DE3207698C2 - - Google Patents

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DE3207698C2
DE3207698C2 DE19823207698 DE3207698A DE3207698C2 DE 3207698 C2 DE3207698 C2 DE 3207698C2 DE 19823207698 DE19823207698 DE 19823207698 DE 3207698 A DE3207698 A DE 3207698A DE 3207698 C2 DE3207698 C2 DE 3207698C2
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter nach der Gattung des Hauptanspruchs. Um Industrieroboter universell und rationell einset­ zen zu können, werden hohe Anforderungen an die Arbeitsgenauigkeit, die Schnelligkeit sowie die Belastbarkeit gestellt. Gleichzeitig sollen die Steuerung und die Bedienbarkeit bzw. die Programmierbar­ keit möglichst einfach sein. Hohe Anforderungen an die Arbeitsge­ nauigkeit und Belastbarkeit bedingen einen stabilen und damit ver­ bundenen schweren Aufbau, wobei dies auch für die weitausladenden Teile, insbesondere eines Roboterarmes zutrifft. Große Massen und eine hohe Belastbarkeit, insbesondere des Roboterarmes gehen jedoch zu Lasten der Schnelligkeit und der Arbeitsgenauigkeit, die sich auch unter Verwendung aufwendiger Konstruktionen und teueren Mate­ rials nur bis zu einer wirtschaftlich sinnvollen Grenze erhöhen läßt. Der Schnelligkeit stehen jeweils vor allem die Fliehkraft oder die Corioliskraft entgegen, während die Belastbarkeit des freien Endes des Roboterarmes sehr stark die Arbeitsgenauigkeit bzw. die Posi­ tioniergenauigkeit beeinflußt.
Um diesen Schwierigkeiten entgegenzuwirken, ist es aus der US-PS 41 19 212 bekannt, Meßmittel vorzusehen, die es ermöglichen, jederzeit die genaue Position des Roboterarms bezüglich eines festen Raumpunktes zu kennen. Die in der US-Patentschrift beschriebene Vor­ richtung sieht zu diesem Zweck ein aus zwei, über ein freigelagertes Gelenk miteinander verbundenen Verbindungsstäben bestehendes Gestän­ ge vor, dessen eines freie Ende mit der Roboterhand und dessen anderes freies Ende mit einem ortsfesten Raumpunkt verbunden ist.
Mittels zweier Potentiometer, von denen eines am freigelagerten Ge­ lenk, das andere am ortsfesten Raumpunkt angeordnet ist, werden kon­ tinuierlich zum einen der über das freie Gelenk zwischen den Verbin­ dungsstäben liegende Winkel, sowie zum anderen der zwischen dem vom ortsfesten Punkt ausgehenden Verbindungsstab und einer festen Refe­ renzlinie liegende Winkel erfaßt. Mit Hilfe der beiden gemessenen Winkel kann die Position der Roboterhand bezüglich des ortsfesten Punktes bestimmt werden. Die Positionsbestimmung ist, da das Gestän­ ge von auf den Roboterarm wirkenden vertikalen Kräften freibleibt, auch dann möglich, wenn der Roboterarm selbst durch das Gewicht ei­ nes von ihm zu manipulierenden Gegenstandes deformiert wird. Eine solche, mit Hilfe eines Gestänges arbeitende Positionserkennungsvor­ richtung kann für bestimmte Robotertypen oder in bestimmten Anwen­ dungsfällen ungeeignet sein. So wirken bei Robotern, die schnelle und/oder ruckartige Bewegungen ausführen, auf das Gestänge Flieh- oder Corioliskräfte, wodurch die Meßergebnisse verfälscht werden können. Bei sehr feingliedrig gestalteten Roboterarmen kommt ein Gestänge eventuell ebenfalls nicht in Betracht. Die in der US-Schrift beschriebene Vorrichtung weist ferner mit wenigstens drei Gelenken sowie zwei Meßpotentiometern eine relativ große Anzahl an verschleißbehafteten Komponenten auf.
Aus der DE-OS 25 08 968 ist ein Handhabungssystem für einen Roboter bekannt, welches mittels wenigstens eines Sensors die relative Lage des Roboterarmes zu einem Werkstück erfaßt, und aufgrund des Meßwer­ tes die Position des Roboterarms korrigiert. Eine derartige Vorrich­ tung hat den Nachteil, daß sie sich nur für bestimmte Arbeitsgänge eignet. Sie muß für andere Arbeitsgänge umgerüstet oder neu einge­ richtet werden.
Es sind ferner viele Anordnungen für Manipulatoren bekannt, zum Bei­ spiel aus der DE-OS 26 28 701, die der Ermittlung der durch das auf­ genommene Objekt auf die Greifwerkzeuge aufgehebten Kräfte dienen, wobei über Dehungsmeßelemente eine laufende Überwachung oder Steue­ rung in unterschiedlichen Achsrichtungen möglich ist. Eine Berech­ nung der Lageabweichung des Manipulators von einer Sollage aufgrund der Kräfte Meßwerte ist nicht vorgesehen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Korrektur von Lageabweichungen eines Roboterarmes anzugeben, welche flexibel anwendbar ist, einen geringen Verschleiß aufweist und ge­ naue Meßergebnisse liefert.
Die Vorrichtung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des Hauptan­ spruchs hat den Vorteil, daß sie an vielen Robotertypen und für viele Anwendungsfälle leicht angepaßt werden kann. Sie kann sowohl innerhalb eines Roboterarms als auch außerhalb angeordnet sein. Die Zahl der Verschleißteile ist herabgesetzt oder entfällt ganz. Auf­ grund einer verringerten Eigenmasse unterlegt sie nahezu keinerlei Flieh- oder Corioliskräften. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermög­ licht ferner mit nur geringem zusätzlichem Aufwand auch die Erfas­ sung von Lageabweichungen in horizontaler Richtung. Je nach Anwen­ dungsfall und/oder Konstruktion des Roboters kann dadurch insgesamt die Belastbarkeit, die Schnelligkeit und/oder die Arbeitsgenauigkeit erhöht werden, ohne die Stabilität des Roboterarmes vergrößern zu müssen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, es zeigt
Fig. 1 einen Industrieroboter mit stabil gelagertem Roboterarm,
Fig. 2 und Fig. 3 Roboterarme mit optomechanischen Meßeinrich­ tungen zur Erfassung von Lageabweichungen,
Fig. 4 und 4a eine Meßeinrichtung im Roboterarm mit einer Laserop­ tik,
Fig. 5 einen Industrieroboter mit Doppelarm,
Fig. 6 und 6a eine optische Meßeinrichtung für horizontale und ver­ tikale Abweichungen und
Fig. 7 Diagramm mit Kurven zur Steuerung eines Roboterarmes.
Industrieroboter lassen sich noch verhältnismäßig einfach - wie z. B. in Fig. 1 dargestellt - in ihren Grundachsen sehr stabil aufbauen, wobei beispielsweise die Führungssäule 1 durch eine obere Lagerung 2 in einem hintergreifenden bügelförmigen Gestell 3 in sehr stabiler Lage gehalten werden kann. Durch diese oder ähnliche stabile Bauformen wird es möglich die Halterung 4 für einen Roboterarm höhenverstell­ bar, horizontal und/oder vertikal verschwenkbar in einer Weise auszu­ bilden, daß bei schnellen Bewegungen, Belastungsänderungen usw. nur geringfügige Lagetoleranzen entstehen. Wollte man den Roboterarm 5 genau so stabil ausbilden, würde dies - vor allem wenn dieser weit ausgreifbar ausgelegt sein muß - eine wesentliche Erhöhung der Masse dieses Roboterarmes bewirken, die dann wiederum eine Verstärkung der Grundachsen erforderlich macht. Gleichzeitig würde, insbesondere bei großen Ausladungen des Roboterarmes große Drehmomente erforderlich werden, die auch aufgefangen werden müßten bzw. zu einer Herab­ setzung der Geschwindigkeit zwingen.
Erfindungsgemäß verzichtet man auf einen Teil der Stabilität des Roboterarmes 5 und läßt z. B. elastische Verbiegungen 6 des freien Endes 9 in vertikaler Richtung zu, die über die geforderten Tole­ ranzgrenzen hinausgehen, und gleicht die hierbei entstehenden Lage­ änderungen des Greifers 7 durch eine entsprechende Korrektur in der Z-Achse 8 oder durch Aufwärtsschwenken des Roboterarmes 5 aus. Während bei einem Aufwärtsschwenken auch die in gleicher Richtung liegende Greiferachse zumindest teilweise berichtigt wird, kann es z. B. bei einer Korrektur über die Z-Achse 8 sinnvoll sein, gleich­ zeitig auch die Schwenkachse des Greifers nach entsprechender Um­ formung oder Umrechnung des Korrektursignals zusätzlich zu korrigieren.
Der Aufbau der Meßeinrichtung für die Erzeugung eines der Lageab­ weichung entsprechenden Meßwertes hängt stark von der Konstruktion, insbesondere des Roboterarmes, der maximal zugelassenen Abweichung und der erforderlichen Korrekturgenauigkeit ab. Die Meßeinrichtung kann sowohl innerhalb z. B. im Innern eines rohrförmigen Roboterarmes, zwischen zwei parallel geführten, vorn miteinander verbundenen Arm­ gestängen oder auch außen entlang eines Roboterarmes angebracht werden.
In Fig. 2 ist am freien Ende 20 eines Roboterarmes 21 ein leichtes Gestänge 22 schwenkbar angelenkt, das sich nahezu über die gesamte Länge des Roboterarmes 21 erstreckt. Etwa in der Mitte des Gestänges 22 befindet sich ein zweiter Lagerpunkt 23. Dort ist das Gestänge gleichfalls schwenkbar im vorderem Teil einer Hülse 24 gehaltert, die fest mit dem stabil gelagerten Teil des Roboterarmes verbunden bzw. verklemmt ist. Das hintere, frei schwenkbare Ende 25 stellt einen Lagewertgeber 26 ein, der z. B. eine Vielzahl von Fotoelementen auf­ weist, die je nach Lage eines am Gestängenende 25 angebrachten Spie­ gels oder einer Fotodiode ein unterschiedliches Ausgangssignal abgeben.
Ein ähnliches Gestänge 30 kann auch gemäß Fig. 3 an den beiden Enden 31 und 32 an den jeweiligen Enden des Roboterarmes 33 schwenkbar an­ gelenkt sein. Etwa in der Mitte des Gestänges ist ein kleiner, leichter teilzylinderförmig gekrümmter Hohlspiegel 34 befestigt, der im Strahlen­ gang einer in Fig. 3a und b vergrößert dargestellten Lichtoptik liegt. Die Lichtoptik 35 besteht aus einer Lichtquelle 36 mit Reflektor 37 und Linse 38, welche die Lichtstrahlen gebündelt auf den Spiegel 34 wirft.
Der Spiegel 34 wirft die Lichtstrahlen auf einen Streifen 39, der eine Reihe, direkt aneinander angeordnete Fotosensoren 40 trägt. Die Lichtstrahlen fallen in Form einer schmal zusammengepreßten Ellipse, nahezu als schmaler waagrechter Lichtbalken auf die Foto­ sensoren 40 auf. Die Lichtoptik 35 und der Streifen 39 mit den Foto­ sensoren 40 sind fest im stabil gelagerten Teil des Roboterarmes angeordnet. Das Gestänge 30 ist seitlich in leichtem Bogen an der Lichtoptik vorbeigeführt und so - erforderlichenfalls außermittig - im Roboterarm angebracht, daß auch bei maximal zugelassener Verbie­ gung des Roboterarmes (die nach unten größer gewählt sein kann) das Gestänge 30 und der Spiegel 34 nirgendwo anschlägt. Wird der Roboter­ arm durch eine äußere Last herabgebogen, überträgt sich diese Bewe­ gung auch auf den Spiegel 34 und die Lichtstrahlen treffen nun auf einen weiter oben liegenden Bereich des Spiegels auf. Hierdurch wer­ den die Lichtstrahlen nach unten abgelenkt und der auf den Streifen 39 fallende Lichtbalken wandert nach unten aus.
In Fig. 4 ist anstelle der Lichtoptik eine Laseroptik 50 vorgesehen, die einen scharf gebündelten Laserstrahl 51 auf Fotosensoren 52 wirft die am freien Ende 53 des Roboterarmes 54 angebracht sind. Hierbei kann auf ein Meßgestänge vollständig verzichtet werden.
Bei diesen Ausführungsbeispielen wurde nur von Abweichungen in vertikaler Richtung ausgegangen. Abweichungen in horizontaler Rich­ tung führen im allgemeinen zu keinem Positionsfehler, jedoch können in beiden Richtungen Schwingungen auftreten, die z. B. ein zu grei­ fenden Gegenstand umwerfen, beschädigen oder zu Defekten am Greifer führen können. In einigen Fällen läßt sich durch eine entsprechende Konstruktion, z. B. mit zwei parallelen Armen 70 gemäß Fig. 5 Schwingun­ gen in horizontaler Richtung gering halten. Obwohl die Arme 70 hier­ bei schwächer ausgebildet werden können, benötigt dann der Arm einen breiteren Freiraum und insbesondere eine verwindungssteife vordere Verbindung 71 der beiden Arme, die einen zusätzlichen die Masse er­ höhenden Aufwand bedingen.
Dieser Aufwand kann verringert werden, wenn über eine zweite Meßein­ richtung auch die horizontalen Abweichungen erfaßt werden, oder die Meßeinrichtung derart ausgebildet ist, daß Abweichungen gleichzeitig in beiden Richtungen gemessen werden können. Dies kann z. B. durch einen entsprechend flächenhaft ausgebildeten Meßwertgeber bewirkt werden, wobei der Lagewertgeber 26 in Fig. 2 bzw. 52 in Fig. 4 eine wie in Fig. 4a dargestellte Fläche 55 aufweist, die mit einer Viel­ zahl einzelner Fotosensoren bestückt ist.
Die Fotosensoren können auch - wie in Fig. 6 und in einem vergrößertem Ausschnitt in Fig. 6a dargestellt - aus einzelnen schmalen, parallel verlaufenden Sensorstreifen 80 bestehen, die auf einer lichtdurch­ lässigen Trägerplatte 81 im Abstand nebeneinander aufgebracht sind. ünter der Trägerplatte 81 ist eine zweite Trägerplatte 82 mit in gleicher Weise aufgebrachten Sensorstreifen 83 angeordnet, die um ein Winkel von 90° verdreht ist. Wird nun der abtastende Lichtstrahl 84 derart gewählt, daß er größer ist als die Breite eines Sensorstreifens, so wird zumindest stets ein Sensorstreifen 83 zusammen mit einem Sensorstreifen 80 auf beiden Trägerplatten 81 und 82 von Lichstrahlen getroffen. Die beiden Trägerplatten 81, 82 können auf einem flachen, darunterliegenden Elektronikteil (nicht dargestellt) befestigt sein, das die Signale auswertet und als Digital- oder Analogwert über ein mehradriges Kabel 85, erforderlichenfalls zeitmultiplex getastet, der Steuerung zuführt.
In Fig. 7 ist der Verfahrweg Z über die Zeit t in einem Diagramm dar­ gestellt, wobei von einem Ausganspunkt 0 mit vorgegebener Geschwindig­ keit der Punkt Z1 angefahren werden soll. Wie z. B. bei bekannten nume­ rischen Steuerungen üblich, wird hierbei ein sich annähernd linear ändernder Sollwert 87 erzeugt, der zum Zeitpunkt t1 dem Endwert Z1 entspricht. Der vom Istwertgeber für diese Achse (Z) ermittelte Ist­ wert 88 hinkt dem Sollwert 87 jeweils um einen Betrag 89 hinterher, der als Stellgröße aus einer Soll-Ist-Wertvergleichsstufe für das auf­ zubringende Drehmoment des Servoantriebes dieser Achse (Z) dient.
Wird nun z. B. im Punkt 0 vom Greifer eine Last aufgenommen, so er­ gibt sich bei kleiner Bewegungsgeschwindigkeit durch eine Verbiegung des Roboterarmes eine Verfahrkurve 90, wobei das Ende des Roboterarmes nicht Z1 sondern einen darunterliegenden Punkt Z1′ erreicht. Wird die Abweichung 91 während des Verfahrweges erfindungsgemäß gemessen und als Korrekturwert 92 von der Steuerung ausgewertet, erfolgt ein Stillsetzen des Antriebs zum Zeitpunkt t2 erst dann, wenn das Armende des Roboters den Punkt Z1 erreicht hat. Wird nun jedoch mit größerer Geschwindigkeit der Roboterarm angehoben, wird dieser in Schwingungen 93 versetzt, die eine sich ständig ändernde Abweichung 94 bewirkt. In Weiterbildung der Erfindung wird nun diese Abweichung 94 ständig zusammen mit dem Betrag 89 aus der Soll-Ist-Wertvergleichsstufe in einer Größe dem Servoantrieb zugeführt, daß dieser die Schwingungen weitgehend ausgleicht. Hierbei bewirkt schon eine geringfügige Ab­ weichung 95 zusammen mit der Soll-Ist-Abweichung 96 eine vergrößerte Beschleunigung, jedoch wird, sobald ein Überschwingen erfolgt, die Geschwindigkeit durch die hierbei auftretende Richtungsänderung des Abweichungssignals 97 stark herabgesetzt. Bei richtiger Dimensionierung des Abweichungssignals, der Regelsteilheit, der Regelgeschwindikeit usw., kann hierdurch die Schwingung weitgehend unterdrückt werden. Mit ge­ ringem Aufwand an Einstellmitteln kann ein Schwingungsausgleich er­ folgen, der nur noch Restschwingungen 98 der Antriebsachse zuläßt während sich das freie Ende des Roboterarmes nahezu schwingungsfrei bewegt. Wird der Soll-Ist-Wert zu Null, bleibt das Abweichsignal weiter be­ stehen bis das Ausgangssignal aus der Soll-Ist-Wertvergleichsstufe einen entgegengesetzten Wert gleicher Größe aufweist und das zusammen­ gesetzte Signal zu Null wird. Hierdurch kann die Lageabweichung des Roboterarmendes auskorrigiert werden.
In gleicher Weise kann eine Schwingung des Roboterarmes in horizontaler Ebene gedämpft werden, wenn ein Meßwertgeber (wie z. B. in Fig. 6 dar­ gestellt) verwendet wird, der Abweichungen in der Horizontalen erfaßt. Je nach Aufbau der Steuerung und der Antriebsregelkreise kann es auch von Vorteil sein, getrennte, aus dem Abweichsignal abgebildete Signale einmal für die Korrektur der Lage des Roboterarmendes und ein zweites Signal zur Schwingungsdämpfung zu verwenden.
Das Abweichsignal bzw. bestimmte Gebersignal der Meßeinrichtung für die Abweichungen, können auch dazu verwendet werden, die Abweichungen - z. B. durch eine Verringerung der Verfahrgeschwindigkeit - zu begrenzen oder ein Stillsetzen bewirken, wenn eine Überlastung vorliegt. Hierzu können z. B. die Ausgangssignale der äußeren Streifen der Fotosensoren gemäß Fig. 6 dienen oder es wird das Signal anwählbarer, weiter innen liegender Streifen verwendet, die der maximalen Belastung entsprechen. Damit bei einem Überschwingen des Lichtpunktes 84 über den letzten Streifen hinaus keine Störung eintritt, kann bei fehlendem Gebersignal ein Sperrsignal für weitere Bewegungen an die Steuerung gegeben werden, oder falls ein derartiges Überschwingen zulässig ist, das Signal des letzten Streifens gespeichert am Ausgang des Gebers anliegen, bis der Lichtpunkt 84 diesen Streifen ein zweites Mal trifft oder durch Auf­ treffen auf den zweitletzten Streifen dieses Ausgangssignals gelöscht wird.
Je nach Konstruktion des Roboters kann es auch vorteilhaft sein in weiteren Grund- oder Armachsen gleichartige Korrektureinrich­ tungen vorzusehen, oder auch eine Torsionsverbiegung des Roboter­ armes zu erfassen, um diese über eine andere, insbesondere Greifer­ achse auszugleichen. So kann z. B. die hintere Lagerung 32 des Ge­ stänges 30 in Fig. 3 eine zusätzliche Drehlagerung erhalten und an diesem Gestängeende ein Drehwertgeber vorgesehen sein, der die Torsionsverbiegungen mißt.

Claims (11)

1. Industrieroboter mit einer Einrichtung zur Erhöhung der Arbeits­ geschwindigkeit und/oder Schnelligkeit, umfassend eine Meßeinrich­ tung zum Erfassen von durch das Einwirken des Eigengewichtes und an­ derer Kräfte hervorgerufenen Abweichungen des freien Endes eines Roboterarmes von der Soll-Lage, sowie mit einem der Meßeinrichtung zugeordneten Lageregelkreis, wobei Teile der Meßeinrichtung in der Teile auf andere Teile der Meßeinrichtung in Richtung zur Lagerung des Roboterarms derart einwirken, daß am Meßwertgeber ein direkt der Größe der Lageabweichung abhängiges Ausgangssignal anliegt, und dieses Ausgangssignal einer Korrekturstufe in dem der Meßeinrichtung zugeordneten Lageregelkreis zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageveränderung des freien Endes des Roboterarmes den Strah­ lengang einer optischen Einrichtung so verändert, daß je nach Größe und Richtung der Lageveränderung andere Teile eines Fotosensors (40, 52) im Strahlengang liegen.
2. Industrieroboter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Lageveränderung mechanisch auf einen gekrümmten Spiegel (34) übertragen wird, der im Strahlengang der optischen Einrichtung (35) liegt und die Krümmung des Spiegels (34) derart gewählt ist, daß mit einer Lageänderung des Spiegels (34) die zurückge­ worfenen Strahlen ihre Richtung ändern und gebündelt auf jeweils andere Fotosensoren (40) fallen.
3. Industrieroboter nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß ein, die beiden Enden des Roboterarmes verbindendes, in sich steifes Gestänge (30) vorzugsweise im Roboterarm (33) vorgesehen ist, das an den Enden schwenkbeweglich gelagert ist und in dem mitt­ leren Bereich einen Spiegel (34) trägt, der je nach Lage des Gestänges (30) Strahlen auf einzelne Sensoren (40) eines opti­ schen Lagewertgebers zurückwirft und der optische Lagewert­ geber und die dazugehörige Strahlenquelle (36) am gehalterten Teil des Roboterarmes befestigt ist.
4. Industrieroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Lageabweichung (6) abhängige Ausgangssignal zusätzlich einer weiteren Korrekturstufe im Lageregelkreis einer anderen Achse, insbesondere einer Handachse zur Korrektur des, durch ein Durchbiegen des Roboterarmes hervorgerufenen Winkelfehlers, zugeführt ist.
5. Industrieroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturstufe dem Lageregelkreis während der Bewegung des Roboterarmes Korrektursignale (95, 96) zuführt, die sowohl die Lageabweichung des freien Endes des Roboterarmes korrigieren, wie auch einem Schwingen insbe­ sondere einem Oberschwingen des Roboterarmes entgegenwirken.
6. Industrieroboter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lageregelkreis mit einer Soll-Ist-Wertvergleichsstufe vor­ gesehen ist, dessen Ausgangsspannung das Drehmoment des An­ triebes bestimmt und dieser Ausgangsspannung eine Korrektur­ spannung aus der Korrekturstufe in einer Weise überlagert ist, daß die Summenspannung erst zu Null wird, wenn durch eine ent­ sprechend entgegengerichtete Ausgangsspannung aus der Soll- Ist-Wertvergleichstufe die Korrekturspannung kompensiert ist und die Korrekturspannung derart gewählt ist, daß dies dann erfolgt, wenn das freie Ende des Roboterarmes die korrigierte Endstellung eingenommen hat.
7. Industrieroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßwertgeber (55, 83, 84) Lageabweichungen sowohl in der Vertikalen wie auch Horizontalen erfaßt oder für beide Richtungen getrennte Meßwertgeber vorgesehen sind.
8. Industrieroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge­ kennzeichnet, daß gleichartige Meßeinrichtungen in oder an anderen Führungsgliedern zur Lagerung und/oder Führung der Halterung des Roboterarmes - vorgesehen sind.
9. Industrieroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge­ kennzeichnet, daß über den Meßwertgeber oder einen zusätzlichen Meßwertgeber Torsionsabweichungen erfaßt werden.
10. Industrieroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ausgangssignal für eine extreme Lageab­ weichung so lange gespeichert bleibt, bis ein Signal für eine nicht so große Abweichung anliegt.
11. Industrieroboter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Extremwertsignal zusätzlich weiteren Steuerstufen zur Verringe­ rung der Armgeschwindigkeit oder Notabschaltung zugeführt ist.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0139781B1 (de) * 1983-10-28 1987-07-22 Fürstlich Hohenzollernsche Hüttenverwaltung Laucherthal Handhabungsgerät
WO1986000557A1 (en) * 1984-07-13 1986-01-30 American Telephone & Telegraph Company Article handling arrangement
GB2164017B (en) * 1984-09-07 1987-09-03 Fairey Eng Manipulator with laser beam mirrors
RU2185953C1 (ru) * 2001-02-02 2002-07-27 Акционерное общество "АвтоВАЗ" Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота
RU2252862C1 (ru) * 2003-09-15 2005-05-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (ОАО "АВТОВАЗ") Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота
RU2450308C2 (ru) * 2010-02-24 2012-05-10 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" Способ управления подвижным объектом и устройство для его реализации
RU2466858C1 (ru) * 2011-06-01 2012-11-20 Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации Способ контроля точности контурных перемещений промышленных роботов
RU2472612C1 (ru) * 2011-06-01 2013-01-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота
RU2531864C1 (ru) * 2013-06-14 2014-10-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) Устройство управления подвижным объектом
JP6564425B2 (ja) 2017-07-04 2019-08-21 ファナック株式会社 ロボットシステム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2082173A5 (de) * 1970-03-05 1971-12-10 Bas Rhone Languedoc Amen
US4119212A (en) * 1977-07-18 1978-10-10 Western Electric Company, Inc. Monitoring the location of a robot hand

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DE3207698A1 (de) 1983-09-08

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