DE29705138U1 - Steuergerät - Google Patents
SteuergerätInfo
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Description
• ·· · | 96-3179 Z/sch | |
MOTOMAN robotec GmbH | 20. März 1997 | |
Kammerfeldstraße 1 | ||
D-85391 Allershausen | ||
Die Neuerung betrifft ein Steuergerät zum Steuern eines Systems aus mindestens
einem Industrieroboter und mindestens zwei Bearbeitungsstationen.
Aus der europäischen Patentanmeldung 95 913 318.2 ist ein Steuergerät zum Steuern
eines Systems aus zwei Industrierobotern und einer Bearbeitungsstation bekannt. In dem Steuergerät kann ein erstes Bearbeitungsprogramm zum Steuern des
ersten Industrieroboters und ein zweites Bearbeitungsprogramm zum Steuern des zweiten Industrieroboters abgelegt werden. Ferner kann ein drittes Programm zum
Steuern des ersten und zweiten Bearbeitungsprogramms gespeichert werden. Auf den Inhalt der genannten europäischen Patentanmeldung 95 913 318.2 wird Bezug
genommen.
Aufgabe der Neuerung ist es, das vorbekannte Steuergerät zu verbessern.
Gemäß der Neuerung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Das Steuergerät dient zum Steuern eines Systems aus mindestens einem Industrieroboter
und mindestens zwei Bearbeitungsstationen. Es weist ein erstes Bearbeitungsprogramm
zum Steuern des ersten Industrieroboters und der ersten Bearbeitungsstation auf sowie ein zweites Bearbeitungsprogramm zum Steuern der
zweiten Bearbeitungsstation sowie ein drittes Bearbeitungsprogramm zum Steuern des ersten und zweiten Bearbeitungsprogramms. Falls ein zweiter Industrieroboter
vorhanden ist, kann das zweite Bearbeitungsprogramm zum Steuern dieses zweiten Industrieroboters dienen. Durch die Erfindung wird die Flexibilität des Steuergerätes
erhöht. Dadurch, daß das Steuergerät mindestens zwei Bearbeitungsstationen steuert,
kann das System effektiver und flexibler genutzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Vorzugsweise umfaßt das System zwei Industrieroboter.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse
des Motors der ersten Bearbeitungsstation und die Drehachse des Motors der zweiten Bearbeitungsstation miteinander fluchten und daß die Drehungen dieser
Motoren derart miteinander gekoppelt sind, daß einer Drehung des einen Motors eine gleichgroße Drehung im entgegengesetzten Drehsinn des anderen Motors entspricht.
Die Motoren sind auf diese Weise wie eine „elektrische Welle" miteinander
gekoppelt. Ihre Bewegungen unterscheiden sich nicht von denjenigen, die entstehen
würden, wenn sie mechanisch gekoppelt wären. Dieser Effekt wird allerdings durch
das Steuergerät erreicht, wodurch die Flexibilität des Systems erheblich gesteigert
werden kann.
Vorzugsweise sind die erste Bearbeitungsstation und die zweite Bearbeitungsstation
durch eine durchgehende Vorrichtung miteinander verbunden. Es ist aber auch möglich,
die erste Bearbeitungsstation und die zweite Bearbeitungsstation durch eine geteilte Vorrichtung miteinander zu verbinden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin,
die erste Bearbeitungsstation und die zweite Bearbeitungsstation durch eine geteilte
Vorrichtung mit einer Mittelstation miteinander zu verbinden. Schließlich können
die erste Bearbeitungsstation und die zweite Bearbeitungsstation aber auch voneinander unabhängig sein. Es ist möglich, das System derart auszugestalten,
daß wahlweise jede der vorgenannten Möglichkeiten realisiert werden kann.
Ausführungsbeispiele der Neuerung werden nachstehend anhand der beigefügten
Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt
:?&Pgr;. &igr; Y:i. er?
Fig. 1a ein System mit zwei Industrierobotern und zwei Bearbeitungsstationen,
die durch eine durchgehende Vorrichtung miteinander verbunden sind, in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 1b eine schematische Darstellung des Systems gemäß Fig. 1a,
Fig. 1c ein zugehöriges Programmschema,
Fig. 2a ein System mit zwei industrierobotern und zwei Bearbeitungsstationen,
die durch eine geteilte Vorrichtung miteinander verbunden sind, in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 2b eine schematische Darstellung des Systems gemäß Fig. 2a, Fig. 2c das zugehörige Programmschema,
Fig. 3a ein System mit zwei Industrierobotern und zwei Bearbeitungsstationen,
die durch eine geteilte Vorrichtung mit einer Mittelstation miteinander verbunden sind, in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 3b eine schematische Darstellung des Systems gemäß Fig. 3a, Fig. 3c das zugehörige Programmschema,
Fig. 4a ein System mit zwei Industrierobotern und zwei Bearbeitungsstationen,
die voneinander unabhängig sind, in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 4b eine schematische Darstellung des Systems gemäß Fig. 4a,
Fig. 4c das zugehörige Programmschema und
Fig. 5 ein System mit zwei Industrierobotern und zwei Bearbeitungsstationen
in einer perspektivischen Darstellung.
Die in den Fig. 1a bis 1c gezeigte erste Ausführungsform besteht aus einem ersten
Industrieroboter R1 und einem zweiten Industrieroboter R2 sowie einer ersten Bearbeitungsstation
S3 und einer zweiten Bearbeitungsstation S3', die durch eine durchgehende Vorrichtung 11 miteinander verbunden sind. Das Werkstück 12, im Ausführungsbeispiel
eine Auspuffanlage eines Autos, wird auf die Bearbeitungsstationen aufgespannt. Es wird von den Industrierobotern, die als Schweißroboter ausgebildet
sind, bearbeitet.
Aus Fig. 1c ist der Programmablauf ersichtlich. Das dritte Bearbeitungsprogramm 13
(„Master Job") steuert das erste Bearbeitungsprogramm 14 („SUB 1") und das zweite
Bearbeitungsprogramm 15 („SUB 2"). Zunächst erfolgt der Parallel-Start des ersten
Bearbeitungsprogramms („PSTART SUB 1 SYNC"), anschließend der Parallel-Start
des zweiten Bearbeitungsprogramms („PSTART SUB T). Diese Bearbeitungsprogramme
werden dann ausgeführt. Das erste Bearbeitungsprogramm muß sich mit dem zweiten Bearbeitungsprogramm synchronisieren (dies wird durch den Zusatz
„SYNC" zum Ausdruck gebracht). Das erste Bearbeitungsprogramm ist das sogenannte
Master-Programm, das zweite Bearbeitungsprogramm ist das sogenannte Slave-Programm.
Die Drehachsen der Motoren der Bearbeitungsstationen S3 und S3' fluchten miteinander.
Die Drehungen dieser Motoren sind derart miteinander gekoppelt, daß einer Drehung des einen Motors eine gleich große Drehung im entgegengesetzen Drehsinn
des anderen Motors entspricht.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen abgewandelte Ausführungsformen, bei denen entsprechende
Teile mit entsprechenden Bezugszeichen versehen worden sind, so daß sie nicht
mehr im einzelnen beschrieben werden müssen. Bei der in den Fig. 2a bis 2c gezeigten
Ausführungsform sind die Bearbeitungsstationen S3 und S3' durch eine geteilte Vorrichtung miteinander verbunden. Im übrigen entsprechen Aufbau und Wirkungsweise
dem Ausführungsbeispiei gemäß Fig. 1a bis 1c.
In der Variante gemäß den Fig. 3a bis 3c sind die Bearbeitungsstationen S1-3 und
S2-3 durch eine geteilte Vorrichtung mit einer Mittelstation 16 miteinander verbunden.
Der aus Fig. 3c ersichtliche Arbeitsablauf beginnt mit dem Start des ersten Bearbeitungsprogramms
und dem Start des zweiten Bearbeitungsprogramms. Diese beiden Bearbeitungsprogramme können ohne Synchronisierung durchgeführt werden.
Anschließend wird die Mittelstation 16 angedockt („Call JOB Mittel auf). Danach
werden das erste und zweite Bearbeitungsprogramm für die zweite Bearbeitungsphase
gestartet. In dieser zweiten Phase muß sich das erste Bearbeitungsprogramm
17 mit dem zweiten Bearbeitungsprogramm 18 synchronisieren. Ferner sind in-dieser zweiten Bearbeitungsphase die Drehungen der miteinander fluchtenden
Motoren der Bearbeitungsstationen S1-3 und S2-3 im Sinne einer „elektrischen Welle"
miteinander gekoppelt, also derart, daß einer Drehung des einen Motors eine gleichgroße Drehung im entgegengesetzten Drehsinn des anderen Motors entspricht.
Bei der in den Fig. 4a bis 4c gezeigten Variante sind die Bearbeitungsstationen S1
und S2 voneinander unabhängig. Sie können allerdings in der vorstehend beschriebenen
Weise im Sinne einer „elektrischen Welle" miteinander gekoppelt sein.
Die Fig. 5 zeigt ein System mit zwei Industrierobotern R1 und R2 sowie mit zwei Bearbeitungsstationen
S1 und S2 in einer perspektivischen Ansicht.
Das in den Zeichnungen dargestellte System kann anstelle der zwei Bearbeitungsstationen
bis zu sechs Bearbeitungsstationen umfassen. Mit dem Steuergerät können bis zum 21 Achsen gesteuert werden. Hierbei kann eine Bearbeitungsstation
aus einer Achse (Drehachse) oder aber aus mehreren Achsen (Dreh-Kippachse)
• ·
bestehen. Ein Industrieroboter hat im allgemeinen vier bis sechs Achsen. Er kann
allerdings auch auf einer X-Y-Z-Fahrbahn montiert werden. Diese Achsen werden dann hinzugerechnet (Base-Achsen). So hat z.B. ein Industrieroboter mit sechs Achsen,
der auf einer X-Y-Z-Fahrbahn montiert ist, insgesamt neun Achsen.
Von dem Steuergerät können gleichzeitig drei Programme (Jobs) bearbeitet werden,
wobei zwei dieser Programme (das erste und das zweite Bearbeitungsprogramm) Bewegungs-Jobs sein können, also Programme, von denen Roboter oder Bearbeitungsstationen
oder eine Kombination (Gruppe) davon angesteuert werden. Der dritte Job (das dritte Bearbeitungsprogramm) muß ein Instruktions-Job sein, der nur
Instruktionen enthalten kann.
Folgende Variationen von Bewegungs-Jobs sind möglich:
R1 | (= Roboter 1) |
R2 | |
S1 | (= Station 1) |
S2 | |
S6 | |
R1 &eegr; | = eine Gruppe |
R2H | |
R1 &eegr; | |
R1 &eegr; | |
R2h | |
HR2 | |
HR1 | |
HS1 | |
-S6 | |
-S1 |
R2 + S6
Bevor ein neuer Job programmiert werden kann muß ausgewählt werden, mit welchen
Robotern, Stationen oder Gruppen er arbeiten soll. Alle Gruppen können syn-
chron arbeiten. Unter „Synchron" ist dabei zu verstehen, daß die Steuerung den TCP
(Tool Center Point) auch dann interpolieren kann, wenn sich der Roboter mit allen
Achsen und die Station bewegen. Dadurch ist die Programmierung von komplizierten
Konturen sehr einfach (mit wenigen Punkten) und damit eine optimale Schweißung möglich.
Nach der Funktion „elektrische Welle" sind der Motor einer ersten Station und der
Motor einer zweiten Station elektrisch gekoppelt, wie wenn sie durch eine Welle miteinander
verbunden wären. Sobald sich der erste Motor im Uhrzeigersinn bewegt, bewegt sich der zweite Motor völlig synchron gegen den Uhrzeigersinn.
Die in den Fig. 1a bis 1c gezeigte Ausführungsform, bei der die Bearbeitungsstationen
durch eine durchgehende Vorrichtung miteinander verbunden sind, hat den Vorteil, daß sich die Vorrichtung auch bei großen Spitzenweiten nicht verdrehen
kann. Die Vorrichtung muß nicht so stabil gebaut werden. Durch die Verwendung von zwei Robotern kann die Taktzeit reduziert werden.
Die in den Fig. 2a bis 2c gezeigte Ausführungsform, bei der die Bearbeitungsstationen
durch eine geteilte Vorrichtung miteinander verbunden sind, ermöglicht es, Teile
wie beispielsweise Rohre, bei denen um 360° geschweißt werden muß, mit der gleichen
Brennerstellung zu schweißen, was bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1a bis 1c aufgrund der durchgehenden Vorrichtung 11 nicht möglich ist. Femer ist die Vorrichtung
nach den Fig. 2a bis 2c einfach aufgebaut. Es ist möglich, sie im Baukastensystem
aufzubauen. Beispielsweise kann die erste Bearbeitungsstation S3 stets gleich aufgebaut sein, und die zweite Bearbeitungsstation S3' mit verschiedenen Varianten
eingesetzt werden.
Die Vorteile der in den Fig. 3a bis 3c gezeigten Ausführungsform, bei der die Bearbeitungsstationen
durch eine geteilte Vorrichtung mit einer Mittelstation verbunden sind, sind folgende: Der erste Roboter R1 kann das Werkstück in der ersten Bearbeitungsstation
S1-3 optimal bearbeiten. Der zweite Roboter R2 kann das Werkstück in
der zweiten Bearbeitungsstation S2-3 optimal bearbeiten. Anschließend wird das
Mittelteil angedockt; es kann dann mit beiden Robotern synchron eingeschweißt werden. Mit dieser Ausführungsform ist stets eine optimale Bearbeitung möglich. Die
Vorrichtung ist ferner einfach aufgebaut.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4a bis 4c kann - wenn nötig - mit zwei voneinander
unabhängigen Roboter-Stationen gearbeitet werden. Bei kleinen Stückzahlen kann mit unterschiedlichen Bearbeitungsstationen gefahren werden, bei großen
Stückzahlen kann mit zwei gleichen Bearbeitungsstationen gefahren werden.
Es ist ferner möglich (in den Zeichnungen nicht dargestellt), lediglich einen einzigen
Industrieroboter zu verwenden.
Das Steuergerät kann auf einfache Weise an die verschiedenen in den Figuren dargestellten
Ausführungsformen angepaßt werden, indem die Programmeinstellungen entsprechend geändert werden.
Claims (7)
1. Steuergerät zum Steuern eines Systems aus mindestens einem Industrieroboter
(R1, R2) und mindestens zwei Bearbeitungsstationen (S3, S3', S1-3, S2-3,
S1,S2)
mit einem ersten Bearbeitungsprogramm (14) zum Steuern des ersten Industrieroboters
(R1) und der ersten Bearbeitungsstation,
einem zweiten Bearbeitungsprogramm (15) zum Steuern eines gegebenenfalls
vorhanden zweiten Industrieroboters und der zweiten Bearbeitungsstation
und einem dritten Bearbeitungsprogramm (13) zum Steuern des ersten und
zweiten Bearbeitungsprogramms.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System zwei
Industrieroboter (R1, R2) umfaßt.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse
des Motors der ersten Bearbeitungsstation und der Drehachse des Motors der zweiten Bearbeitungsstation miteinander fluchten und daß die Drehungen
dieser Motoren derart miteinander gekoppelt sind, daß einer Drehung des einen Motors eine gleich große Drehung im entgegengesetzten Drehsinn des
anderen Motors entspricht.
4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Bearbeitungsstation und die zweite Bearbeitungsstation durch eine durchgehende Vorrichtung (11) miteinander verbunden sind.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Bearbeitungsstation und die zweite Bearbeitungsstation durch eine geteilte Vorrichtung miteinander verbunden sind.
6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Bearbeitungsstation und die zweite Bearbeitungsstation durch eine geteilte Vorrichtung mit einer Mittelstation (16) miteinander verbunden sind.
7. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Bearbeitungsstation und die zweite Bearbeitungsstation voneinander unabhängig sind.
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Legal Events
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970911 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20000426 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20030408 |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20050303 |
|
R071 | Expiry of right |