DE3228373A1 - Robotermontageeinrichtung - Google Patents

Robotermontageeinrichtung

Info

Publication number
DE3228373A1
DE3228373A1 DE19823228373 DE3228373A DE3228373A1 DE 3228373 A1 DE3228373 A1 DE 3228373A1 DE 19823228373 DE19823228373 DE 19823228373 DE 3228373 A DE3228373 A DE 3228373A DE 3228373 A1 DE3228373 A1 DE 3228373A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rows
gripper
diode
diodes
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823228373
Other languages
English (en)
Inventor
Heinrich Dipl.-Phys. Dr. 8552 Höchstadt Diepers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19823228373 priority Critical patent/DE3228373A1/de
Publication of DE3228373A1 publication Critical patent/DE3228373A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

  • Robotermontareeinrichtung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Robotermontageeinrichtung mit wenigstens einem Greifer mit jeweils drei Freiheitsgraden für lineare und translatorische Bewegung, der mit Mitteln zum Erkennen und selbsttätigen Ergreifen eines Bauteils und mit einer Teach-in-Programmierung für eine Grobpositionierung versehen ist.
  • Es sind Halbleiterbausteine bekannt mit dem Vermögen, optische Bildinformation selbsttätig aufzunehmen, in elektrische Signale umzuwandeln und zeitlich begrenzt zu speichern. Eine größere Anzahl in einer Linie ausgerichteter Photoelemente bilden einen Zeilen-Bildsensor, der für kontaktlose Präzisionsmeßgeräte zur Längenmessung und auch zur Formerkennung verwendet werden kann. Diese Zeilensensoren haben einen Mittenabstand, der 10 /um nicht wesentlich überschreitet. Als Photo elemente werden verschiedene Arten von ladungsgekoppelten Halbleitern verwendet, die unter der Bezeichnung CCD (charged coupled device) bekannt sind.
  • Sie enthalten eine Kette von dicht aneinanderliegenden, in einer Ebene angeordneten Metalloxid-Halbleiterkondensatoren. Die durch den Lichteinfall generierten Ladungsträger werden gesammelt und durch Anlegen von geeigneten Steuerspannungen an den Nachbarelektroden in der Art eines Schieberegisters weiter transportiert.
  • Die einzelnen Elemente einer üblichen selbstabtastenden Diodenzeile bestehen im wesentlichen aus einer Photodiode und einem parallelgeschalteten Kondensator.
  • Sie werden über einen MOS-Transistorschalter auf eine gemeinsame Videosignalleitung durchgeschaltet. Beim Durchschalten der Zeile mittels eines auf dem Substrat integrierten Schieberegisters wird der Kondensator aufgeladen und bis zur nächsten Abtastung wird diese Kondensatorladung durch einen der Beleuchtung proportionalen Photostrom der Diode teilweise entladen. Bei der vom Schieberegister gesteuerten Abtastung wird nun diese fehlende Ladungsmenge nachgeladen. Der dabei auf der Videosignalleitung entstehende Ladeimpuls ist der Beleuchtung proportional. Das Videosignal einer Diodenzeile mit einer vorbestimmten Anzahl von CCDs ist somit eine Folge von Pulsen mit beleuchtungsproportionaler Amplitude. CCD-Fernsehkameras enthalten jeweils ein zweidimensionales Array aus einer größeren Anzahl solcher Diodenzeilen. Da sie jedoch einen erheblichen Aufwand erfordern, werden für industrielle Anwendungen Fernsehkameras mit Elektronenstrahlabtastung verwendet. Die Auflösung solcher als Bildwandler verwendeten Industriefernsehkameras ist verhältnismäßig gering, sie beträgt etwa 1 96 des erfaßten Bildbereiches (Intelligente MeBsysteme zur Automatisierung technischer Prozesse, Oldenbourg-Verlag MünchenjWien 1979, Seiten 25 bis 33). Solche Videokameras können zwar in den Greifer einer Robotermontageeinrichtung eingebaut werden, sie erfordern jedoch eine verhältnismäßig aufwendige Datenverarbeitung.
  • Durch eine Sensorprogrammierung (Teach-in-Programmierung) kann der Roboter lernen, ein zu montierendes Bauteil zu erkennen. Der Erkennungsvorgang besteht im wesentlichen aus dem Vergleich eines vorgelegten Bauteils mit einem gespeicherten bekannten Bauteil. Das Erlernen von Bezugsmustern ist somit eine Voraussetzung für das Wiedererkennen. Der Aufbau eines Vergleichsmodells kann bei optischen Sensorsystemen durch ein Vorzeigen aller möglichen Ansichten des Objekts erfolgen. Das vom Aufnehmer erfaßte Bild wird nach Maßgabe der Merkmalsauswahl in einem Vergleichsmodell gespeichert. In der eigentlichen Tätigkeitsphase, auch Kannphase genannt, werden die vorgelegten Objekte mit dem vorher eingelernten Modell verglichen und daraus das Ergebnis ermittelt (Intelligente Meßsysteme ..., Seiten 54 und 55).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Robotermontageeinrichtung anzugeben, die über eine handeigene Sensoreinrichtung gesteuert wird, und zwar so genau, daß ein präziser Montagevorgang, beispielsweise das Eindrehen einer Schraube, möglich ist. Das Bildwandlersystem soll eine hohe Auflösung aufweisen und außerdem sollen Probleme mit der Beleuchtung und der damit verbundenen notwendigen Graubildauswertung sowie der sich daraus ergebenden Datenmenge und zu langen Rechenzeit vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Durch die direkte Wegmessung zwischen dem Greifer und dem Objekt, an dem das Bauteil montiert werden soll, erhält man eine hohe Genauigkeit. Das Auflösungsvermögen dieser Einrichtung beträgt weniger als 10 /um.
  • Außerdem wird beispielsweise der Einfluß von Temperaturschwankungen kompensiert. Eine Bildverarbeitung ist nicht erforderlich und der gesamte Justier- und Montagevorgang erfolgt über sehr genaue und schnelle direkte Wegmessung bzw. eine Weg-Differenzmessung.
  • Ein besonderer Vorteil der Robotermontageeinrichtung besteht darin, daß das Bauteil auch in den Greifer eines zweiten Roboters eingesetzt werden kann, der nach der Montage das Bauteil ablegt oder weiterreicht.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel einer Robotermontageeinrichtung nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. Figur 1 zeigt eine Darstellung der wesentlichen Teile des Greifers mit dem Justierbalken. In Figur 2 sind die verschiedenen Drehrichtungen des Greifers in einem Achsenkreuz angedeutet. Aus Figur 3 ist die Anordnung der Diodenzeilen und deren Zuordnung zum Justierbalken zu entnehmen. In Figur 4 ist eine Seitenansicht der Diodenzeilen mit dem Justierbalken dargestellt und in Figur 5 ist ein Ablaufschema für die Bewegung des Justierbalkens veranschaulicht. In den Figuren 6 bis 8 sind jeweils verschiedene Ansichten der Einrichtung dargestellt, die zur Erläuterung der Wirkungsweise dienen. Figur 9 zeigt einen Teil des Greifers mit dem Objekt, in das montiert werden soll.
  • In der Ausführungsform einer Robotermontageeinrichtung nach Figur 1 ist ein Greifer 2 über ein Gelenk 4, das eine Drehung um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse ermöglicht, wie es durch einen Pfeil 5 angedeutet ist, an einem Roboterarm 8 befestigt. Der Greifer 2 ist zum Erkennen, der Lageerfassung und zum Ergreifen sowie zum Montieren eines Bauteils, beispielsweise einer Schraube 28, vorgesehen, die in ein Objekt 40 eingesetzt werden soll, das mit einer Bohrung 41 versehen ist und beispielsweise unbeweglich sein kann. Die Schraube 28 ist von einer Greiferklaue 10 erfaßt, die lediglich schematisch angedeutet ist und die um einen Winkel 0 um eine parallel zur Zeichenebene und waagerecht verlaufende Achse a3 drehbar ist, die in der Figur durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Mit Hilfe eines Zapfens 12 ist die Klaue 10 an einem Greiferkopf 14 in Richtung der Achse a3 verschiebbar befestigt. Der Greiferkopf 14 ist mit Hilfe eines Drehgelenks 16 um einen Winkel +2 um eine senkrecht in der Zeichenebene liegende Achse 17 und mit Hilfe eines weiteren Drehgelenks 18 um einen Winkel 3 um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse a1 drehbar gelagert. Das Drehgelenk 18 ist an einem Schlitten 20 befestigt, der in Richtung seiner senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Achse a1 verschiebbar gelagert ist. Die Achse a1 ist in der Figur durch ihre mit einem Kreuz bzw. einem Punkt angedeuteten Bewegungsrichtungen dargestellt. Der Schlitten 22 ist mit Hilfe eines Drehgelenks 24 um eine in der Figur nicht näher bezeichnete und wie die Achse a3 parallel zur Zeichenebene und waagerecht verlaufende Achse um einen Winkel 1 drehbar gelagert.
  • Die Verdrehbarkeit der Klaue 10 um den Drehwinkel t0 ist zweckmäßig zum Eindrehen der Schraube 28. Der Greiferkopf 14 ist mit Hilfe der Lagerung des Zapfens 12 sowie der Schlitten 20 und 22 in Richtung der Achsen a1, a2 und a3 verschiebbar, wie es durch das Achsenkreuz der Figur 2 angedeutet ist. Mit Hilfe der Drehgelenke 24, 16 und 18 ist der Greiferkopf 14 um die Drehwinkel q 2 und y3 in positiver und negativer Richtung schwenkbar. Der Greifer 2 ist somit in sechs Freiheitsgraden verstellbar. Zu diesem Zweck ist eines der Einzelteile des Greifers 2, vorzugsweise der Greiferkopf nach Figur 1, mit einem Justierbalken 30 form- und kraftschlüssig verbunden, der an seinen Enden oder wenigstens in der Nähe seiner Enden jeweils mit einer Strahlungsquelle 32 bzw. 33 versehen ist und dessen Lage durch drei in der Figur nicht dargestellte Diodenzeilen bestimmt ist, die dem Objekt 40 fest zugeordnet sind. Der Justierbalken 30 ist durch den Greifer 2 in bezug auf diese Diodenzeilen in drei Translationsfreiheitsgraden und in drei Rotationsfreiheitsgraden frei beweglich. Zu diesem Zweck sind der Zapfen 12 der Klaue 10 und die Schlitten 20 und 22 sowie die Drehgelanke 16, 18 und 24 in bekannter Weise jeweils mit einem in der Figur nicht dargestellten Antrieb versehen, die durch eine Elektronik mit programmierbaren Signalen steuerbar sind.
  • Dem am Greifer 2 befestigten Justierbalken 30 mit seinen Strahlungsquellen 32 und 33 sind nach Figur 3 Diodenzeilen 34, 36 und 38 zugeordnet, die in einem rechtwinkligen Koordinatensystem x, y, z angeordnet sind und im Raum und somit zum Objekt 40 fixiert sind und von denen die ersten beiden Diodenzeilen 34 und 36 in der gleichen Richtung und in einer Linie im Abstand Ao parallel zur x-Achse angeordnet sind. Die dritte Diodenzeile 38 ist senkrecht zur x-z-Ebene in der y-Achse derart angeordnet, daß ihre erste Diode im Koordinatennullpunkt liegt. Die Sensoren oder Diodenzeilen 34, 36 und 38, vorzugsweise strahlungsempfindliche Ladungstransportelemente, insbesondere CCDs, sind jeweils auf der den Strahlungsquellen 32 bzw. 33 zugewandten Oberfläche eines nicht näher bezeichneten Tragkörpers in einer Linie hintereinander angeordnet, wie es in der Figur jeweils lediglich durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Strahlungsquelle 32 sendet einen fächerförmigen Strahl 42, der einen Teil der Sensoren der Diodenzeile 34 in einer Länge ausleuchtet, die in der Figur mit 1 angedeutet ist. In gleicher Weise beleuchtet ein fächerförmiger Strahl 43 der Strahlungsquelle 33 die Sensoren der Diodenzeile 36 über die gleiche Länge 1, solange der Justierbalken 30 parallel zu den beiden ersten Diodenzeilen 34 und 36 liegt. Der Abstand der Strahlungsquellen 32 und 33 am Justierbalken 30 kann vorzugsweise so gewählt sein, daß er etwa dem gegenseitigen Abstand der Mitten der Diodenzeilen 34 und 36 entspricht. Die Strahlungsquelle 33 sendet ferner einen fächerförmigen Strahl 44, der senkrecht zum Strahl 43 gerichtet ist und dessen Fächer senkrecht zur Diodenzeile 38 aufgespannt ist und der somit von dieser Diodenzeile 38 nur wenige Sensoren, insbesondere nicht wesentlich mehr als einen Sensor, ausleuchtet.
  • Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, für den fächerförmigen Strahl 44 eine gesonderte Strahlungsquelle vorzusehen.
  • Zur Erläuterung eines Bewegungsvorganges des Justierbalkens 30 ist in Figur 4 die Anordnung des Justierbalkens 30 mit den Diodenzeilen 34, 36 und 38 als Ansicht in einer Richtung angedeutet, die in Figur 3 mit einem Pfeil A bezeichnet ist. Die Diodenzeilen 34 und 36 können vorzugsweise jeweils mit einem Rahmen 45 bzw. 46 versehen sein, die jeweils einen Flächenbereich wenigstens annähernd in der x-z-Ebene einschließen.
  • Der Justierbalken 30 ist durch die Grobpositionierung durch die Teach-in-Programmierung in eine derartige Lage gebracht, daß die Strahlungsquellen 32 und 33 jeweils in den Rahmen 45 oder 46 der zugeordneten Diodenzeile 34 bzw. 36 hineinstrahlen. Ferner ist durch die Grobausrichtung des Roboterarms 8 der Greifer 2 in eine derartige Stellung gebracht, daß der Abstand des Justierbalkens 30 von den Diodenzeilen 34 und 36 etwa die halbe Länge der Diodenzeilen beträgt.
  • Diese Position ist dem Roboter durch Teach-in-Programmierung bereits vorgegeben. Sie wird bei jedem Wiederholungsvorgang durch den Roboterarm 8 mit dessen vorgegebener Positioniergenauigkeit angefahren. Hier reicht eine Genauigkeit von etwa + 1 oder auch + 2 mm.
  • Von dieser Grobpositionierung erfolgt die genaue sensorgesteuerte Montagepositionierung der Schraube 28 durch den Justierbalken 30. Zu diesem Zweck wird der Justierbalken 30 in Richtung der Achsen a1 a2 und a3 versetzt und um die Winkel rq, 2 und +3 verdreht. Die Montagepositionierung der Schraube 28 erfolgt somit durch selbsttätige Ausrichtung des Greifers 2 in dem Koordinatensystem nach Figur 2.
  • Zur Drehung des Justierbalkens 30 um den Winkel tfi nach Figur 4 erfolgt zunächst eine schrittweise Bewegung des Greiferkopfes 14 mit Hilfe des Schlittens 22 in Richtung +a1. Bei Lichtkontakt der Strahlungsquelle 32 mit der Diodenzeile 34 erfolgt Rechtsdrehung RD des Justierbalkens 30 und Nachführung über weitere Bewegungsschritte in Richtung +a11 bis sowohl ein Lichtkontakt der Strahlungsquelle 32 mit der Diodenzeile 34 als auch ein Lichtkontakt der Strahlungsquelle 33 mit der Diodenzeile 36 besteht. Der Justierbalken liegt dann in bezug auf die Projektion A nach Figur 3 parallel zu den Sensoren der Diodenzeilen 34 bzw. 36.
  • Entsprechend dem AblauSschema nach Figur 5 für die Drehung des Greifers 2 um den Drehwinkel 91 hat der Justierbalken 30 nach Figur 4 durch die im Teach-in 60 gespeicherte Steuerung die in Figur 4 dargestellte Lage eingenommen. Durch einen Steuerbefehl 62 zur Verschie- bung in Richtung der Achse a1 wird der Balken um einen Schritt +a1+1 von beispielsweise 1 mm verschoben. Dann erfolgt die Abfrage 64, ob die Strahlungsquellen 32 und 33 beide Lichtkontakt mit ihren zugeordneten Diodenzeilen 34 bzw. 36 haben. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt eine weitere Abfrage 66, ob eine der beiden Strahlungsquellen 32 oder 33 Lichtkontakt mit ihrer zugeordneten Diodenzeile 34 bzw. 36 hat. Ist dies auch nicht der Fall, so erfolgt über den Ausgang n ein weiterer Steuerbefehl 62 für einen Bewegungsschritt in Richtung +a1. Besteht beispielsweise Lichtkontakt zwischen der Strahlungsquelle 32 und der Diodenzeile 34, so wird über den Ausgang XR ein Steuerbefehl 68 für Rechtsdrehung RD gegeben, der den Justierbalken 30 um einen Winkelschritt RD+1 bewegt, der beispielsweise 10 betragen kann. Ein weiteres Abfragesignal 70 stellt fest, ob nach dieser Drehung der Lichtkontakt noch besteht. Ist dies der Fall, so wird über den Ausgang J ein weiteres Steuersignal 68 für Rechtsdrehung RD gegeben und es erfolgt eine weitere Abfrage 70. Ist der Lichtkontakt aufgehoben, so wird über den Ausgang n ein weiteres Steuersignal 62 für einen weiteren Bewegungsschritt val+1 gegeben und die Abfragen 64 und gegebenenfalls auch 66 werden wiederholt. Ergibt die Abfrage 66 beispielsweise einen Lichtkontakt XL zwischen der Strahlungsquelle 33 und der Diodenzeile 36, so wird ein Steuersignal 72 für Linksdrehung LD gegeben und der Balken wird um einen Winkel schritt LD71 innerhalb des Schwenkwinkels 1 gedreht. Ergibt die Abfrage 74, daß nach diesem Winkelschritt der Lichtkontakt noch besteht, so wird über den Ausgang J ein weiterer Steuerbefehl 72 für Linksdrehung LD gegeben.
  • Sobald die Abfrage 74 ergibt, daß der Lichtkontakt XL unterbrochen ist, so wird über den Ausgang n ein weiterer Steuerbefehl zur Verschiebung um einen Schritt +a1+1 durch einen entsprechenden Steuerbefehl 62 gegeben. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die Abfrage 64 einen Lichtkontakt XL+XR ergibt. Dann kann die Drehung um den Winkel % eingeleitet werden.
  • Eine weitere Verfeinerung besteht darin, daß nach Erreichen dieser Position mit relativ großen Schrittweiten von beispielsweise 1 mm für die Schritte +a1 und von 10 für die Drehbewegungen RD und LD auf eine feinere Schrittweite von beispielsweise 0,1 mm umgeschaltet und die Justierung wiederholt wird. Die Schrittweite wird vorzugsweise so gewählt, daß die mit den Diodenzeilen erreichbare Genauigkeit erzielt wird.
  • Zur Erläuterung der Schwenkung des Justierbalkens 30 um den Drehwinkel mit Hilfe des Gelenks 18 sind die Diodenzeilen 34, 36 und 38 in Figur 6 in einer DrauS-sicht in Richtung des in Figur 3 mit B bezeichneten Pfeils veranschaulicht. Die ffnungswinkel W42 und der Fächerstrahlen 42 und 43 sind gleich und jeweils die rechten oder gegebenenfalls auch die linken Strahlbegrenzungslinien verlaufen senkrecht zum Justierbalken 30. Der Justierbalken 30 hat durch seine Bewegung in Richtung der Achse +a1 und seine Drehung um den Winkel t1 nach Figur 4 die Parallelausrichtung bezüglich der Projektion A nach Figur 3 erreicht, er liegt jedoch noch nicht parallel zu diesen Diodenzeilen in bezug auf die Projektion B nach Figur 3.
  • Zu diesem Zweck erfolgt nach Figur 6 jeweils abwechselnd schrittweise eine Rechtsdrehung RD um den Drehwinkel +3 und jeweils eine Abfrage der neuen Position, wie lang die von den Strahlen 42 und 43 beleuchteten Strecken 11 bzw. 12 der Sensoren der Diodenzeilen 34 und 36 sind. Die Drehung erfolgt solange, bis die Länge 11 der beleuchteten Sensoren der Diodenzeile 34 gleich der Länge 12 der beleuchteten Sensoren der Diodenzeile 36 ist. Diese Längen können in einfacher Weise ermittelt werden durch die Anzahl der beleuchteten Sensoren. Zur meßtechnischen Erfassung der Länge 1i wird sowohl die Anzahl der Dioden in der Strecke 111 als auch die Anzahl der Dioden in der Strecke 112 beispielsweise durch einen Zähler mit einer entsprechenden Auswertungslogik ermittelt und aus der Differenz dieser beiden Längen 111 und 112 die Länge 11 der beleuchteten Dioden abgeleitet. Durch diese Differenzmessung erhält man eine hohe Genauigkeit, weil thermische Längenänderungen der Einzel strecken annähernd kompensiert werden.
  • Ferner ergibt sich durch diese Art der Messung mit getrennten Diodenzeilen 34 und 36 eine hohe Genauigkeit dadurch, daß die Messung der beiden Längen 11 und 12 unabhängig vom gegenseitigen Abstand dieser Diodenzeilen erfolgt. Somit kann sich beispielsweise auch eine Längenänderung des Justierbalkens 30 und damit des gegenseitigen Abstandes der Strahlungsquellen 32 und 33 auf die Längenmessungen nicht auswirken.
  • Die Schwenkung des Justierbalkens 30 um den Drehwinkel 2 jeweils schrittweise abwechselnd mit einer Verstellung in Richtung der Achse a1 ist den Figuren 7 und 8 zu entnehmen, in denen die Zuordnung des Justierbalkens 30 zu den beiden Diodenzeilen 36 und 38 zu entnehmen ist. Der Justierbalken 30 wird nach Figur 6 jeweils solange schrittweise um den Drehwinkel t2 geschwenkt und in Richtung der Achse a1 verstellt, bis der Abstand A1 des Justierbalkens 30 von der Diodenzeile 36 gleich der Achsenlänge YL des beleuchteten Elementes der Diodenzeile 38 ist, wie es in Figur 7 gestrichelt angedeutet ist, Durch Verschiebung des Justierbalkens 30 in Richtung +03 bzw. -03 kann eine Position Al=A2flYL=Ao erreicht werden, womit für jede wiederholt durchgeführte Justierung eine einheitliche Endposition gegeben ist.
  • Da der Öffnungswinkel %43 der Strahlung 43 nach Figur 8 nach Konstruktionsdaten bekannt ist und außerdem nach Figur 6 die rechte Begrenzungslinie des Fächerstrahls 43 vorzugsweise senkrecht auf dem Justierbalken 30 steht, kann aus der Länge 12 der vom Strahl erfaßten Sensoren der Diodenzeile 36 in einfacher Weise der Abstand A1 berechnet werden.
  • Sobald die Klaue 10 durch die Steuerung der Relativbewegung des Justierbalkens 30 zu den Diodenzeilen 34 und 36 in eine derartige Position gebracht ist, daß die Schraube 28 der Bohrung 41 unmittelbar gegenübersteht, kann der Einschraubvorgang durch Drehung der Klaue 10 um den Drehwinkel (90 und der Gewindesteigung angepaßte Verschiebung in Richtung der Achse a3 beginnen. In der Ausfuhrungsform nach Figur 9 ist als Objekt ein weiterer Greifer 50 mit einem Bauteil 42 vorgesehen, in das die Schraube 28 eingedreht'werden kann und das ebenfalls mit Diodenzeilen 54 und 56 versehen ist.
  • Sind beispielsweise für die Bewegung des Greifers 2 zur Endposition der Klaue 10 die x xR-Koordinaten als Endposition vorbestimmt, so erfolgt eine lineare Bewegung in Richtung der Achse a2. Soll nach Figur 9 der Greifer 2 das Bauteil, beispielsweise die Schraube 28, in das Bauteil 42 des Greifers 50 montieren, so kann das Nachfahren in Richtung der Achse a2 entfallen. Dies erfolgt nur beim Greifer 50, der sich auf die Position des Greifers 2 einjustiert nach Ubernahme von dessen xL/xR-Werten. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Diodenzeilen 34 und 36 des Greifers 2 spiegelbildlich den Diodenzeilen 54 und 56 des Greifers 50 gegenüberstehen.
  • Das Aufeinanderzubewegen der zu montierenden Bauteile erfolgt nur über einen der beiden Greifer, beispielsweise den Greifer 2. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 9 zum Eindrehen der Schraube 28 kann nach Erreichen der Endposition A1YL des Greifers 2 eine Bewegung in Richtung der Achse a3 bis zur Position A.18 erfolgen, wobei 18 beispielsweise die aus dem Greifer 2 hervorragende Länge der Schraube 28 ist, wie es in Figur 9 angedeutet ist. Sobald der Abstand A-13 erreicht ist, erfolgt das Einschrauben für die freie Rotation 0 und die Bewegung des Greifers 2 in Richtung der Achse a3, bis der Festsitz der Schraube erreicht ist, der beispielsweise von einem im Greifer 2 eingebauten Drehmomentsensor festgestellt werden kann.
  • Das Rücksetzen des Greifers 2 erfolgt, falls es erforderlich ist, für alle sechs Greiferfreiheitsgrade gleichzeitig, beispielsweise durch Einnahme der Ausgangspositionen, die mit der Teach-in-progrnmmierung des Roboterarms 8 gegeben sind.
  • Im Ausführungsbeispiel bilden die Diodenzeilen 34, 36 und 38 ein rechtwinkliges Koordinatensystem, dessen Achsen mit x, y und z bezeichnet sind. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, ein schiefwinkliges Koordinatensystem zu wahlen oder die Diodenzeilen, bei spielsweise aus Platzgründen oder zur Anpassung an vorbestimmten Bauteilformen, in vom rechten Winkel abweichenden Winkeln zueinander anzuordnen.
  • 5 Patentansprüche 9 Figuren

Claims (5)

  1. Patentansrüche Robotermontageeinrichtung mit wenigstens einem Greifer (2) mit Jeweils drei Freiheitsgraden für lineare und translatorische Bewegung, der mit Mitteln zum Erkennen und selbsttätigen Ergreifen eines Bauteils (28) und mit einer Teach-in-progrnmmierung für eine Grobpositionierung des Bauteils (28) versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß drei Diodenzeilen (34, 36, 38) vorgesehen sind, die ein raumfestes Koordinatensystem mit einer x-, einer y- und einer z-Achse bilden, zu dem ein ObJekt (40) eine feste Position einnimmt, an dem das Bauteil (28) zu montieren ist, und daß im Koordinatensystem (x, y, z) zwei Diodenzeilen (34, 36) in einer Linie parallel zur x-Achse und in einem vorbestimmten Abstand (Ao) von der x-Achse angeordnet sind und die dritte (38) senkrecht zur zweiten (36) verläuft und daß den Diodenzeilen (34, 36, 38) ein Justierbalken (30) zugeordnet ist, der mit dem Greifer (2) für das zu montierende Bauteil (28) verbunden ist und der mit wenigstens zwei Strahlungsquellen (32, 33) mit fächerförmigen Strahlen (42, 43, 44) versehen ist, von denen die erste Lichtquelle (32) der ersten Diodenzeile (34) zugeordnet ist und von denen die zweite Lichtquelle (33) zwei einander senkrechte Strahlen (43, 44) sendet, die der zweiten bzw. dritten Diodenzeile (34; 38) zugeordnet sind.
  2. 2. Robotermontageeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i 0 h n e t , daß die beiden Diodenzeilen (34, 36), die in einer Linie (x-Achse) angeordnet sind, jeweils mit einem Rahmen (45; 46) versehen sind, die Jeweils einen Flächenbereich (x-z-Ebene) einschließen, der wenigstens annähernd senkrecht zu der dritten Diodenzeile (38) ausgerichtet ist (Figur 4).
  3. 3. Robotermontageeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine der seitlichen Begrenzungen der Strahlenbündel (42, 43), die der ersten und zweiten Diodenzeile (34, 36) zugeordnet sind, mit dem Justierbalken (30) einen rechten Winkel bildet (Figur 6).
  4. 4. Robotermontageeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zur Längenmessung (11, 12) eines beleuchteten Teils der Diodenzeilen (34 bzw. 36) eine Differenzmessung (112, 111) vorgesehen ist (Figur 6).
  5. 5. Robotermontageeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß das Koordinatensystem (x, y, z) rechtwinklig ist.
DE19823228373 1982-07-29 1982-07-29 Robotermontageeinrichtung Withdrawn DE3228373A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823228373 DE3228373A1 (de) 1982-07-29 1982-07-29 Robotermontageeinrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823228373 DE3228373A1 (de) 1982-07-29 1982-07-29 Robotermontageeinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3228373A1 true DE3228373A1 (de) 1984-02-02

Family

ID=6169641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823228373 Withdrawn DE3228373A1 (de) 1982-07-29 1982-07-29 Robotermontageeinrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3228373A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3627560A1 (de) * 1986-08-14 1988-02-18 Audi Ag Programmgesteuertes und sensorgefuehrtes fertigungs- und/oder montagesystem, insbesondere industrieroboter
DE3628750A1 (de) * 1986-08-23 1988-03-10 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum fuegen von bauelementen
DE19541880A1 (de) * 1995-11-09 1997-05-15 Otto Leiritz Vorrichtung und Verfahren zum Entnehmen von Teilen mit stationären Roboter- oder Handlingsystemen von bewegten Teilträgern mittels Greifer
EP2684653A1 (de) * 2012-06-20 2014-01-15 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robotersystem und Verfahren zur Herstellung einer Fassung

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3627560A1 (de) * 1986-08-14 1988-02-18 Audi Ag Programmgesteuertes und sensorgefuehrtes fertigungs- und/oder montagesystem, insbesondere industrieroboter
DE3628750A1 (de) * 1986-08-23 1988-03-10 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum fuegen von bauelementen
DE19541880A1 (de) * 1995-11-09 1997-05-15 Otto Leiritz Vorrichtung und Verfahren zum Entnehmen von Teilen mit stationären Roboter- oder Handlingsystemen von bewegten Teilträgern mittels Greifer
EP2684653A1 (de) * 2012-06-20 2014-01-15 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robotersystem und Verfahren zur Herstellung einer Fassung
CN103507071A (zh) * 2012-06-20 2014-01-15 株式会社安川电机 机器人系统和用于制造装配件的方法
CN103507071B (zh) * 2012-06-20 2016-01-13 株式会社安川电机 机器人系统和用于制造装配件的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1135237B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der stellungsgenauigkeit von effektoren an mechanismen und zur vermessung von objekten in einem arbeitsraum
EP0240023B1 (de) In einer Kunststoffkugel untergebrachte, opto-elektronische Anordnung
DE102009034529B4 (de) Automatisches Führungs- und Erkennungssystem sowie Verfahren für dieses
EP2227356B1 (de) Verfahren und system zum hochpräzisen positionieren mindestens eines objekts in eine endlage im raum
DE19781682B4 (de) Präzisionsvorrichtung mit nicht-steifer, nicht-präziser Struktur und Verfahren zum Betreiben derselben
DE3241510A1 (de) Verfahren zur steuerung von robotern oder anderen maschinen sowie einrichtung zur pruefung von teilen
DE3016361A1 (de) Verfahren und einrichtung zur elektro-optischen bestimmung der abmessungen, lage oder haltung eines objekts
WO2003091660A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der räumlichen koordinaten eines gegenstandes
EP1681111A1 (de) Fertigungseinrichtung, insbesondere Biegepresse und Verfahren zum Betrieb der Fertigungseinrichtung
DE19525482A1 (de) Vorrichtung zur Verschiebung und Positionierung eines Objektes in einer Ebene
DE10295831T5 (de) Verbesserter Laserjustiersensor zum Positionieren von Komponenten
DE4338223B4 (de) System zur Erfassung von Fehlern in einer Lackierung
DE4115846A1 (de) Verfahren zur beruehrungslosen raeumlichen positionsmessung in roboterarbeitsraeumen
DE3635076A1 (de) Roboteranlage mit beweglichen manipulatoren
DE19750947A1 (de) Videokamera mit Ablenkungseinrichtung zur Erhöhung der Auflösung
DE3612144A1 (de) Verfahren und einrichtung zur bestimmung der greifposition
DE202010008808U1 (de) Bearbeitungswerkzeug
WO2017137558A1 (de) Verfahren und anordnung zur hochgenauen positionierung einer robotergeführten interaktionsvorrichtung mittels radar
DE3228373A1 (de) Robotermontageeinrichtung
DE3730396A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen bestimmung der backenposition am greifer eines handhabungsautomaten
DE4017794A1 (de) Einrichtung zum feststellen der position eines beweglich angeordneten teils
EP3647714B1 (de) Sensoreinrichtung, einfangeinrichtung, bestimmungsverfahren und einfangverfahren zum bestimmen einer relativen position bzw. einfangen eines objektes im weltraum
DE102019102798A1 (de) Kombinieren zweier einzelner Robotermanipulatoren zu einem Robotersystem durch Kalibrieren
EP1471401B1 (de) Verfahren zur Einmessung des Koordinatensystems einer Kamera eines Roboters gegenüber dem Koordinatensystem des Roboters oder umgekehrt
DE10048952B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme unbekannter Raumpunkte in einer Arbeitszelle eines Roboters

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination