DE3216428A1

DE3216428A1 - Einrichtung zur kontrolle der bewegung des arbeitsarmes von handhabungsgeraeten

Info

Publication number: DE3216428A1
Application number: DE19823216428
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(grad.) 1000 Berlin Wingerter
Original assignee: KLUESSENDORF HEINRICH H GmbH
Current assignee: KLUESSENDORF HEINRICH H GmbH
Priority date: 1982-05-03
Filing date: 1982-05-03
Publication date: 1983-11-03

Description

Einrichtung zur Kontrolle der Bewegung des Arbeits-
armes von Handhabungsgeräten Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kontrolle der StörobJekte aufweisenden Bewegungsbahnen eines Arbeitsarmes von motorisch angetriebenen Handhabungsgeräten.
Unter motorisch angetriebenen Handhabungsgeräten sind im Sinne der Erfindung Industrieroboter Jeder Art und zwar sowohl manuell wie programmiert gesteuerte zu verstehen unter "motorisch angetrieben" fallen reine elektromotorische wie pneumatische oder hydraulische Antriebe.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche Handhabungsgeräte, die schwerere Lasten bewältigen müssen, weil es bei diesen besonders wichtig ist, daß diese Lasten nicht gegen Hindernisse stoßen. Besonders wichtig ist eine Überwachung oder Kontrolle bei den Handhabungsgeräten, die mit unterschiedlichen Programmen arbeiten müssen, also beispielsweise einmal vier Stationen bedienen müssen, bei einem anderen Programm eine dieser Stationen auszulassen, also zu umfahren haben.
Hierbei kann es nämlich vorkommen, daß in die Steuerung ein falsches Programm eingegeben oder das Auswechseln eines Programms vergessen wird. Stößt dann eine Last von Tonnen gegen eine dieser Stationen, können Unfälle mit nicht abschätzbaren Folgen eintreten. Dies mit absoluter Sicherheit zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß für jede Bewegungsbahn bzw. der vorgesehenen oder relevanten Bewegungsrichtungen des Arbeitsarmes eines Handhabungsgerätes mindestens auf die Lage der Störobjekte einstellbare Schaltmittel vorgesehen sind, die mittelbar oder unmittelbar durch den Arbeitsarm betätigbar sind und den Schaltkreis des Antriebsmotors des Arbeitsarms in der Art beeinflussen, daß dieser bei Annäherung an ein Störobjekt stillgesetzt wird.
Störobjekte sind im wesentlichen Arbeitsstationen, denen das Handhabungsgerät zugeordnet ist und die von ihm nicht bei Jedem Programm bedient werden müssen.
Die Schaltmittel sollen nach einem weiteren Merkmal der Erfindung so ausgebildet und angeordnet sein, daß sie mindestens auf die Lage -vorzugsweise auch auf die Ausbildung- der StörobJekte eingestellt sind, also deren Abstand vom Boden und von der Schwenkachse des Arbeitsarms des Handhabungsgerätes und letztlich auch die Länge der Bewegungsbahn bis zum Störobjekt erfassen und dann den Antrieb des Arbeitsarms abschalten, wenn der Arbeitsarm eine Bewegung ausführt, die nicht in seinem Steuerungsablauf vorgesehen ist.
Danach ist erkennbar, daß das Handhabungsgerät nach dem Gegenstand der Erfindung doppelt programmiert wird: Die eine Programmierung, die den Bewegungsablauf des Arbeitsarms bestimmt, kann wechseln, die andere, bei allen Programmen mit feststehenden aber wechselnd im Einsatz befindlichen Arbeitsplätzen gleichbleibende und alle Arbeitsplätze berücksichtigende, hat nur die Aufgabe, bei eventuell falscher Programmierung zu verhindern, daß der Arbeitsarm oder das zu transportierende Gut gegen ein Hindernis stößt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die 3chaltmittel ferner so ausgelegt und angeordnet, daß sie -in der Jeweiligen Bewegungsrichtung des Arbeitsarmes gesehen- erst nach Erreichen des in der programmierten Steuerung vorgesehenen Umlenkungspunktes vor einem Störobjekt reagieren, bei richtiger Programmierung also gar nicht zum Einsatz kommen können.
Diese und die weiteren, in den Ansprüchen niedergelegten Merkmale und deren Äquivalente werden als Gegenstand der Erfindung betrachtet.
Die in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung näher erläutern; es zeigen: Fig. 1 ein Bewegungsschema eines Arbeitsarmes eines Handhabungsgerätes mit drei Arbeitsstationen, Fig. 2 einen zylinderförmigen Schaltkörper für Schwenkbewegungen, Fig. 3 einen schienenartigen Schaltkörper für Linearbewegungen und Fig. 4 ein Schaltschema.
Im Bewegungsschema der Fig. 1 bedeuten 3, 30, 300 und 31 Arbeitsstationen des Arbeitsarmes 2 eines stationären Handhabungsgerätes, der um die Achse 6 schwenkbar ist und einen zylindrischen Schaltkörper 1 aufweist, der mit ihm unverdrehbar verbunden ist.
Der Arbeitsarm, der an Jeder einprogrammierten Arbeitsstation eine Last entweder aufnimmt oder absetzt, kann im Programm I alle Stationen 3, 30, 300 und 31 beschicken, in einem Programm II aber nur die Stationen 3, 300 und 31, so daß in diesem Programm II die Arbeitsstation 30 ein StörobJekt darstellt, das umgangen werden muß. In beiden, das heißt, allen Programmen ist die Einstellung der Schaltmittel dieselbe, sie werden nur eingestellt, wenn die Arbeitsstationen eingerichtet werden. Die Arbeitsstationen 3, 30, 31 werden durch Schwenken des Arbeitsarms 2 um die Achse 6 erreicht; um die Arbeitsstation 300 beschicken zu können, kommt zur Schwenkbewegung des Arbeitsarms 2 noch eine Linearbewegung hinzu.
Da Handhabungsgeräte vor allem aber Industrieroboter mehrere Achsen 6 aufweisen, um welche der Arbeitsarm verschwenkt werden kann, ist für Jede Achse ein Schaltkörper 1 vorgesehen. Die Summe der Bewegungen dieser Achsenbewegungen ergibt dann die Lage des Störkörpers.
Die Schaltkörper 1 sind zylindrisch ausgebildet, wie es in Fig. 2 angedeutet ist. Sie weisen so viele ringförmige Nuten 10 bis 13 auf,wie Störkörper, das heißt, Arbeitsstationen und andere Hindernisse vorhanden sind.
In diesen Nuten sind als Nocken ausgebildete Anschläge 100, 110, 120 verschieb- und feststellbar angeordnet, damit sie auf die Lage der einzelnen Störobjekte eingestellt werden können. Die Feststellung dieser Anschläge erfolgt vorzugsweise durch Festklemmen.
Der Schaltkörper 4 ist als lineare Schiene ausgebildet, mit welcher die Linearbewegung des Arbeitsarmes 2 kontrolliert werden kann. Auch diese Schiene weist Nuten 40, 41, 42 und Anschläge 400, 410, 420 auf, für die die Erläuterungen zum Schaltkörper 1 gelten.
Das Schaltschema zeigt den Energiekreis 5 des Antriebes für die Bewegung des Arbeitsarmes bzw. lubgerätes: mit den Schaltern 51, 52 und 53 für drei StörobJekte.
Die Funktion der Kontrolleinrichtung ist folgende.
Bei Einrichtung eines Arbeitsplatzes für ein Handhabungsgerät wird dieses so stationiert, daß es alle Arbeitsstationen auf kürzestem Weg erreicht. Diese Arbeitsstationen werden entsprechend ihrer Relevanz festgelegt und montiert. Danach werden alle diese Arbeitsstationen so auf den Schaltkörpern 1, 4 durch Verstellen der Anschläge 10 ff und 40 ff programmiert, daß der jeweils zuständige Schalter des Kreises 5 geöffnet wird, wenn einer der Anschläge der Schaltkörper 1, 4 an einen Gegenanschlag stößt, wonach der Energiekreis des Antriebmotors unterbrochen wird0 Die Eingabe der Stellung der einzelnen Anschläge 100 ff, 400 ff ist unterschiedlich. Wenn das Handhabungsgerät nur in einer Richtung arbeitet, also nur in der Richtung von A nach B und zurück einen Weg geführt wird, in dem keine Störobjekte vorhanden sind, genügt die Festlegung der Jeweils linken Kante der Störobjekte 3, 30, 300 oder 31. Arbeitet das Handhabungsgerät aber auch in der Richtung B nach A und in Richtung von der Arbeitsstation 30 nach 300 und zurück dann muß auch die Lage der Jeweils rechten Kante der Störobjekte 3, 30, 300 und 31 oder die gesamte Projektion dieser Objekte in die Schaltkörper 1 und 4 eingegeben werden.
Anstatt die Schaltungen 1, 4 mit den Bewegungen des Arbeitsarmes zu koppeln und den Gegenanschlag ortsfest anzuordnen, können auch die Schaltkörper 1, 4 ortsfest und die Gegenanschläge beweglich angeordnet werden.
Bezugszeichen 1 Schaltkörper für Rotationsbewegungen 10 bis 13 ringförmige Nuten 100, 110, 120 Anschläge 2 Arbeitsarm 3, 30, 31, 300 Arbeitsstationen 4 Schaltkörper für Linearbewegungen 40 bis 42 Nuten 400, 410, 420 Anschläge 5 Energiekreis 51 bis 53 Schalter L e e r s e i t e

Claims

Pat entansprüche X Einrichtung zur Kontrolle der Störobjekte aufweisenden Bewegungsbahnen des Arbeitsarmes eines motorisch angetriebenen Handhabungsgerätes, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der vorgesehenen Bewegungsbahnen bzw. -richtungen des Arbeitsarmes (2) mindestens auf die Lage der Störobjekte (3, 30, 300, 31) einstellbare Schaltmittel (1, 4, 5) vorgesehen sind, die mittelbar oder unmittelbar durch den Arbeitsarm (2) betätigbar sind und im Schaltkreis des Antriebsmotors liegen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (1, 4, 5) so ausgelegt sind, daß die Höhe, der Radius vom Schwenkpunkt des Arbeitsarmes zum StUrobJekt und der Kreisbogen vom Ausgangspunkt der Bewegungsbahn bis zum Störobjekt in wenigstens einer Richtung eingegeben sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (1, 4, 5) so ausgelegt sind, daß sie -in Bewegungsrichtung des Arbeitsarmes (2) gesehen- unmittelbar nach dem in der Steuerung programmierten Umlenkungspunkt: des Arbeitsarmes (2) wirksam werden.
4. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (1, 4) aus auf einem Schaltkörper (1, 4) vorgesehenen Anschlägen (100, 110, 120 bzw. 400, 410, 420) und dem Arbeitsarm (2) oder einem Teil von ihm bestehen, und daß für Jedes dieser Schaltmittel (1, 4) einer der Schalter (5) vorgesehen ist0
5. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Achse (6) des Handhabungsgerätes, um welche dessen Arbeitsarm (2) schwenkbar ist, ein zylinderförmiger Schaltkörper (1) unverdrehbar verbunden ist, welcher Anschläge (100, 110, 120) für einen ortsfesten Gegenanschlag an der Stelle aufweist, die der Stellung des Arbeitsarmes (2) vor einem Störpunkt (3, 30, 31) entspricht.
6. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für Linearbewegung des Arbeitsarmes (2) ein schienenartiger Kontrollkörper (4) vorgesehen ist, welcher Anschläge (400, 410, 420) für einen ortsfesten Gegenanschlag an der Stelle aufweist, die der Stellung des Arbeitsarmes (2) vor einem Störob-Senkt (3, 30, 300, 31) entspricht.
7. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (100, 110, 120g 400, 410, 420) aus Nocken bestehen, die auf den Schaltkörpern (1, 4) ver- und feststellbar sind.
8. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (100, 110, 120; 400, 410, 420) in Nuten (10, 11, 12 bzw. 40, 41, 42) verschieb- und in diesen festklemmbar sind.
9. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kontrollkörper (1, 4) alle dem Handhabungsgerät zugeordnete Arbeitsstationen als Störobjekte eingegeben sind.