DE3311526A1

DE3311526A1 - Verfahren zum halbautomatischen programmieren von industrierobotern

Info

Publication number: DE3311526A1
Application number: DE19833311526
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 7250 Leonberg Boley
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1984-10-11
Also published as: DE3311526C2

Description

-, ι

Fraunhofer-Gesellschaft _-Ί-. „ ^D· ^Boley Leonrodstraße 54 . · ' ' .^l- .

8000 München 19

Verfahren zum halbautomatischen Programmieren von Industrierobotern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum halbautomatischen Programmieren von Industrierobotern bei komplexen Bewegungsbahnen entlang von,vorgegebenen Konturen.

Der zeitliche Aufwand zum Erstellen von Programmen ist v.a. beim Gußputzen und Entgraten, aber auch beim Bearbeiten mit Industrierobotern ein erheblicher Kostenfaktor. Diesen Aufwand zu vermindern ist Ziel der Erfindung'.

Eine grob programmierte Bewegungsbahn wird hierzu in einem Meßzyklus verfeinert, und Programmpunkte werden entsprechend der Sollkontur definiert.

Bei dem Verfahren wird ein nachgiebig gelagertes Werkzeug verwendet. Mit diesem kann ein Werkstück abgetastet werden. Die Auslenkung des Werkzeuges aus einer vorgegebenen Nullstellung wird von einer Meßvorrichtung registriert. Eine Rückkopplung bewirkt, daß diese Auslenkung über eine Bewegung des Industrieroboters ausgeglichen wird.

Durch· DE 3046634 wird ein Verfahren zum Abtasten von Körpern mittels eines Tasters beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Abweichung der Bewegungsbahn von der Geometrie des Werkstückes als Länge gemessen und abgespeichert. Diese Daten dienen zur Korrektur des Bewegungsprogrammes.

Wesentliche Nachteile dieses Verfahrens sind:

- Die Verwendung eines separaten Tasters

- Der Aufwand zum Messen, Speichern und Verarbeiten von Abweichungen der Bewegungsbahn gegenüber der Sollbahn

- Die gesteuerte Korrektur des Programmes verursacht, daß der absolute Fehler des Industrieroboters eingeht

λ ..-. :' " J311526

- Die maximal vorkommende Abweichung zwischen vorprogrammierter Bahn und Sollbahn muß noch im Meßbereich des Fühlers liegen.

Diese Nachteile hat die Erfindung nicht. Taster und Werkzeug sind identisch. Es entstehen somit, keine Justierpro- , blerae. Die Abweichung zwischen Bewegungsbahn und Sollbahn wird nicht explizit gemessen/ sondern sofort ausgeregelt. Durch diese on-line Regelung geht in das Programm auch nur die Wiederholgenauigkeit als Fehler ein, und nicht die bei weitem schlechtere Absolutgenauigkeit.

Für die Abweichung der vorprogrammierten" Bahn von der Sollbahn gibt es in Bezug auf die.maximale Auslenkung des nachgiebig aufgehängten Werkzeuges keine Beschränkung..

Zusätzlich kann durch die nachgiebige Lagerung des Werkzeuges beim Bearbeiten eine unerlaubte Geometrie oder auch ein Grat an einem Werkstück als Abweichung von der Sollauslenkung registriert und das Programm entsprechend modifiziert fortgeführt werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : Ein Beispiel für ein nachgiebig gelagertes Werkzeug mit einstellbarer Anpreßkraft und Meßsystem

Fig. 2 : Konturbereiche an einem Werkstück Fig. 3a: Der Abtastvorgang

Fig. 3b: Der Abtastvorgang bei äquidistanten Punktdefinitionen

Fig. 4 : Pendelndes Abtasten zum Erfassen der Werkzeugorientierung

Fig. 5 : Ein Industrieroboter-Arbeitsplatz mit einem Werkzeug nach Fig. 1 beim Abtasten an einem Werkstück

In Figur 1 ist eine Ausführungsform eines Werkzeuges mit Wegmeßsystem dargestellt. An der Grundplatte 1 ist hier über eine drehbare Lagerung 2 eine Frässpindel 3 befestigt. Der Druck- -? luftzylinder 4 erzeugt eine frei einstellbare Anpreßkraft des

COPY

Werkzeuges an das Werkstück. Mit dem Potentiometer 5 kann eine Auslenkung des Werkzeuges vom· Sollwert gemessen werden.

In Figur 2 ist ein Körper 9 gezeigt, dessen Kontur"6 mit dem Industrieroboter abgefahren werden soll. Hierzu müssen zunächst konventionell die Punkte A, B und C angefahren und abgespeichert werden, bevor die Bahn automatisch abgetastet werden kann. Die Bahn zwischen A'und B und zwischen B und C muß jeweils mit einer gewissen Toleranzbreite in einer Ebene liegen.

Der maximale Höhenunterschied ^h der Kontur zwischen zwei ; Punkten ist dabei unabhängig vom Hub"des nachgiebig'gelagerten

Werkzeuges, da beim Abtasten wie in Figur 3 dargestellt bei j

einer gewissen Auslenkung des Werkzeuges der ^ndustrierobo- \

' ter durch eine entsprechende Bewegung diese wieder auf den '■ Sollwert bringt. Die Ausgleichsbewegung kann senkrecht zum

Werkzeug oder raumfest nach oben oder in beliebiger Richtung , erfolgen.

Dieses Signal "Auslenkung des Werkzeuges zu groß" kann gleichzeitig auch als Signal zum Setzen von Punkten verwendet werden wie in Figur 3a dargestellt. Mit Hilfe eines Taktgebers können äquidistante Stützpunkte erzeugt werden (Fig. 3b). Auch Kriterien für die Abhängigkeit des Signales zum Setzen von Punkten von der Geometrie sind möglich.

Beim Abfahren der Bahn durch den Industrieroboter zum Bearbeiten des Werkstückes können die gesetzten Punkte bei relativ geringen Genauigkeitsanforderungen und einem dichten Punktraster mit Punkt-zu-Punkt-Steuerung angefahren werden. Bei größeren Anforderungen auch in Linear-, Zirkular- oder Parabel interpolation. ■

Die Orientierung des Werkzeuges kann sich entweder kontinuierlich von A nach B ändern, oder aber entsprechend einem einfachen Kriterium automatisch immer in einem bestimmten Winkel zu Kontur ausgerichtet werden. Als Information kann hier dienen, ob das Werkzeug vor dem Setzen des Punktes nach oben oder nach unten ausgelenkt war, und wie dies bei den voranliegenden μ-ciukten gewesen ist. Eine andere Möglichkeit ist das Pendeln 11 ujt den. Ort, an dem" ein Punkt automatisch gesetzt.werden soll, um_

die Steigung der Kontur zu ermitteln.

COPY j

- Leerseite -

Claims

2311526

Patentansorüchc

ι Λ . Jverf ahren zum halbautomatischen Programmieren von Industrierobotern bei komplexen Beweuungsbahnun, dadurch gekennzeich-. net, daß an dem Industrieroboter ein Werkzeug (3), das nachgiebig gelagert (2) über einen Druckluftzylir.der (4) an. ein Werkstück (9) angedrückt, und über ein Xeßsystern (5) die Abweichung der Auslenkung vom Sollwert registriert wird, angebracht ist, und mit diesem eine Sollkontur (6) abgetastet (12) und der Industrieroboter ständig so geregelt wird, daß anstatt der groben Bahn (7) die genauere Bewegungsbahn (10) erzeugt wird, bei der sich die Werkzeugorientierung zwischen den Grobpunkten A, B und C kontinuierlich ändert, und daß durch die überprüfung der Auslenkung des. Werkzeuges beim Bearbeitungsvorgang eine ständige Prozeßüberwachung und Rege-'lung sehr einfach möglich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft durch Federn, Gummielemente oder ähnliches erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1-2 dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugorientierung durch eine Erfassung vorangegangener Ausgleichsbewegungen des Roboters der Werkstückkontur angepaßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugorientierung durch eine Erfassung der nahen Umgebung

(11) eines Punktes mittels einer pendelnden Bewegung an die werkstückkontur angepaßt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß ein • Werkstück (9) von einem Industrieroboter gehandhabt wird, und ein nachgiebig gelagerter Greifer die Funktion der Messung der Auslenkung vom Sollwert übernimmt. Das Werkzeug ist hierbei .fest im Arbeitsraum des Industrieroboters installier

COPY BADORIGiNAL ώ
6. Verfahren nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkstück (9) von einem Industrieroboter gehandhabt „. wird, der Greifer starr am Roboter angeflanscht ist, und das Werkzeug im Arbeitsraum installiert ist, und mit einer Nachgiebigkeit und einem Meßsystein (5) entsprechend Anspruch 1 mit dem Industrieroboter verkettet ist. ;