrennt wird.
Die Anzahl zweiter Eingreifnuten 1921 kann der Anzahl erster Eingreifnuten 1911 entsprechen. Die ersten Eingreifnuten 1911 und die zweiten Eingreifnuten 1921 können, wie in 14 gezeigt, in einer Linie in der Vertikalrichtung eingerichtet werden. Die Form der zweiten Eingreifnuten 1921 kann eine halbkreisförmige Form sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
Der erste Antriebszylinder 195 wird bereitgestellt, um die fassungsabnehmbare Einheit 192 in der Vertikalrichtung anzutreiben. Der erste Antriebszylinder 195 wird bereitgestellt, um die fassungsabnehmbare Einheit 192 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, die tiefer als die erste Position ist, auf und ab zu bewegen.
In dem ersten Antriebszylinder 195 ist ein Motor bereitgestellt. Der erste Antriebszylinder 195 kann die fassungsabnehmbare Einheit 192 in der Vertikalrichtung bewegen, indem er die Drehbewegung des Motors in eine lineare Bewegung umwandelt. Der erste Antriebszylinder 195 kann mit einem Abschnitt der unteren Oberfläche der fassungsabnehmbaren Einheit 192 in Kontakt sein und kann derart konfiguriert sein, dass er wenigstens einen Abschnitt der unteren Oberfläche des Fassungswechslerrahmens 191 durchdringt.
Nachdem das Montagewerkzeug 152 in Kontakt mit den ersten Eingreifnuten 1911 und den zweiten Eingreifnuten 1921 positioniert ist, um die Fassung 156 zu trennen, wird die fassungsabnehmbare Einheit 192 von der ersten Position zu der zweiten Position bewegt. Folglich kann die Fassung 156 von dem Montagewerkzeug 152 getrennt werden. Andererseits kann die fassungsabnehmbare Einheit 192, nachdem das Montagewerkzeug 152 in Kontakt mit den ersten Eingreifnuten 1911 positioniert ist, um die Fassung 156 zu installieren, von der zweiten Position in die erste Position bewegt werden, um die Fassung 156 in dem Montagewerkzeug 152 zu installieren.
Die Bewegungsverhinderungseinheit 193 wird bereitgestellt, um zu verhindern, dass der Teleskoper 155 sich in einem Fall, in dem das Montagewerkzeug 152 ferner den Teleskoper 155 umfasst, der mit einer variablen Länge konfiguriert ist, indem er das elastische Element 1553 umfasst (siehe 11 und 12), bewegt, wenn die Fassung 156 installiert/getrennt wird. Die Bewegungsverhinderungseinheit 193 ist zwischen der oberen Oberfläche des Fassungswechslerrahmens 191 und der fassungsabnehmbaren Einheit 192 angeordnet und umfasst mehrere dritte Eingreifnuten 1931.
Die mehreren dritten Eingreifnuten 1931 sind derart ausgebildet, dass ein Abschnitt des oberen Abschnitts des Teleskopers 155 darin eingefangen wird. Um insbesondere die Fassung 156 in dem Montagewerkzeug 152 zu installieren/davon zu trennen, wird das Montagewerkzeug 152 bewegt, um das zweite Verbindungselement 1551 des Teleskopers 155 in Kontakt mit den dritten Eingreifnuten 1931 zu bringen. Folglich kann die Bewegungsverhinderungseinheit 193 auf das erste Verbindungselement 1552 drücken, während sie sich senkt, um zu verhindern, dass sich das erste Verbindungselement 1552 aufgrund des elastischen Elements 1533 bewegt.
Die mehreren dritten Eingreifnuten 1931 sind in vorgegebenen Abständen angeordnet. Die dritten Eingreifnuten 1931 können eine halbkreisförmige Form haben, sind aber nicht darauf beschränkt. Die ersten Eingreifnuten 1911, die zweiten Eingreifnuten 1921 und die dritten Eingreifnuten 1931 sind in der Vertikalrichtung in Linien angeordnet.
Der zweite Antriebszylinder 196 ist bereitgestellt, um die Bewegungsverhinderungseinheit 193 in der Vertikalrichtung anzutreiben. Der zweite Antriebszylinder 196 ist mit einem Motor versehen und kann die Bewegungsverhinderungseinheit 193 in der Vertikalrichtung bewegen, indem er die Drehbewegung des Motors in eine lineare Bewegung umwandelt. Der zweite Antriebszylinder 196 kann mit einem Abschnitt der oberen Oberfläche der Bewegungsverhinderungseinheit 193 in Kontakt sein und kann derart konfiguriert sein, dass er einen Abschnitt der oberen Oberfläche des Fassungswechslerrahmens 191 durchdringt.
15A bis 15D sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens, in dem eine in dem Montagewerkzeug montierte Fassung von dem Fassungswechsler gewechselt wird. Hier nachstehend wird ein Verfahren zum Installieren/Trennen einer Fassung des Montagewerkzeugs 152 mit dem Teleskoper 55 als eine Referenz in 15A bis 15D beschrieben.
15A stellt ein Verfahren zum Bewegen des Montagewerkzeugs 152 derart dar, dass es von der fassungsabnehmbaren Einheit 192 des Fassungswechslers 19 eingefangen wird, um die in dem Montagewerkzeug 152 installierte Fassung 156 zu trennen.
Bezugnehmend auf 15A steuert die Steuervorrichtung 1 den Montageroboter 15 und das Montagewerkzeug 152 derart, dass der Eingreifteil 1561 der in dem Montagewerkzeug 152 installierten Fassung 156 derart bewegt wird, dass er in Kontakt mit der zweiten Eingreifnut 1921 ist. Es gibt verschiedene Arten von Fassungen 156 und für jede Art kann ein eindeutiger Ort bestimmt werden. Die Steuervorrichtung 1 speichert Positionsdaten, die für jede Art von Fassung 156 bestimmt sind und kann somit auf der Basis der gespeicherten Daten eine zweite Eingreifnut 1921 bestimmen, zu welcher die Fassung 156 bewegt wird.
Da die ersten Eingreifnuten 1911, die zweiten Eingreifnuten 1921 und die dritten Eingreifnuten 1931, wie vorstehend beschrieben, in der Vertikalrichtung in Linien eingerichtet sind, wird der Mutterndreher 1522 oder der Teleskoper 155 in einer ersten Eingreifnut 1911 eingefangen, und ein Abschnitt des oberen Teils des Teleskopers 155 wird auch in einer dritten Sperrnut 1931 eingefangen, wenn der Eingreifteil der in dem Montagewerkzeug 152 installierten Fassung 156 in der zweiten Eingreifnut 1921 eingefangen wird. Folglich werden die Ausgangswelle und die Fassung 156 in einer Linie in der Vertikalrichtung fixiert.
15B stellt ein Verfahren zum Bewegen der Bewegungsverhinderungseinheit 193 nach unten dar, um zu verhindern, dass der Teleskoper 155 sich bewegt.
Bezugnehmend auf 15B steuert die Steuervorrichtung 1 den zweiten Antriebszylinder 196, um die Bewegungsverhinderungseinheit 193 abwärts zu bewegen. Wenn die Bewegungsverhinderungseinheit 193 abwärts bewegt wird, wird das erste Verbindungselement 1552 des Teleskopers 155 nach unten gedrückt. Selbst wenn folglich das elastische Element 1553, das im Inneren des ersten Verbindungselements 1552 angeordnet ist, sich während der Installation oder Trennung der Fassung 156 bewegt, wird das erste Verbindungselement 1552 nach unten gedrückt fixiert. Wenn daher die fassungsabnehmbare Einheit 192, in der die Fassung 156 eingefangen ist, bewegt wird, kann die Fassung 156 stabil in dem Montagewerkzeug 152 installiert oder davon getrennt werden, ohne das elastische Element 1553 zu beeinträchtigen.
15C stellt ein Verfahren zum Bewegen der fassungsabnehmbaren Einheit 192 nach unten dar, um die Fassung 156 von dem Montagewerkzeug 152 zu trennen.
Bezugnehmend auf 15C steuert die Steuervorrichtung 1 den ersten Antriebszylinder 195, um die fassungsabnehmbare Einheit 192 abwärts zu bewegen. Die in der zweiten Eingreifnut 1921 eingefangene Fassung 156 wird in einem Zustand nach unten bewegt, in dem der Mutterndreher 1522 und der Teleskoper 155 durch die erste Eingreifnut 1911 und die dritte Eingreifnut 1931 fixiert sind, und somit werden das Montagewerkzeug 152 und die Fassung 156 voneinander getrennt. Nachdem die Fassung 156 von dem Montagewerkzeug 152 getrennt ist, steuert die Steuervorrichtung 1 den zweiten Antriebszylinder 196, um die Bewegungsverhinderungseinheit 193 aufwärts zu bewegen, und bewegt das Montagewerkzeug 152 dann zu einer Position, an der die Fassung 156, die befestigt werden soll, sich befindet.
15D stellt ein Verfahren zum Installieren der Fassung 156 in dem Montagewerkzeug 152 dar.
Bezugnehmend auf 15D fixiert die Steuervorrichtung 1, wie unter Bezug auf 15A beschrieben, das Montagewerkzeug 152 entsprechend einer Position, in der die Fassung, die befestigt werden soll (auf die hier nachstehend als eine „Befestigungszielfassung“ Bezug genommen wird), sich befindet, an der ersten Eingreifnut 1911 und einer dritten Eingreifnut 1931. Danach bewegt die Steuervorrichtung 1 die Bewegungsverhinderungseinheit 193, wie unter Bezug auf 15B beschrieben, abwärts, um die Bewegung zu verhindern, die auftreten kann, wenn die Fassung 156 installiert wird.
Nachdem die Bewegungsverhinderungseinheit 193 abwärts bewegt wurde, wird die fassungsabnehmbare Einheit 192 nach oben bewegt, so dass der Fassungseinsetzteil 1552a des Teleskopers 155 in die Fassungseinsetznut 1552b der Fassung 156 eingesetzt wird, wodurch die Fassung 156 in dem Montagewerkzeug 152 installiert wird. Zu dieser Zeit haben die Fassungseinsetznut 1552b und der Fassungseinsetzteil 1552a polygonale Querschnitte, die einander entsprechen, und eine Maßnahme zum Abgleichen der Formen, wenn die Fassungseinsetznut 1552b und der Fassungseinsetzteil 1552a gekoppelt werden, ist zusätzlich erforderlich. Als ein Beispiel für diese Maßnahme dreht die Steuervorrichtung 1 den Fassungseinsetzteil 1552a durch Antreiben des Montagewerkzeugs 152, wenn die fassungsabnehmbare Einheit 192 nach oben bewegt wird. Nachdem die Einstellung derart durchgeführt wurde, dass die Formen des Fassungseinsetzteils 1552a und der Fassungseinsetznut 1552 übereinstimmen, wird die Fassung 156 ebenfalls gedreht, um die Kopplung abzuschließen.
16 ist ein Flussdiagramm eines Fassungswechselverfahrens unter Verwendung des Fassungswechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Hier nachstehend wird ein Verfahren zum Installieren/Trennen einer Fassung des Montagewerkzeugs 152 mit dem Teleskoper 155 unter Bezug auf 16 beschrieben. Hier nachstehend wird die redundante Beschreibung in 15A bis 15D und 16 weggelassen.
Die Steuervorrichtung 1 bewegt das Montagewerkzeug 152, so dass es von der fassungsabnehmbaren Einheit 192 des Fassungswechslers 19 eingefangen wird (S160). Schritt S160 entspricht Details, die unter Bezug auf 15A beschrieben wurden.
Die Steuervorrichtung 1 bewegt die Bewegungsverhinderungseinheit 193 abwärts, um die Bewegung, die aufgrund des elastischen Elements 1553 in dem Teleskoper 155 auftritt, zu verhindern (S161). Schritt S161 entspricht Details, die unter Bezug auf 15B beschrieben werden. Schritt S161 ist ein Verfahren, das weggelassen werden kann, wenn das Montagewerkzeug 152 den Teleskoper 155 nicht umfasst.
Die Steuervorrichtung 1 bewegt die fassungsabnehmbare Einheit 192 von der ersten Position zu der zweiten Position, die tiefer als die erste Position ist, um die Fassung 156 von dem Montagewerkzeug 152 zu trennen (S 162). Der Schritt S162 entspricht Details, die unter Bezug auf 15C beschrieben werden.
Die Steuervorrichtung 1 bewegt das Montagewerkzeug 152 zu einer Position, an der sich eine Ersatzfassung befindet (S164).
Die Steuervorrichtung 1 bewegt die fassungsabnehmbare Einheit 192 von der zweiten Position aufwärts zu der ersten Position, um die Ersatzfassung 156 in dem Montagewerkzeug 152 zu installieren (S166). Schritt S166 entspricht Details, die unter Bezug auf 15D beschrieben werden.
17 ist eine Perspektivansicht eines Batteriewechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Der Batteriewechsler 17 ist eine Vorrichtung, die bereitgestellt wird, um die Batterie 154 des an dem Ende des Montageroboters 15 angeordneten Montagewerkzeugs 152 automatisch zu ersetzen. Der Batteriewechsler 17 kann zwei Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b umfassen.
Die Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b sind konfiguriert, um die Batterie 154 des Montagewerkzeugs 152 zu installieren und abzunehmen. Insbesondere nehmen die Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b die an dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 angeordnete Batterie 154 ab und überführen die Batterie 154 an ein Ladegerät in den Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b oder installieren die mit dem Ladegerät 176 gekoppelte Batterie 154 an dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152.
Der Batteriewechsler 17 umfasst wenigstens eine erste Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a und eine zweite Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b. Nach der Bestimmung, dass die Restladekapazität der in dem Montagewerkzeug 152 installierten Batterie 154 niedriger als ein vorgegebener Wert ist, kann die Steuervorrichtung 1 die Bewegung des Montageroboters 15 steuern, um die Batterie 153 zu einem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P zu bewegen. Nachdem die Batterie 154 zu dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P bewegt wurde, kann die Steuervorrichtung 1 ein Verfahren zum Ersetzen der Batterie 154 durch eine vollgeladene Batterie 154 durchführen.
Hier bezieht sich der Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P auf eine Position, in der die Batterie 154 installiert oder von dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 in den Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b abgenommen wird. Da Koordinateninformationen bezüglich des Batteriebefestigungs-/Abnahmebereichs P im Voraus in der Steuervorrichtung 1 gespeichert werden, kann das Montagewerkzeug 152 ohne einen Sichtsensor, wie etwa eine zusätzliche Kamera, zu einer vorgegebenen Position bewegt werden.
Die Steuervorrichtung 1 bewegt die Batterie 154 zu einer der ersten und zweiten Batteriebefestigungs /Abnehmvorrichtungen 17a und 17b, wobei die Batterie 154 in dem Ladegerät 176 nicht geladen wird, um Batterien zu wechseln. Das heißt, die Steuervorrichtung 1 bewegt die auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installierte Batterie zu einem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P, wo die Batterie 154 nicht mit dem Ladegerät 176 gekoppelt wird. Wenn die Steuervorrichtung 1 zum Beispiel die auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installierte Batterie 154 zu dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P der ersten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a bewegt, wird die auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installierte Batterie 154 abgenommen und zu dem Ladegerät 176 n der ersten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a bewegt. Danach bewegt die Steuervorrichtung 1 das Montagewerkzeug 152 derart, dass das Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P der zweiten Batteriebefestigungs /Abnehmvorrichtung 17b positioniert wird. In der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b installiert die Steuervorrichtung 1 eine vollgeladene Batterie 154, die mit dem Ladegerät 176 auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 gekoppelt ist.
18 ist eine Seitenansicht einer Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezugnehmend auf 18 umfassen die Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b alle oder einige eines Befestigungs-/Abnehmrahmens 171, eines Montagewerkzeug-Fixierungsteils 172, einer ersten Entsperrstange 173, einer zweiten Entsperrstange 174, einer Batterietransporteinheit 175 und des Ladegeräts 176.
Das Ladegerät 176 ist in dem Befestigungs-/Abnehmrahmen 171 angeordnet. Das Ladegerät 176 kann derart angeordnet werden, dass ein Ladeanschluss 1762 nach oben gewandt ist.
Der Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 ist auf dem oberen Abschnitt des Befestigungs-/Abnehmrahmens 171 in der Nähe des Batteriebefestigungs-/Abnahmebereichs P angeordnet. Der Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 ist eine Vorrichtung zum Fixieren des Montagewerkzeugs 152, wenn die auf dem Montagewerkzeug 152 installierte Batterie installiert oder abgenommen wird.
Der Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 ist konfiguriert, um sich in Richtung des Montagewerkzeugs 152 vorwärts zu bewegen, nachdem das Montagewerkzeug 152 in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P angeordnet ist. Eine Fixierungsnut 1721 mit einer Form, die der Querschnittform des Montagewerkzeugs 152 entspricht, ist an einem freien Ende des Montagewerkzeug-Fixierungsteils 172 bereitgestellt. Zum Beispiel kann die Fixierungsnut 1721 eine halbkreisförmige Form zum Fixieren des Montagewerkzeugs 152 mit einem kreisförmigen Querschnitt haben.
Wenn das Montagewerkzeug 152 nicht in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P angeordnet ist, wird der Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 rückwärts nach außerhalb des Befestigungs-/Abnehmrahmens 171 bewegt und dort gehalten. Der Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 kann sich durch einen Pneumatikzylinder vorwärts oder rückwärts bewegen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Die erste Entsperrstange 173 kann an einem Ende in der Längsrichtung des Befestigungs-/Abnehmrahmens 171 angeordnet werden. Dies dient zu dem Zweck, die Batterie 154 in Richtung der Batterietransporteinheit 175 zu schieben, wenn die auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installierte Batterie entfernt wird. Die erste Entsperrstange 173 wird derart angeordnet, dass sie sich in Richtung des Inneren des Befestigungs-/Abnehmrahmens 171 vorwärts bewegen kann, um die auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installierte Batterie 154 zu schieben.
Die erste Entsperrstange 173 kann sich vorwärts bewegen, um die in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P angeordnete Batterie 154 zu schieben, um einen Fixierstift zum Fixieren der Kopplung der Batterie 154 und des Montagewerkzeugs 152 zu lösen. Nachdem der Fixierstift gelöst wurde, wird die mit dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 gekoppelte Batterie 154 in einer gleitenden Weise abgenommen. Die abgenommene Batterie 154 wird in Richtung der Batterietransporteinheit 175 in einem Bereitschaftszustand bewegt.
Die erste Entsperrstange 173 kann sich durch einen Pneumatikzylinder vorwärts oder rückwärts bewegen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Die zweite Entsperrstange 174 wird an dem anderen Ende in der Längsrichtung des Befestigungs-/Abnehmrahmens 171 angeordnet. Die zweite Entsperrstange 174 wird derart angeordnet, dass sie die mit dem Ladegerät 176 gekoppelte Batterie 154 abnimmt, wenn die Batterie 154 gerade geladen wird, indem sie mit dem Ladegerät 176 anstatt dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 gekoppelt ist. Das heißt, die zweite Entsperrstange 174 wird bereitgestellt, um die Batterie 154 in Richtung der Batterietransporteinheit 175 zu schieben, wenn die mit dem Ladegerät 176 gekoppelte Batterie 154 zu der Batterietransporteinheit 175 bewegt wird. Die zweite Entsperrstange 174 wird derart angeordnet, dass sie sich in Richtung des Inneren des Befestigungs-/Abnehmrahmens 171 vorwärts bewegen kann, um die mit dem Ladegerät 176 gekoppelte Batterie 154 zu schieben.
Die zweite Entsperrstange 174 bewegt sich vorwärts und schiebt die Batterie 154 in dem Ladegerät 176, um den Fixierstift zum Fixieren der Kopplung der Batterie 154 und des Ladegeräts 176 zu lösen. Nachdem der Fixierstift gelöst ist, wird die mit Ladegerät 176 gekoppelte Batterie 154 in einer gleitenden Weise abgenommen. Die abgenommene Batterie 154 wird in Richtung der Batterietransporteinheit 175 in einem Bereitschaftszustand bewegt. Die zweite Entsperrstange 174 kann sich durch einen Pneumatikzylinder vorwärts oder rückwärts bewegen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Die Batterietransporteinheit 175 ist eine Vorrichtung zum Transportieren der Batterie 154, während sie sich entlang eines Bewegungswegs zwischen dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 und dem Ladegerät 176 bewegt. Insbesondere ist in der Batterietransporteinheit 175 eine Vorrichtung zum Transportieren der Batterie 154 derart, dass die Batterie 154 sich von dem Ladegerät 176 zu dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 bewegt und auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installiert wird, oder die Batterie 154 sich von dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 zu dem Ladegerät 176 bewegt und in dem Ladegerät 176 montiert wird.
Die Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b können auf einer Ebene, wie etwa der Basis 11 des Teilemontagesystems 10, unter Verwendung zusammenarbeitender Roboter angeordnet werden. Wenn sich das Montagewerkzeug 152 daher in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P befindet, muss ein Anschluss 1541 der Batterie 154 nach oben gewandt sein, so dass die Batterie 154 auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installiert wird.
Da andererseits ein Ladeanschluss 1762 des Ladegeräts 176 aufwärts angeordnet ist, muss der Anschluss 1541 der Batterie 154 nach unten gewandt sein, damit die Batterie 154 auf dem Ladegerät 176 installiert wird. Folglich kann eine getrennte Antriebseinheit bereitgestellt werden, um die Batterie 154 zu drehen, um den Anschluss 1541 der Batterie 154 umzudrehen, wenn die Batterietransporteinheit 175 die Batterie 154 zwischen dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 und dem Ladegerät 176 transportiert. Die Batterietransporteinheit 175 kann zum Beispiel konfiguriert sein, um die Batterie 154 um 180 Grad zu drehen, um den Anschluss 1541 der Batterie 154 umzudrehen.
Die Antriebseinheit kann unter Verwendung eines Elektromotors oder eines Pneumatikzylinders arbeiten. Die Batterietransporteinheit 175 kann einen Grad der Drehung der Batterie 154 gemäß der Position des Endes des Montagewerkzeugs 152 und der Position des Ladeanschlusses 1762 des Ladegeräts 176 einstellen, muss aber nicht notwendigerweise die Batterie 154 um 180 Grad drehen, um den Anschluss 1541 der Batterie 154 umzudrehen.
19A bis 19D sind Ansichten, die ein Verfahren zum Abnehmen einer Batterie, die auf dem Ende des Montagewerkezugs montiert ist, unter Verwendung der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung darstellen.
19A stellt ein Verfahren dar, in dem das Montagewerkzeug 152 in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P angeordnet ist, um die Bewegung durch den Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 zu fixieren.
Nachdem die Steuerung 1 Bezugnehmend auf 19A das Montagewerkzeug 152 und die auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installierte Batterie 154 zu dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P bewegt hat, bewegt der Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 sich in Richtung des Montagewerkzeugs 152 vorwärts, um die Bewegung des Montagewerkzeugs 152 zu fixieren.
19B stellt ein Verfahren dar, in dem die auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installierte Batterie 154 durch die erste Entsprerrstange 173 abgenommen wird.
Bezugnehmend auf 19B bewegt sich die erste Entsperrstange 173 durch einen Pneumatikzylinder vorwärts in Richtung der Batterie 154. Die Batterietransporteinheit 175 wartet an einer vorgegebenen Position in der Nähe des Batteriebefestigungs-/Abnahmebereichs P, um die abgenommene Batterie 154 aufzunehmen. Die erste Entsperrstange 173, die sich vorwärts bewegt hat, löst den Fixierungsstift zum Fixieren der Kopplung der Batterie 154 und des Endes 1521 des Montagewerkzeugs 152, nimmt die die Batterie 154 ab und überführt die abgenommene Batterie 154 zu der Batterietransporteinheit 175.
19C stellt ein Verfahren dar, in dem die abgenommene Batterie 154 durch die Batterietransporteinheit 175 zu dem Ladegerät 176 überführt wird.
Bezugnehmend auf 19C wird der Anschluss 1541 der Batterie 154, der von dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 getrennt ist, derart angeordnet, dass er nach oben gewandt ist. Um die Batterie 154 auf dem Ladegerät 176 zu installieren, müssen der Ladeanschluss 1762 des Ladegeräts 176 und der Anschluss 1541 der Batterie 154 in Kontakt miteinander aneinander gekoppelt werden. Folglich steuert die Steuervorrichtung 1 die Batterietransporteinheit 175 derart, dass sie den Anschluss 1541 der Batterie dreht, so dass der Anschluss 1541 nach unten gewandt ist. Die Batterietransporteinheit 175 dreht die Batterie 154 in eine Position zwischen dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 und dem Ladegerät 176. Nachdem der Anschluss 1541 der Batterie 154 umgedreht ist, bewegt die Batterietransporteinheit 175 sich in Richtung des Ladegeräts 176.
19D stellt ein Verfahren dar, in dem die Batterie 154 auf dem Ladegerät 176 installiert wird.
Während sich die Batterietransporteinheit 175 Bezugnehmend auf 19D in Richtung des Ladegeräts 176 bewegt, wird die Batterie 154 in der Batterietransporteinheit 175 auf dem Ladegerät 176 installiert. Während die Batterie 154 in einer gleitenden Weise auf dem Ladegerät 176 installiert wird, kann der Anschluss 1541 der Batterie 154 mit dem Ladeanschluss 1762 des Ladegeräts 176 in Kontakt kommen und somit kann die Batterie 154 geladen werden. Wenn die Batterie 154 in einer gleitenden Weise oben auf dem Ladegerät 176 installiert ist, kann die Kopplung der Batterie 154 und des Ladegeräts 176 durch einen Fixierstift der Batterie 154 fixiert werden.
20 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Abnehmen einer Batterie, die auf einem Ende des Montagewerkzeugs montiert ist, und Installieren der Batterie auf dem Ladegerät in einem Verfahren zum Steuern der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Die Steuervorrichtung 1 führt die Steuerung derart durch, dass die auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installierte Batterie 154 in Richtung des Batteriebefestigungs-/Abnahmebereichs P bewegt wird (S200). Die Steuervorrichtung 1 kann die Steuerung derart durchführen, dass das Montagewerkzeug 152 in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P nach oben gewandt ist und die Batterie 154 nach unten gewandt ist.
Die Steuervorrichtung 1 speichert im Voraus Koordinateninformationen bezüglich des Batteriebefestigungs-/Abnahmebereichs P und benötigt folglich keinen Sichtsensor, wie etwa eine Kamera, wenn sie das Montagewerkzeug 152 zu dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P bewegt, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
Die Steuervorrichtung 1 führt Steuerungen derart durch, dass der Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 sich in Richtung des Montagewerkzeugs 152 vorwärts bewegt, und fixiert Bewegung des Montagewerkzeugs 152 (S201). Die Steuervorrichtung 1 kann die Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Montagewerkzeug-Fixierungsteils 172 steuern, indem sie den pneumatischen Druck eines mit dem Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 verbundenen Pneumatikzylinders steuert. Die Steuervorrichtung 1 kann den Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 in Richtung des Montagewerkzeugs 152 vorwärts bewegen, bis die Fixierungsnut 1721 des Montagewerkzeug-Fixierungsteils 172 in Kontakt mit dem Montagewerkzeug 152 kommt.
Die Steuervorrichtung 1 führt die Steuerung zum Lösen des Fixierstifts der Batterie 154 unter Verwendung der ersten Entsperrstange 173 durch, die in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P angeordnet ist (S202). Die Steuervorrichtung 1 kann den Fixierstift lösen, indem sie die erste Entsperrstange 173 in Richtung der Batterie 154 bewegt und dann die Batterie 154 von dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 in einer gleitenden Weise abnehmen. Die abgenommene Batterie 154 wird in Richtung der Batterietransporteinheit 175 bewegt. Nachdem die Batterie 154 von dem Montagewerkzeug 152 abgenommen ist, kann die Steuervorrichtung 1 den Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 zurückziehen, um das Montagewerkzeug 152 zu lösen.
Die Steuervorrichtung 1 führt die Steuerung zum Transportieren der Batterie 156 zu dem Ladegerät 176 unter Verwendung der Batterietransporteinheit 175 durch, die sich zwischen dem Ladegerät 176 und dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P bewegt (S203). Zu dieser Zeit kann die Position des Anschlusses 1541 der Batterie 154, wenn sie von dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 abgenommen wurde, verschieden von der Position des Anschlusses 1541 der Batterie 154, um mit dem Ladegerät 176 gekoppelt zu werden, sein. Folglich kann die Steuervorrichtung 1 die Steuerung zum Ändern der Position des Anschlusses 1541 der Batterie 154 durch Drehen der Batterie 154 in der Batterietransporteinheit 175 durchführen. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 1 die Batterie 154 in der Batterietransporteinheit 175 um 180 Grad drehen, um den Anschluss 1541 der Batterie 154 von der Oberseite zu der Unterseite zu bewegen.
Die Steuervorrichtung 1 steuert das Verfahren zum Installieren der Batterie 154 auf dem Ladegerät 176 in einer gleitenden Weise (S204). Die Steuervorrichtung 1 kann die Batterie 154 derart auf dem Ladegerät 176 installieren, dass der Anschluss 1541 der Batterie 154 leicht in Kontakt mit dem Ladeanschluss 1762 des Ladegeräts 176 kommen kann, indem die Batterietransporteinheit 175 in Richtung des Ladegeräts 176 bewegt wird. Wenn die Batterie 154 auf dem Ladegerät 176 installiert wird, wird die Kopplung durch den Fixierstift fixiert.
21A bis 21C sind Ansichten, die ein Verfahren zum Installieren einer Batterie auf einem Ende des Montagewerkzeugs unter Verwendung der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung darstellen.
21A stellt ein Verfahren dar, in dem die auf dem Ladegerät 176 installierte Batterie 154 durch die zweite Entsperrstange 174 abgenommen wird.
Bezugnehmend auf 21A bewegt sich die zweite Entsperrstange 174 durch einen Pneumatikzylinder in Richtung der Batterie 154 vorwärts. Die Batterietransporteinheit 175 wartet an einer vorgegebenen Position nahe des Ladegeräts 176. um die abgenommene Batterie 154 aufzunehmen. Die zweite Entsperrstange 174, die sich vorwärts bewegt hat, löst, den Fixierstift zum Fixieren der Kopplung der Batterie 154 und des Ladegeräts 176, nimmt die Batterie 154 ab und liefert die abgenommene Batterie 154 an die Transporteinheit 175.
21B stellt ein Verfahren dar, in dem die abgenommene Batterie 154 durch die Batterietransporteinheit 175 zu dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 transportiert wird.
Bezugnehmend auf 21B wird der Anschluss 1541 der von dem Ladegerät 176 abgenommenen Batterie 154 derart angeordnet, dass er nach unten gewandt ist. Um die Batterie 154 auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 zu installieren, muss der Anschluss 1541 der Batterie 154 in Kontakt mit dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 kommen. Folglich steuert die Steuervorrichtung 1 die Batterietransporteinheit 175, um die Batterie 154 zu drehen, so dass der Anschluss 1541 der Batterie 154 nach oben gewandt ist. Die Batterietransporteinheit 175 dreht die Batterie 154 in einer Position zwischen dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 und dem Ladegerät 176. Nachdem der Anschluss 1541 der Batterie 154 vertikal umgedreht ist, bewegt sich die Batterietransporteinheit 175 in Richtung des Endes 1521 des Montagewerkzeugs 152.
21C stellt ein Verfahren dar, in dem die Batterie 154 auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installiert wird.
Bezugnehmend auf 21C wird die Batterie 154 in der Batterietransporteinheit 175 auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installiert, während die Batterietransporteinheit 175 in Richtung des Endes 1521 des Montagewerkzeugs 152 bewegt wird. Die Batterie 154 wird in einer gleitenden Weise auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installiert, so dass der Anschluss 1541 der Batterie 154 und das Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 miteinander in Kontakt kommen. Wenn die Batterie 154 in einer gleitenden Weise auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installiert wird, kann die Kopplung der Batterie 154 und des Montagewerkzeugs 152 durch den Fixierstift der Batterie 154 fixiert werden.
22 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Abnehmen einer auf dem Ladegerät montierten Batterie und Installieren der Batterie auf einem Ende des Montagewerkzeugs in einem Verfahren zum Steuern der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Die Steuervorrichtung 1 führt die Steuerung zum Lösen des Fixierstifts der Batterie 154 unter Verwendung der zweiten Entsperrstange 174 durch, die benachbart zu dem Ladegerät 176 angeordnet ist (S220). Die Steuervorrichtung 1 kann den Fixierstift lösen, indem sie die zweite Entsperrstange 174 in Richtung der auf dem Ladegerät 176 angeordneten Batterie 154 vorwärts bewegt, und die Batterie 154 dann in einer gleitenden Weise von dem Ladegerät 176 lösen. Die abgenommene Batterie 154 wird in Richtung der Batterietransporteinheit 175 bewegt.
Die Steuervorrichtung 1 führt die Steuerung zum Transportieren der Batterie 154 zu dem Ladegerät 176 unter Verwendung der Batterietransporteinheit 175 durch, die sich zwischen dem Ladegerät 176 und dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P bewegt (S221). Zu dieser Zeit kann die Position des Anschlusses 1541 der Batterie 154, wenn er von dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 gelöst wurde, verschieden von der Position des Anschlusses 1541 der Batterie 154, um mit dem Ladegerät 176 gekoppelt zu werden, sein. Folglich kann die Steuervorrichtung 1 die Steuerung zum Ändern der Position des Anschlusses 1541 der Batterie 154 durch Drehen der Batterie 154 in der Batterietransporteinheit 175 durchführen. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 1 den Anschluss 1541 der Batterie 154 von der Unterseite zu der Oberseite bewegen, indem die Batterie 154 in der Batterietransporteinheit 175 um 180 Grad gedreht wird.
Die Steuervorrichtung 1 führt die Steuerung zum Vorwärtsbewegen des Montagewerkzeug-Fixierungsteils 172 in Richtung des Montagewerkzeugs 152 durch, um die Bewegung des Montagewerkzeugs 152 zu fixieren (S222). Die Steuervorrichtung 1 kann die Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Montagewerkzeug-Fixierungsteils 172 steuern, indem sie den pneumatischen Druck des mit dem Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 verbundenen Pneumatikzylinders steuert. Die Steuervorrichtung 1 kann den Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 in Richtung des Montagewerkzeugs 152 vorwärts bewegen, bis die Fixierungsnut 1721 des Montagewerkzeug-Fixierungsteils 172 in Kontakt mit dem Montagewerkzeug 152 kommt. Das Verfahren S222 muss nicht notwendigerweise durchgeführt werden, nachdem die Verfahren S220 und S221 durchgeführt wurden, und kann vor dem Verfahren S220, zwischen den Verfahren S220 und S221 oder gleichzeitig mit dem Verfahren S220 oder S221 durchgeführt werden.
Die Steuervorrichtung 1 führt die Steuerung zum Installieren der Batterie 154 auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 in einer gleitenden Weise durch (S223). Die Steuervorrichtung 1 kann die Batterie 154 derart installieren, dass der Anschluss 1541 der Batterie 154 leicht in Kontakt mit dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 kommt, indem die Batterietransporteinheit 175 in Richtung des Endes 1521 des Montagewerkzeugs 152 bewegt wird. Wenn die Batterie 154 auf dem Ladegerät 176 montiert wird, wird die Kopplung durch den Fixierungsstift 152 fixiert. Nachdem die Batterie 154 mit dem Montagewerkzeug 152 gekoppelt ist, kann die Steuervorrichtung 1 den Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 zurückziehen, um das Montagewerkzeug 152 zu lösen.
Der Batteriewechsler 17 kann die ersten und zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b umfassen. Wenn daher die auf dem Montagewerkzeug 152 installierte Batterie 154 durch eine vollgeladene Batterie 154 ersetzt wird, führt die erste Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a oder die zweite Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b das Verfahren zum Abnehmen der auf dem Montagewerkzeug 152 installierten Batterie durch und die andere führt das Verfahren zum Installieren der vollgeladenen Batterie 154 auf dem Montagewerkzeug 152 durch.
Hier nachstehend wird ein Fall beispielhaft beschrieben, in dem das Verfahren zum Abnehmen der auf dem Montagewerkzeug 152 installierten Batterie 152 in der ersten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a durchgeführt wird, während das Verfahren zum Installieren der vollgeladenen Batterie 154 auf dem Montagewerkzeug 152 in der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17b durchgeführt wird.
In der ersten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a werden die Verfahren S130 bis S134 von 20 durchgeführt, um die auf dem Montagewerkzeug 152 installierte Batterie 154 abzunehmen und die Batterie 154 auf dem Ladegerät 176 zu installieren. In der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b werden die Verfahren S220 bis S223 von 22 durchgeführt, um die vollgeladene Batterie 154 auf dem Montagewerkzeug 152 zu installieren.
Hier nachstehend werden Verfahren, die zu den in 20 und 22 gezeigten Verfahren in dem Batteriewechsler 17 hinzugefügt werden, im Detail beschrieben.
Nachdem der Schritt S132, in dem die Batterie 154 von dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 abgenommen wird, in der ersten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a durchgeführt wurde, bewegt die Steuervorrichtung 1 den Montagewerkzeug-Fixierungsteil 172 rückwärts und steuert das Montagewerkzeug 152 derart, dass es sich zu dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a und 17b bewegt. Die erste Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a führt die verbleibenden Verfahren S133 und S134 durch, nachdem das Montagewerkzeug 152 zu dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P der ersten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a bewegt wurde. Andererseits kann die Steuervorrichtung 1 das Montagewerkzeug 152, nachdem die Schritte S133 und S134 in der ersten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a enden, zu dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b bewegen. Nachdem das Montagewerkzeug 152 und die Batterie 154 in der ersten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17a voneinander getrennt wurden, kann die Steuervorrichtung 1 das Montagewerkzeug 152 ungeachtet dessen, ob die Schritte S133 und S134 durchgeführt werden, zu dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b bewegen.
In der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b kann das Montagewerkzeug 152 in der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b angeordnet werden, nachdem die Verfahren S220 und S221 durchgeführt wurden, oder die Verfahren S220 und S221 können durchgeführt werden, nachdem das Montagewerkzeug 152 in der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b angeordnet ist. Alternativ werden die Verfahren S222 und S223 durchgeführt und die vollgeladene Batterie 154 kann auf dem Ende 1521 des Montagewerkzeugs 152 installiert werden, nachdem die Verfahren S220 und S221 durchgeführt wurden und das Montagewerkzeug 152 in dem Batteriebefestigungs-/Abnahmebereich P der zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtung 17b angeordnet ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann die auf dem drahtlos arbeitenden Montagewerkzeug 152 installierte Batterie 154 unter Verwendung des Batteriewechslers 17, der die ersten und zweiten Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen 17a und 17b umfasst, ohne einen manuellen Betrieb automatisch durch eine andere Batterie ersetzt werden.
23 ist eine Perspektivansicht eines Gewichtskompensationsroboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 24 ist eine Seitenansicht des Gewichtskompensationsroboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezugnehmend auf 23 und 24 umfasst der Gewichtskompensationsroboter einen Laderoboter 14, ein Gewichtskompensationsmodul 80 und eine Steuervorrichtung 1. Die Steuervorrichtung 1 kann die Gesamtbetriebe des Laderoboters 14 und des Gewichtskompensationsmoduls 80 steuern. Eine detaillierte Beschreibung des Laderoboters 14 wird nachstehend weggelassen.
Das Gewichtskompensationsmodul 80 umfasst alle oder einige eines Pfostens 81, eines Auslegers 82, eines Drahts 83, eines Gewichtskompensationsteils 85 und eines Greiferkopplungsteils 84. Das Gewichtskompensationsmodul 80 kann mit einem Teil eines Laderoboters 14 verbunden sein, um das Gewicht einer modularen Komponente 132, das größer oder gleich einer vorgegebenen Gewichtsgrenze des Laderoboters 14 ist, zu verringern, wenn der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 greift und bewegt.
Der Pfosten 81 ist derart angeordnet, dass er sich von der Drehhalterung 145 des Laderoboters 14 erstreckt. Der Pfosten 81 ist derart angeordnet, dass er sich von der Drehhalterung 145 in der Vertikalrichtung nach oben erstreckt.
Der Ausleger 84 ist mit dem oberen Abschnitt des Pfostens 81 gekoppelt. Der Ausleger 82 ist derart mit dem oberen Abschnitt des Pfostens 81 gekoppelt, dass er senkrecht zu dem Pfosten 81 ist. Der Ausleger 82 kann derart eingerichtet werden, dass er sich in eine Richtung parallel zu der Richtung erstreckt, in welcher der Laderoboter 14 sich von der Drehhalterung 145 erstreckt. Der Ausleger 82 kann in einer hohlen Struktur ausgebildet sein. Der Ausleger 82 kann mehrere Ausleger mit unterschiedlichen Querschnittflächen umfassen. Die mehreren Ausleger fahren in einer teleskopischen Weise aus oder ziehen sich zurück, so dass die Länge des Auslegers 82 variiert werden kann.
Der Ausleger 82 können sich mit der Drehhalterung 145 drehen, wenn die Drehhalterung 145 sich dreht. Das heißt, wenn der Laderoboter 14 sich um die Drehachse der Drehhalterung 145 dreht, kann sich der Pfosten 81 ebenfalls drehen.
Der Draht 83 durchdringt den Ausleger 82 und ist derart angeordnet, dass er sich in der Schwerkraftrichtung von einem Ende des Auslegers 82 erstreckt. Eine Rolle 86 kann an einem Ende des Auslegers 82 angeordnet sein, um die Bewegung des Drahts 83 zu führen.
Ein Ende des Drahts 83 ist ein fixiertes Ende 831 und das andere Ende ist ein freies Ende. Der Greiferkopplungsteil 84, der bereitgestellt ist, um mit einem Kopplungsring 168 des Greifers 16 gekoppelt zu werden, wird mit dem freien Ende des Drahts 83 gekoppelt. Der Gewichtskompensationsteil 85 wird mit dem fixierten Ende 831 des Drahts 83 gekoppelt. Hier kann der Gewichtskompensationsteil 85 ein Federzug sein. Der Greiferkopplungsteil 84 wird mit dem Kopplungsring 168 des Greifers 16 verbunden, und wenn der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 greift, kann die mit dem fixierten Ende 831 des Drahts 83 verbundene Gewichtskompensation das Gewicht der modularen Komponente 132 verringern.
Die Länge des Drahts 83 kann vergrößert oder verringert werden, so dass der Draht 83 sich in der Schwerkraftrichtung von einem Ende des Auslegers 82 senkt oder aufsteigt. Die Steuervorrichtung 1 kann die Länge des Drahts 83 steuern, um die Aufwärts-/Abwärtsbewegung des mit dem freien Ende des Drahts 83 Greiferkopplungsteils 84 einzustellen.
25 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Verfahrens, in dem der Gewichtskompensationsroboter von 24 ein Gewichtskompensationsmodul mit dem Greifer verbindet. 26 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Verfahrens, in dem der Laderoboter arbeitet, nachdem das Gewichtskompensationsmodul von 25 mit dem Greifer verbunden ist. Wenngleich die Steuervorrichtung 1 im Allgemeinen den Gesamtbetrieb jeder in 1 gezeigten elektronischen Anlage steuern kann, wird nachstehend ein Fall beschrieben, in dem die Steuervorrichtung 1 die Betriebe des Laderoboters 14 und des Gewichtskompensationsmoduls 80 steuert.
Die Steuervorrichtung 1 bewegt den Greiferkopplungsteil 84 abwärts, indem sie die Länge des Drahts 83 einstellt. Zu dieser Zeit steuert die Steuervorrichtung 1 den Kopplungsring 168 des Greifers 16, so dass er in der Bewegungsgeraden positioniert wird, auf welcher der Greiferkopplungsteil 84 sich senkt. Informationen über eine Position, in welcher der Kopplungsring 168 des Greifers 16 mit dem Greiferkopplungsteil 84 gekoppelt wird, können im Voraus in der Steuervorrichtung 1 gespeichert werden. Die Steuervorrichtung 1 kann die Position des Greifers 16 unter Verwendung der im Voraus gespeicherten Informationen steuern.
An dem Ende des Laderoboters 14 können Greifer 16 mit verschiedenen Formen installiert werden, und die Position des Kopplungsrings 168 kann für jeden Greifer 16 verschieden sein. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 1 Informationen über eine Position zum Koppeln mit dem Greiferkopplungsteil 84 gemäß der Art des Greifers 16 speichern.
Nachdem die Steuervorrichtung 1 den Greiferkopplungsteil 84 abwärts bewegt und ihn mit dem Kopplungsring 168 des Greifers 16 koppelt, steuert die Steuervorrichtung 1 den Laderoboter 14, um die modulare Komponente 132 zu greifen.
Die Steuervorrichtung 1 kann abhängig von dem Gewicht der modularen Komponente 132 bestimmen, ob der Greiferkopplungsteil 84 mit dem Kopplungsring 168 des Greifers 16 gekoppelt werden soll. Zum Beispiel koppelt die Steuervorrichtung 1 bei der Bestimmung, dass der Laderoboter 14 eine erste modulare Komponente mit einem kleineren Gewicht als der vorgegebenen Gewichtsgrenze lädt, den Greiferkopplungsteil 84 nicht mit dem Kopplungsring 168. Hier kann die vorgegebene Gewichtsgrenze auf ein Maximalgewicht festgelegt werden, mit dem der Laderoboter 14 die modulare Komponente 132 selbst laden kann, sie ist aber nicht darauf beschränkt und kann gemäß den Spezifikationen des Laderoboters 14 variieren.
Bei der Bestimmung, dass der Laderoboter 14 eine zweite modulare Komponente mit einem Gewicht größer oder gleich der vorgegebenen Gewichtsgrenze lädt, steuert die Steuervorrichtung 1 den Greiferkopplungsteil 84, um mit dem Kopplungsring 168 des Greifers 16 gekoppelt zu werden. Die Kopplung des Greiferkopplungsteils 84 und des Kopplungsrings 168 wird durchgeführt, bevor der Greifer 16 die zweite modulare Komponente greift. Die Steuervorrichtung 1 steuert den Betrieb des Laderoboters 14, so dass der Kopplungsring 168 an der vorgegebenen Kopplungsposition positioniert wird. Danach koppelt die Steuervorrichtung 1 den Greiferkopplungsteil 84 mit dem Kopplungsring 168, indem sie den Greiferkopplungsteil 84 abwärts bewegt. Hier kann die vorgegebene Kopplungsposition auf einem Weg angeordnet sein, in dem sich der Greiferkopplungsteil 84 in der Schwerkraftrichtung senkt.
Nachdem der Greiferkopplungsteil 84 und der Kopplungsring 168 Bezugnehmend auf 26 gekoppelt sind, steuert die Steuervorrichtung 1 den Betrieb des Laderoboters 14, um die zweite modulare Komponente zu laden. Ein Teil des Gewichts der zweiten modularen Komponente wird auf den mit dem Greiferkopplungsteil 84 verbundenen Draht 83 übertragen, und das Gewicht kann von dem Gewichtskompensationsteil 85, der mit dem fixierten Ende 831 des Drahts 83 verbunden ist, gehalten werden.
Nachdem der Greiferkopplungsteil 84 und der Kopplungsring 168 gekoppelt sind, bewegt sich außerdem das Gewichtskompensationsmodul 80 einhergehend mit der Bewegung des Laderoboters 14. Wenn der Greifer 16 derart gesteuert wird, dass er sich von der Drehhalterung 145 weg bewegt, fährt der Ausleger 82 ebenfalls aus. Wenn der Greifer 16 derart gesteuert wird, dass er sich der Drehhalterung 145 nähert, zieht sich der Ausleger 82 ebenfalls zurück. Das heißt, die Länge des Auslegers 82 kann gemäß der Betriebsposition des Greifers 16 variieren.
Nachdem das Laden der zweiten modularen Komponente 132 beendet ist, bewegt die Steuervorrichtung 1 nach der Bestimmung, dass die Unterstützung des Gewichtskompensationsmoduls 80 nicht mehr notwendig ist, den Greifer 16 zurück zu der vorgegebenen Kopplungsposition und trennt dann den Greiferkopplungsteil 84 von dem Kopplungsring 168.
27 ist eine Perspektivansicht eines Gewichtskompensationsroboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Beschreibungen redundanter Teile werden weggelassen.
Der Gewichtskompensationsroboter gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst ferner eine Führungskappe 88, die an dem freien Ende des Auslegers 82 bereitgestellt ist. Die Führungskappe 88 ist derart konfiguriert, dass sie eine hohle Struktur hat, und das eine Ende der Führungskappe 88 ist mit dem freien Ende des Auslegers 82 verbunden und das andere Ende ist konfiguriert, um die Bewegung des Greiferkopplungsteils 84 zu fixieren. Der Draht 83 ist derart angeordnet, dass er die Führungskappe 88 durchdringt.
Die Querschnittform des anderen Endes der Führungskappe 88 entspricht der Querschnittform des Greiferkopplungsteils 84. Folglich kann der Greiferkopplungsteil 84 teilweise in das andere Ende der Führungskappe 88 eingesetzt werden, indem er durch den Gewichtskompensationsteil 85 gezogen wird. Der Greiferkopplungsteil 84 wird teilweise in das andere Ende der Führungskappe 88 eingesetzt und somit können sein Rütteln oder seine Bewegung verhindert werden.
In der zweiten Ausführungsform bewegt die Steuervorrichtung 1 den Greifer 16 zu einer vorgegebenen Position und bewegt dann den Draht 83 nach unten, und somit wird der Greiferkopplungsring 84 nicht mit dem Kopplungsring 168 gekoppelt. Im Gegensatz dazu steuert die Steuervorrichtung 1, wie in 27 gezeigt, den Laderoboter 14, so dass sich der Kopplungsring 168 des Greifers 16 in Richtung des Greiferkopplungsteils 84 bewegt. Da zu dieser Zeit der Greiferkopplungsteil 84 in die Führungskappe 88 eingesetzt ist und somit die Bewegung des Greiferkopplungsteils 84 fixiert ist, kann der Kopplungsring 168 des Greifers 16 stabil mit dem Greiferkopplungsteil 84 gekoppelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform hat das Montagesystem für die Automatisierung der Montage modularer Komponenten die Ergebnisse der Kostenverringerung durch Minimieren der menschlichen Arbeitsleistung zum Montieren modularer Komponenten und Verbessern der Produktivität durch Aufbauen eines Montageautomatisierungssystems, das manuelle Betriebe ausschließt.
Wenngleich zu Veranschaulichungszwecken beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, werden Fachleute der Technik zu schätzen wissen, dass vielfältige Modifikationen, Zusätze und Substitutionen möglich sind, ohne von der Idee und dem Schutzbereich der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Daher wurden der Kürze und Deutlichkeit halber beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Der Schutzbereich der technischen Idee der vorliegenden Ausführungsform wird nicht durch die Darstellungen beschränkt. Folglich würde jemand mit gewöhnlichen Kenntnissen der Technik verstehen, dass der Schutzbereich der beanspruchten Erfindung nicht auf die vorstehend explizit beschriebenen Ausführungsformen, sondern durch die Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt werden darf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020210109216 [0001]
KR 1020210109212 [0001]
KR 1020210110316 [0001]
KR 1020210111155 [0001]

Claims

Robotersystem zur automatischen Montage einer modularen Komponente und eines Montageziels, das aufweist: einen Montageroboter mit einem ersten Manipulator, einem Montagewerkzeug, das mit dem ersten Manipulator gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die modulare Komponente und das Montageziel zu montieren, und einer ersten Kamera, die konfiguriert ist, um Bilder in einer Richtung aufzunehmen, in die das Montagewerkzeug gewandt ist; einen Laderoboter mit einem zweiten Manipulator und einem Greifer, der mit dem zweiten Manipulator gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die modulare Komponente zu greifen; und eine Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, um den Montageroboter und den Laderoboter zu steuern.
Robotersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Montagegestell aufweist, das konfiguriert ist, um die modulare Komponente an einer vorgegebenen Position zu laden, damit der Greifer die modulare Komponente greift.
Robotersystem nach Anspruch 2, das ferner einen Teilbereitstellungsroboter aufweist, der konfiguriert ist, um die modulare Komponente an der vorgegebenen Position anzuordnen.
Robotersystem nach Anspruch 1, 2, oder 3, das ferner einen Greiferhalter aufweist, der konfiguriert ist, um den Greifer, der abnehmbar mit dem zweiten Manipulator gekoppelt ist, zu halten.
Robotersystem nach Anspruch 4, wobei: der Greiferhalter eine Installationsposition hat, mit welcher der Greifer gekoppelt ist, und die Steuervorrichtung Informationen über die Installationsposition des Greifers speichert.
Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Montagewerkzeug ferner eine Batterie aufweist, die auf dem Montagewerkzeug installiert ist und konfiguriert ist, um Leistung an das Montagewerkzeug zu liefern.
Robotersystem nach Anspruch 6, das ferner einen Batteriewechsler zum automatischen Befestigen/Abnehmen der Batterie an/von dem Montagewerkzeug aufweist.
Robotersystem nach Anspruch 7, wobei: der Batteriewechsler mehrere Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen aufweist, und wobei jede der Batteriebefestigungs-/Abnehmvorrichtungen umfasst: einen Befestigungs-/Abnehmrahmen; ein Ladegerät, das an dem Befestigungs-/Abnehmrahmen angeordnet ist; eine Batterietransporteinheit, die konfiguriert ist, um die Batterie entlang eines Bewegungswegs zwischen dem Ladegerät und dem Montagewerkzeug zu transportieren; und eine erste Entsperrstange, die in einer Längsrichtung des Befestigungs-/Abnehmrahmens an einem ersten Ende des Befestigungs-/Abnehmrahmens angeordnet ist und konfiguriert ist, um die Batterie in Richtung der Batterietransporteinheit zu schieben, wenn die auf dem Montagewerkzeug montierte Batterie abgenommen wird.
Robotersystem nach Anspruch 8, wobei die Batterietransporteinheit die Batterie derart dreht, dass ein Anschluss der Batterie mit einem Anschluss des Ladegeräts gekoppelt wird, wenn die Batterie zu dem Ladegerät bewegt wird.
Robotersystem nach Anspruch 8, oder 9, das ferner eine zweite Entsperrstange aufweist, die an einem zweiten Ende des Befestigungs-/Abnehmrahmens in der Längsrichtung des Befestigungs-/Abnehmrahmens angeordnet ist und konfiguriert ist, um die Batterie in Richtung der Batterietransporteinheit zu schieben, wenn die mit dem Ladegerät gekoppelte Batterie zu der Batterietransporteinheit bewegt wird.
Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Montagewerkzeug umfasst: einen Montageroboterkopplungsteil, der mit dem Montageroboter gekoppelt wird; einen Mutterndreher mit einer Ausgangswelle; einen Teleskoper, der mit der Ausgangswelle verbunden ist und eine variable Länge hat; und eine austauschbare Fassung mit (1) einem ersten Ende mit einer Schraubeinsetznut, in die ein Kopf einer Schraube eingesetzt wird, und (2) einem zweiten Ende mit einer Fassungseinsetznut, in welcher der Teleskoper installiert ist.
Robotersystem nach Anspruch 11, das ferner einen Fassungswechsler aufweist, der konfiguriert ist, um die Fassung auszutauschen.
Robotersystem nach Anspruch 12, wobei der Fassungswechsler umfasst: einen Fassungswechslerrahmen mit mehreren ersten Eingreifnuten, die auf einer oberen Oberfläche des Fassungswechlserrahmens ausgebildet sind; und eine fassungsabnehmbare Einheit, die zwischen beiden Seiten des Fassungswechslerrahmens angeordnet ist, mit mehreren zweiten Eingreifnuten, die konfiguriert ist, um sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, die tiefer als die erste Position ist, zu bewegen.
Robotersystem nach Anspruch 12, wobei der Fassungswechsler mehrere Fassungen mit unterschiedlichen abnehmbaren Formen, die an vorgegebenen Positionen angeordnet sind, umfasst.
Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die erste Kamera eine 2,5D-Sichtkamera aufweist.
Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Laderoboter ferner eine zweite Kamera aufweist, die konfiguriert ist, um Bilder in einer Richtung aufzunehmen, in welche der Greifer gewandt ist.
Robotersystem nach einem der Ansprüche1 bis 16, das ferner aufweist: einen Laderoboter, der unter dem Laderoboter angeordnet ist und konfiguriert ist, um sich vertikal zu bewegen oder zu drehen; und eine Montageroboterhalterung, die unter dem Montageroboter angeordnet ist und konfiguriert ist, um sich vertikal zu bewegen oder zu drehen.