DE3217967A1

DE3217967A1 - Industrielles produktionssystem mit einer vielzahl von betaetigungsarmen

Info

Publication number: DE3217967A1
Application number: DE19823217967
Authority: DE
Inventors: Francesco 10024 Moncalieri Dogliani; Bruno 10138 Torino Foltz; Giorgio Minucciani
Original assignee: DEA Digital Electronic Automation SpA
Current assignee: DEA Digital Electronic Automation SpA
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1982-12-09
Also published as: GB2098578A; FR2505718A1; JPS57194843A; IT1144708B; GB2098578B; IT8167648A0

Description

D.E'.A. DIGITAL ELECTRONIC AUTOMATION S.p.A. Corso Torino, 7o

I-I0024 Moncalieiri Italien

industrielles Produktionssystem mit. einer Vielzahl von Betätigungsarmen

Die Erfindung betrifft ein industrielles Produktionssystem (Verarbeitung und/oder Zusammenbau) , das durch.eine Vielzahl von Betätigunysarmen (Robots) bedient und durch ein Computersystem gesteuert wird, insbesondere durch ein verteiltes hierarchisches intelligentes Mini- und Mikroprozessorsystem.

. Es ist bekannt, daß man bei Industrieproduktionssystemen versucht, die maximal mögliche Automation mit einer Integration von verschiedenen Funktionen (wirkliches Arbeiten, Transport von /Jerkstücken und von Werkzeugen, Meßüberwachung usw.) unter der Steuerung durch ein Prozessorsystem, häufig ein solches vom verteilten Typ, zu erhalten. Existierende automatisch arbeitende Montagesysteme sind im allgemeinen vom starren Typ, d.h. daß sie in der Lage sind, die notwendigen Arbeiten nur bei solchen Klassen von Objekten vorzunehmen, die nur geringfügig voneinander differieren. Die überwiegende Anzahl derartiger Anordnungen sind das Ergebnis von spezifischen Gestaltungen; dies führt natürlicherweise zu einem hohen Grad an Investition, so daß die Anwendung solcher Systeme bisher nur auf solche Situationen beschränkt

war, die relativ lange Produktions laufe .verlangten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Industrieproduktionssystem zu schaffen, daß durch eine Vielzahl von Betätigungsarmen bedient wird, die oben angegebenen Nachteile überwindet und bestimmte Eigenschaften in bezug auf Flexibilität, Modularität und Anpassungsfähigkeit aufweist, so daß es leicht und' schnell an verschiedene Produktionen mit verschiedenen Kombinationen von Operationseinheiten und für verschiedene Produktionsvolumina angepaßt werden kann.
Diese Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in' den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. ·

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kombinatioi von zwei Betätigungsarmen, die durch ein Computersystom gesteuert werden, um ein industrielles Produktionssystem gemäß der Erfindung zu bilden, Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm des Computersystems zum Steuern der Betätigungsarme von Fig. 1, ". ·

Fig. 3 ist eine diagrammartige Darstellung von verschiedenen Konfigurationen von industriellen Produktionssystemen gemäß der Erfindung, Fig. 4 ist eine schematische Ansicht einer. Montagelinie

mit einem System gemäß der Erfindung, Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Produktes, das in der Montagelinie von Fig. 4 zusammengesetzt wird.

Fig. 1 zeigt eine Werkbank 7 zum Tragen von Werkzeugen und Werkstücken, die zu bearbeiten sind, wobei die Werkbank 7 auf einer Seite ein gemeinsames Element 6 zum verschiebbaren Aufnehmen von zwei Betätigungsarmen 2 aufweist. Jeder Betätigungsarm 2 trägt ein Greiferende oder einen Kopf 3 mit zwei

relativ zueinander beweglichen Backen 1oo. Jeder Arm 2 umfaßt einen Schlitten 4, der eine einzelne vertikale Säule 5 aufnimmt, wobei der Schlitten 4 längs der Achse des Trägerelementes 6 verschiebbar ist. Die Säule 5 ist längs ihrer eigenen Achse verstellbar und trägt an ihrem oberen Ende einen Schlitten 8, der als Trägerelement und Führung für einen einzelnen horizontalen Ausleger 9 dient, der den Kopf 3 trägt. Der Kopf 3 kann mit Hilfe der Schlitten 4 und 8 längs drei Richtungen (x, y, z) eines Satzes von drei orthogonalen kartesischen Achsen parallel zur Achse des Trägerelementes 6, zur Achse des horizontalen Auslegers 9 bzw. zur Achse der vertikalen Säule 5 verstellt werden. Zwischen dem Ausleger 9 und ·. dem Kopf 3 des Armes 2 können drei weitere motorisierte Dreheinheiten (nicht dargestellt) zum Drehen des Kopfes 3 um drei Rotationsrichtungen R.,, R- und R,, d.h. um die Achsen x, y und ζ angeordnet sein, wobei nur zwei hiervon üblicherweise gleichzeitig montiert sind, um den Arm 2 bis zur maximalen ins Auge gefaßten Konfiguration von fünf Freiheitsgraden (drei lineare und zwei Drehfreiheitsgrade) zu bringen.

. Das Trägerelement 6 besteht aus einer Schiene mit vertikal montiertem I-Querschnitt und ist an einer Platte 1o befestigt, die mit der Werkbank 7 über einen Distanzblock 11 angebracht ist.

An einer Seite des Trägerelements 6 ist eine Zahnstange 13 befestigt, die mit einem Ritzel kämmt, das von der Antriebswelle einer Motoreinheit 15 angetrieben wird, die an dem Schlitten 4 befestigt ist, um so den Schlitten 4 längs des Trägerelemertes 6 zu bewegen. Die Motoreinheit 15 umfaßt einen Gleichstrommotor mit eingebautem Tachogenerator. Die Motorwelle ist mit dem Ritzel über ein Untersetzungsgetriebe 18 vom Schneckengetriebetyp gekuppelt. Die Erfassung der Position des Schlittens 4 längs des Trägerelements 6 wird durch einen schrittweise arbeitenden optischen "Kodierer" mit bekannten Bezugseinschnitten bewirkt, wobei der Kodierer direkt mit dem Motor unter Verwendung der Welle verbunden ist,

- φ - e

die sich hindurcherstreckt, sowohl für den Antrieb als auch für die Zentrierung. Der Schlitten 4 bildet ferner .eine Führung, für die vertikale Säule 5, längs deren einer Seite eine Zahnstange 22 befestigt ist, die im Eingriff mit einem Ritzel einer Motoreinheit 24 ähnlich der Motoreinheit 13 steht, die am Schlitten 4 befestigt ist.

Längs einer Seite des horizontalen Auslegers 9 ist
eine Zahnstange 25 angeordnet, die in Eingriff mit einem Abtriebsritzel einer Motoreinheit 27 ähnlich der Motoreinheit 15 steht, wobei die Motoreinheit 2 7 am Schlitten 8 befestigt ist.

■Die beiden Arme 2 sind mit einem Computersystem 1
verbunden, an das ferner ein Handsteuerkasten 3o zum Steuern der Bewegung des Kopfes 3 sowie ein Videotastenfeld 31 verbunden ist. Das Computersystem besitzt ferner ein Steuerfeld 32. Der Computer 1 ist mit den Armen 2 über Verbindungskabel 33 verbunden, die nur teilweise dargestellt sind.

Die elektrischen Verbindungen zu den verschiedenen
Motoreinheiten 15, 24, 27 und zu den anderen Komponenten des Arms erfolgt mittels Flachleiterkabel 35.

Der Schlitten 4 besteht zweckmäßigerweise aus Aluminiumguß und ist mit dem Abschnitt, der die vertikale Säule 5 längs der x-Achse führt, einstückig ausgebildet. Der Schlitten 4 ist seitlich von dem Trägerelement 6 angeordnet und trägt zwei

Paare von Stützrollen 4o, deren horizontale Achse ober- bzw. unterhalb des Trägerelements 6 angeordnet sind, sowie vier
Paare von Führungsrollen 41, die mit ihren Achsen vertikal
beiderseits des Trägerelements 6 an der Ober- und Unterseite hiervon angreifen.

Die vertikale Säule 5 zur Steuerung des Kopfes 3 längs der z-Achse. erstreckt sich durch den Schlitten 4, der als
Abstützung und Führung für die Säule 5 dient. Die Säule 5
besteht aus einem Stahlrohr mit Rechteckquerschnitt.

Der Schlitten 4 trägt nämlich an seiner Ober- und Unterseite zwei Sätze von vier Rollen 45, die senkrecht bezüglich

der Oberflächen dor Säule 5 und in Paaren nahe den gegenüberliegenden Ecken hiervon angeordnet sind. Innerhalb' der Säule 5 ist ein einzelner Ausgleichszylinder angeordnet (bekannter Bauart und nicht dargestellt), um die Entwicklung von exzessiv hohen Störmomenten auf die Motoreinheit 24 zu vermeiden. Der Schaft des AusgleichsZylinders 2 ist an der Oberseite innen in der Säule 5 befestigt/ während der' Zylinderkörper am Inneren des Kanals-52 nahe der Unterseite des Schlittens 4 befestigt ist. Außerdem befinden sich in der Säule 5 die Kabel und Rohr-Zuleitungen für die Bewegung längs der y-Achse und für die weiteren Komponenten des Betätigungsarms 2. Der Schlitten 8, der an der Oberseite der Säule 5 befestigt ist, dient als Support und Führung für den horizontalen Ausleger 9, der sich längs der y-Achse bewegt. Der Schlitten 8 besteht ebenfalls aus Aluminiumguß und der Ausleger 9 aus einem Stahlrohr mit Rechteckquerschnitt. Der Schlitten 8 trägt ferner an seiner Oberseite und Unterseite nahe den gegenüberliegenden Ecken des Auslegers 9 zwei Sätze von vier Rollen 55, die senkrecht bezüglich der Oberflächen des Auslegers 9 angeordnet sind. Ein standardisierter Flansch 58 ist am Ende des Auslegers 9 für die (nicht· im einzelnen dargestellte) Montage von entsprechenden Greifelementen, Kraftsensoren und Antriebseinheiten zum Steuern einer oder mehrerer Drehbewegungen R₁ , R₂ und R-, vorgesehen. Um die Drehungen R., , R₂ und R₃ zu erhalten, ist im hinteren Abschnitt der horizontalen Säule 9 ein Kasten be-• festigt, der eine Motoreinheit mit einem Gleichstrommotor und einem schrittweise arbeitenden optischen Kodierer enthält, der auf die Motorwelle aufgekeilt ist. Dieser Motor treibt ein Untersetzungsgetriebe vom harmonischen Antriebstyp an, das seinerseits ein erstes gezahntes Rad antreibt, daß mit einem zweiten gezahnten Rad in Eingriff steht, das an einer Hülse befestigt ist, die innerhalb des Auslegers 9 verläuft und sich an einem Ende als Anschlußflansch herauserstreckt, der daher derDrehung R^ unterworfen'wird. Ein Tigerradgetriebe kann mit dieser Hülse verbunden sein und einen Anschlußflansch

tragen, der der Drehung R-, unterworfen wird, oder ein derartiges Kegelrad kann an einer beweglichen Gabel befestigt sein, die der Rotation R2 unterworfen wird. Die Drehungen R2 und R3 können alternativ durch getrennte Antriebseinheiten erhalten werden, die in Kästen enthalten sind, die an den Flansch 58 am vorderen Ende des horizontalen Auslegers 9 anbringbar sind.

Zwischen dem F.lansch 5 8 und dem Kopf 3 kann ein Kraftsensor vorgesehen sein, der (mit Hilfe von induktiven Einrichtungen) die Kräfte längs der x- und z-Achse mischt, die auf den Kopf 3 in bezug auf das Trägerelement 6 ausgeübt werden, und ein Paar von Platten aufweisen, die relativ gegen die Wirkung von elastischen zentrierten Kräften beweglich sind, die durch kalibrierte Federn ausgeübt werden.

Der Arm 2 wir d nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben, da er Gegenstand der prioritätsgleichen deutschen

Anmeldung P (italienische Anmeldimg 67647-A/81

der gleichen Anmeldcrin) ist, auf die verwiesen wird.

Gemäß Fig. 2 umfaßt das Computersystem 1 für die Steuerung des Gesamtsystems einen ersten Zentralrechner 2oo für den Dialog mit den Armen 2 über das Steuerfeld.32, das Videotastenfeld 31 und einen Block 2o1 für die Handsteuerung von Hilfsgeräten.2o2 (beispielsweise für die Betätigung von Stationen oder Einrichtungen für die Zuführung von Werkstücken zu der Einheit). Der Zentralcomputer 2oo ist ausgerüstet für die Interpretation von Programmen, die durch Verbindung mit einem Speicherblock 2o3 eingespeist werden, und zur Führung einer externen¹ Ausrüstung 2o2 mit Hilfe von Eingangs- und Ausgangsteilen zum Empfang von Informationen von Sensoren auf dem Betätigungsarm 2 und zur generellen überwachung durch die mögliehe Verbindung mit einem weiteren Rechner 2oo. Ein zweiter Rechner 21o für Spezialzwecke zum Steuern und überwachen der Bewegungen längs jeder individuellen Linear- und Drehachse der Arme 2 (mit einer Begrenzung auf 16 Achsen.) unter der überwachung des Zentralcomputers 2oo mit Hilfe einer On-line-Verbindung mit dem letzteren ist vorgesehen. Der Rechner 21o

ist mit dem Kasten 3o für die manuelle Steuerung der Betätigungsarme 2 verbunden. Der Zcntralrechner 2oo umfaßt einen Mikroprozessor, beispielsweise einen LSI 11/2 und der Rechner 21o umfaßt einen Mikroprozessor, beispielsweise vom Typ INTEL 8080.

Das Steuerfeld 32 umfaßt drei getrennte Abschnitte:

a) einen Leistungsabschnitt mit Druckknöpfen mit eingebauten Warnlampen zum Einschalten des Computersystems 1, Druckknöpfen zum Abschalten und Notdruckknöpfe für die Sperrung des Systems, während es eingeschaltet ist,

b) einen Zyklusabschnitt mit Druckknöpfen für Start und Stop des Betriebszyklus, zur Fortsetzung des Zyklus in Stufen, zum Stoppen des Arms 2 nach Beendigung des Arbeitszyklus und zum Nullsetzen der Position des Arms 2,

c) einen Selektorabschnitt zur Auswahl des Betriebs unter der Kontrolle des Rechners 1, zur Ansteuerung des Arms 2 unter Verwendung des Kastens 3o und zum Ändern der Arbeitsgeschwindigkeit des Arms 2.

Das Steuergehäuse 3o umfaßt die folgenden Hauptelernente:

' - einen Hebel für die Bewegung des Arms 2 längs der x- und y-Achse,

- einen Hebel für die Bewegung des Arms 2. längs der z-Achse und- zum Steuern einer der verfügbaren Drehbewegungen

■ (R-, R₂ , Ro) in Abhängigkeit von der Position eines Drehwählschalters mit drei Positionen,

- einen Druckknopf für die Datengewinnung mit eingebauter Warnlampe,

- einen akustischen Anzeiger,

- einen Dreipositionsdrehselektorschalter, der in seiner linken Position, verdreht im Gegenuhrzeigersinn, die Bewegung längs der z-Achse, in seiner mittleren Position-, die erste Drehung,in seiner rechten Position, gedreht im Uhrzeigersinn, die zweite Drehung ermöglicht.

In Fig. 4 ist eine Montagelinie für eine Komponente 3oo (dargestellte in Fig. 5) dargestellt, die aus zwei Armen 2 be-

steht, die seitlich zu einer Werkbank 7 in der Anordnung von Fig. 1 montiert sind. Die Komponente 3oo ist ein Plattenventil für einen Kompressor und besteht aus einer Eingangsventilklappe 3o1, einer Ventilklappe 3o2 , einer Ausgangsventilklappe 3o3, einem Anschluß 3o4 für die Ventilklappe 3o3, einer Dichtung 3o5, einem Ventilkörper 3o6 und vier Schrauben 3o7.

Gemäß Fig. 4 sind in einer Station 31o die Eingangsventilklappen 3o3 in einem vertikalen Magazin ausgerichtet gestapelt. Sie werden individuell durch eine pneumatisch gesteuerte Einrichtung entnommen und in einer vorbestimmten Orientierung in einem vorderen Bereich der Station 31o befördert. In einer benachbarten Station 311 sind die Anschläge

304 ähnlich in einem vertikalen Magazin gestapelt und werden individuell in der gleichen Weise entnommen. In der folgenden Station 312 überführen und positionieren zwei Kanäle zwei Nieten aus einem Behälter zu einer Nietmaschine, die durch ein Magnetventil betätigt wird, das von dem Computersystem 1 gesteuert, wird. In einer benachbarten Station 313 fördert ein Schlitten Platten 3o2 aus einem vertikalen Magazin in einen vorderen Bereich zur Abnahme. I^ine folgende Station 314 arbeitet ähnlich und liefert die Ventilkörper 3o6. Die Dichtungen

305 und die Ventilplatton JoI sind in parallelen Stationen 316 bzw. 317 gestapelt. In einer Station 318 überführt eine Vierwegezuführeinrichtung vier Schrauben 3o7 gleichzeitig zu.

einer pneumatischen Einrichtung, die die Schraubarbeit für die Komponente 3oo ausführt.

Die beiden Arme 2 wirken in einem vorderen Bereich 320 der Station 314 zusammen und verführen in den.anderen Stationen unabhängige Arbeiten. Der linke Arm 2 nimmt die Platte 302 von der Station 313 auf und positioniert sie exakt auf den Nieten in der Station 312. Dann nimmt er eine Ventilklappe 303 von der Station 310 und positioniert sie exakt auf der Platte 302 in Station 312 und anschließend nimmt er einen Anschlag 304 von der Station 311 und deponiert ihn auf der Ventilklappe 3O3 und der Platte.302. Zur gleichen Zeit nimmt der rechte Arm 2. eine Dichtung

305 durch Saugwirkung aus der Station 316 und positioniert sie auf dem Körper 306, der im Bereich 320 der Station 31-4 angeordnet ist. An dieser Stelle wird die Nietmaschine in der Station 312 betätigt, danach nimmt der linke Arm 2 die vollständige Einheit von der Station 312, dreht sie um 180° und positioniert sie dann auf der Dichtung 305 und auf dem Körper 306 in der Station 320. Dann nimmt der rechte Arm 2 eine Ventilplatte 301 durch Saugwirkung von der Station 317 auf und positioniert sie auf der vervollständigten Einheit in der Station 320. An dieser Stelle greift die Zange des rechten Arms 2 kombiniert mit der Saugwirkung die vervollständigte Einheit und positioniert sie auf den vier Schrauben 307 in der Station 318.

Dann wird das Verschrauben vorgenommen und die zusammengesetzte Komponente 300 auf einem Förderer 325 abgelegt.

Die Konfiyurationcn dos erfindungsgemäßen Produktionssystems können stark voneinander wohl in der Anzahl der Arme 2 als auch in der Form jedes Arms durch die An-oder Abwesenheit von Rotationsachsen, oder durch Anzahl und Arten der verwendeten Sensoren (Kraftsensoren am Kopf 3, Positionssensoren an den Zangen usw.) differieren, was auch für die Art der Greifelemente und die externen Einrichtungen gilt, die zum Zuführen und Orientieren von Werkstücken notwendig sind. Das Computersystem 1 ist in der Lage, den mechanischen Entwicklungen zu folgen (bis zu 16 Achsen verteilt über verschiedene Arme und in irgendeiner Kombination von Linear- und Drehachsen) , die Sensoren, Zangen und externen Einrichtungen (Ausrüstung usw.) zu überwachen und mit allen Anforderungen von komplexen Anwendungen fertig zu werden. Wenn eine große Anzahl von Armen verwendet wird, ist es möglich, verschiedene Einheiten zu schaffen (mit bis zu jeweils 16 Achsen), die miteinander über die Rechner 200 in Verbindung stehen. Die geforderte Produktivität für eine gegebene Anwendung, der Typ und die Anzahl von externen Einrichtungen für Zuführung und Orientierung der

Komponenten und die Verbindungserfordernisse mit der weiteren Produktion bestimmen die Anzahl und Anordnung der Arme um die Werkbank. Die Arme 2 können in verschiedener Weise angeordnet werden, um automatische Linien 400 (Fig. 3a) zu bilden, bei denen die Arme 2 auf beiden Seiten der Werkbank 7 angeordnet sind, längs der ein Förderband 401 verläuft, oder es können halbautomatische Fertigungslinien 402 (Fig. 3 b) gebildet werden, bei denen eine Zone 405 für manuelle. Arbeit längs der Werkbank 7 und automatisch arbeitende Bereiche 406 angeordnet sind, die vollständig durch die Arme 2 versorgt werden (Fig. 3 c), wobei die Ausrüstung und Maschinen mit den Werkstücken arbeiten usw. Solche Bereiche 406 können desweiteren in halbautomatischeitLinien eingesetzt werden, in denen Bereiche 409 mit manueller Tätigkeit (Fig. 3 d) vorgesehen sind. Das Computersystem steuert nicht nur die Arme 2, sondern auch die Tätigkeiten der verschiedenen Linien, Ausrüstung usw.

Das Produktionssystem, das durch, die Verwendung · von modularen Einheiten sowohl für die Arme 2 (Anzahl der Achsen) als auch für die Gesamtheit (Anzahl von Armen 2, die verwendet werden, Art und Anzahl der Sensoren,¹ Grad der Integration bezüglich anderer Maschinen und Einrichtungen) und durch die Flexibilität in der Verwendung gekennzeichnet ist, wird, hauptsächlich auf dem Gebiet der Montage zum Koppeln, Präzisionseinsetzen, wahlweisen Aufnehmen und Ablegen von Komponenten und für "andere Arbeiten verwendet, die typisch für die Montage von Komponenten mit kleinen Abmessungen sind.

Das System kann an einer automatischen Ausrüstung, die speziell zum Zuführen und Orientieren von Komponenten vorgesehen ist, mit Test- und Meßinstrumenten .sowie mit speziellen Werkzeugen zur Vornahme von technologischen Arbeiten an einzelnen Komponenten oder zusammengesetzten Einheiten verbunden sein. Desweiteren können ggf. Werkzeuge und Instrumente in die Greiferteile eingesetzt

oder durch andere ersetzt werden. Die Anordnung, die durch die Arme 2, die Greiferteile, Ausrüstung, Werkzeuge und Instrumente gebildet wird, wird' von dem Computecsystem 1 entsprechend einem Programmzyklus überwacht. Das Computecsystern 1 ist reprogrammierbar und kann verschiedene Zyklen sowohl ,für einen einzelnen Arm als auch für das Gesamtsystem speichern.

Für.die Erweiterung der Eingänge und Ausgänge des Produktionssystems sind folgende drei Typen von Modulen verfügbar: .

Sensor-Interface,
• Geräteeingang und .
Geräteausgang.

Diese können mit dem Zentralcomputer 200 in verschiedenen Kombinationen bis zu einem Maximum von acht verbunden werden, wobei nicht mehr als zwei Module den Sensoren anvertraut sind.

Das Programm bewirkt gleichzeitig eine Bewegung längs der Linear- als auch um die Drehachsen der verschiedenen Arme 2 mit Punkt zu Punkt-Steuerung und mit gesteuerter Beschleunigung und Abbremsung. Die Sensoren, die an dem Kopf 3 verwendet werden, können auf die Anwesenheit beispielsweise eines Werkstücks ansprechen oder Kraftsensoren sein. In dem Fall, daß ein Werkstück fehlt oder ein vorbestimmter Schwellenwert erreicht wird, können alternative Programmteile aktiviert werden, Zyklen zum Auffinden oder Auswerfen oder zum Anzeigen. Das Systemprogramm ermöglicht die Ausführung verschiedener Funktionen parallel zueinander. Der Programmierer unterteilt den kompletten Zyklus in Teile, die nahezu parallel ausgeführt werden, solche Teile umfassen den Zyklus der einzelnen Arme 2, die Zyklen von individuellen automatischen Geräteblöcken, die in das System integriert sind, etc. Die für das verwendete Programm notwendigen Daten werden ungewöhnlich durch eine Selbstlernphase geliefert. Auf diese Weise werden die Koordinaten der signifikanten Punkte, etwa des Aufnahmepunktes und des Ablagepunktes,

ebenso wie die Werte der Sensoren (beispielsweise die Dimensionen der zu manipulierenden Werkstücke) gelernt; das .verwendete Programm wird in dem Kernspeicher 203 gespeichert und automatisch auf den Rechnerspeicher 200 nach Anschalten überführt. Während des Betriebs verführen die Mikroprozessoren 200 und 210' eine. Uberwachungsfunktion für alle Prozessorteile zwecks Selbstdiagnose, um die Bewegung der Arme zu stoppen, wenn Beschädigung auftritt.
Das erfindungsgemäße System liefert, daher eine Handhabungseinheit, die zur Montage von einem Komponenten geeignet ist, wobei einfache und verläßliche technologische Lösungen zu einem vertretbaren Preis verwendet werden, .so daß es möglich ist, das System im Montagebereich ökonomisch einzusetzen.

Das System liefert daher den Vorteil, daß es fähig .ist, mit verschiedenen Werkstücken zu arbeiten, ohne daß es notwendig ist, es mit anderen Werkzeugen zu bestücken. Marktfluktu-ationen werden daher durch das flexible Produktionssystem befriedigt. Es ist vorteilhaft für Anwendungszwecke, die sich häufig ändernde kleine Produktionsmengen erfordern sowie für mittlere Produktionsvolumen und mittlere Vielfältigkeit (ein wahrhaft flexibles Produktionssystem) und auch für hohe Produktionsvolumen mit geringer Vielfalt (flexible Transfer -Linien).

Es ist ferner äußerst zweckmäßig für die Produktion von Werkstücken mit einer großen Vielzahl von Formen (prismatische und rotationssymmetrische Körper) als auch zum Beherrschen von Änderungen in Abmessungen und Produktionseinheiten und langen und kurzen Arbeitszeiten. Es ist gleichfalls zweckmäßig bei eingeschränkteren Arbeitsbedingungen, wo alle Arbeitsfunktionen, Material- und Werkzeughandhabungen und die Arbeitsüberwachung automatisiert sind.
Die Funktionen der beiden Rechner 200 und 210 können auch durch einen einzigen Rechner ausgeführt werden.

/ί7

Leerseite

Claims

D.E.A. DIGITAL ELECTRONIC AUTOMATION S.p.A. Corso Torino, 7o, I-1oo24 Moncalieri,·Italien Ansprüche

1. Industrielles Produktionssystem, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Betätigungsarmen (2), die durch ein Computersystem (1) gesteuert sind, wobei jeder der Arme eine Trägerstruktur für ein Greiferende (3) aufweist, wobei die Trägerstruktur einen einzelnen Trägerund Führungskörper (4) für eine einzelne Säule (5) aufweist, wobei der Körper (4) in Bezug auf ein Trägerelement (6) für den Arm (2) beweglich ist, wobei das Trägerelement (6) an einem feststehenden Körper (7) befestigbar· ist, während die Struktur geradlinige Verschiebungseinrichtungen (13,15; 22,24; 25,27) für das Greiferende (3) in Bezug auf das .Trägerelement (6) längs der Richtungen (x,y,z) eines Satzes von drei orthogonalen kartesischen Achsen aufweist.

2. Produktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (2) eine Struktur aus einzelnen Komponenten (4t5»8t9) aufweist, von denen jede in Bezug auf die andere und in Bezug auf das Trägerelement (6) durch Supporteinrichtungen (6,4,8) getragen und in Bezug auf die anderen und das Trägerelement (6) mit Hilfe der. geradlinigen Verschiebungseinrichtung beweglich ist.

3. Produktionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur einen ersten individuellen Schlitten (4) umfaßt, der rittlings auf dem Trägerelement

(6) angeordnet und längs diesem mit Hilfe einer ersten geradlinigen Verschiobungseinrichtung (13,15 ) beweglich ist, wobei der orsto Schlitten (4) eine Säule (5) aufnimmt, die hierdurch verläuft und längs ihrer eigenen Achse senkrecht in Bezug auf das Trägerelement (6) mit einer zweiten geradlinigen Verschiebungseinrichtung (23,24) beweglich ist, während am oder benachbart zum oberen Ende der Säule (5) ein zweiter Schlitten (8) befestigt ist, der einen Ausleger (9) aufnimmt, der hindurch verläuft, wobei der Ausleger (9) längs seiner Achse senkrecht in Bezug auf die Säule (5) und zu dem Trägerelement (6) mit Hilfe einer dritten geradlinigen Verschiebungseinrichtung (25,27) beweglich ist, wobei das Greifer- oder Meßende (3) an dem Ende des Auslegers

(9) oder benachbart hierzu angeordnet ist.

4. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungseinrichtungen zum geradlinigen Verschieben Führungselemente (6,41,45,55) aufweisen, die längs dieser Richtungen gerichtet sind, sowie Motoreinheiten (15,24,27) besitzen.

5. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur Dreheinrichtungen zum Ermöglichen einer Drehung (R., R₂, R₃) des Greif- oder Meßendes (3) um wenigstens eine der Achsen koinzident oder 5 parallel zu dem Satz der drei orthogonalen kartesischen Achsen ermöglichen.

6. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Arm (2) ein Sensor zum Feststellen der Kraft der Bewegung des Endes (3) längs wenigstens einer Richtung aufweist.

7. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende (3) des Arms (2) ein Zangen- und/oder Saugelement angeordnet ist.

8. Produktionssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein PosiLionswandlor für die beweglichen Elemente der Zange vorgesehen ist.

9. Produkt ion«sy.si ein nach einem der Ansprüche 1-8,

dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelnes Trägerelement (6) für eine Vielzahl von Betätigungsarmen (2) vorgesehen ist.

10. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (6) die Form eines Trägerbalkens aufweist.

11. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Computersystem (1) einen ersten Zentralrechner (200) zum Steuern von Einrichtungen (202) extern zu dem Arm (2) und einen zweiten Spezialrechner (210) umfaßt, der dem Rechner (200) untergeordnet ist und zum Steuern und überwachen der Einrichtungen zum geradlinigen und/oder Drehbewegen (15,24,27) der Vielzahl der Betätigungsarme (2) dient.

12. Produktionssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rechner (200) einen Mikro- · prozessor vom Typ LSI 11 und der zweite Rechner (210) einen Mikroprozessor vom Typ Intel 8080 aufweist.

13. Produktionssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Steuerfeld (33) für die operative Steuerung des Systems verbunden mit dem ersten Rechner (200), eine Einrichtung (30) für die manuelle Steuerung der Verschiebung der Enden (3) der Betätigungsarme (2) verbunden mit dem zweiten Rechner (210) und eine Einrichtung (201) für die manuelle Steuerung der Verschiebung der Einrichtungen (202) extern bezüglich der Betätigungsarme (2) verbunden mit dem ersten Rechner (200) umfaßt.

14. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, daß die externen Einrichtungen (202)

der Arme (2) Ausrüstungen und/oder Zuführeinrichtungen und/ oder Maschinenwerkzeuge umfassen.

15. ' Produktionssystem nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Vielzahl von Zentralrechnern (200) umfaßt, die miteinander zum Überwachen und Steuern von entsprechenden Violzahlen von Betätigungsarmen (2) untereinander verbunden sind.

16. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß es eine automatische (400) und/ oder halbautomatische (402) industrielle Montage- und/oder Produktionslinie ist.

17'. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß es eine automatische Zelle (406) einer industriellen Montage- und/oder Produktionslinie ist.

18. Produktionssystem nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß das Computersystem·(1) gleichzeitig die überwachung und Steuerung der Vielzahl von Betätigungsarmen (2) vornimmt.

19. Produktionssystem.nach einem der Ansprüche T-19, ■ dadurch gekennzeichnet, daß das Computersystem (1) wahlweise unter automatischen Bedingungen, iselbst-^ernbedingungen oder Bedingungen arbeitet, bei denen die Verschiebung manuell gesteuert wird.