DE3331101C2

DE3331101C2 - Überwachungsvorrichtung für ein von einem Industrieroboter gehaltenes Schweißwerkzeug

Info

Publication number: DE3331101C2
Application number: DE19833331101
Authority: DE
Inventors: Dieter 8520 Erlangen Berger
Original assignee: MANUTEC GESELLSCHAFT fur AUTOMATISIERUNGS- und HANDHABUNGSSYSTEME MBH 8510 FUERTH DE; Manutec Gesellschaft fuer Automatisierungs und Handhabungssysteme mbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-08-29
Filing date: 1983-08-29
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DE3331101A1

Abstract

Zur Überwachung der Brennerposition wird der Brenner (1) in vorgegebenen Abständen in eine mit Näherungsschaltern (3-6) arbeitende Meßstation (2) gefahren. Bei einer unzulässigen Abweichung von Soll- und Istposition wird der weitere Programmablauf unterbrochen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsvorrichtung für ein von einem Industrieroboter gehaltenes Schweißwerkzeug, insbesondere einen Brenner, das programmabhängig auf vorgegebenen Bahnen durch entsprechende Bewegungen des Roboters geführt ist.

Roboter werden heute in zunehmendem Umfang in der automatisiert Fertigung eingesetzt. Hierbei wird aus Sicherheitsgründen eine Reihe von Diagnose- und Überwachungsfunktionen in der Programmsteuerung vorgesehen, mit denen z. B. die Bewegungen überwacht und Fehler in der Steuerung erkannt werden können (vgl. z. B. Elektronik 1981, Heft 24, Seiten 81 und 82). Derartige Überwachungsroutinen finden naturgemäß auch beim Einsatz von Schweißrobotern Verwendung.

Beim Betrieb von Industrierobotern kann es durch Fehler bei der Programmierung, durch Defekte in der Steuerung oder durch eine Veränderung von Werkstückteilen im Arbeitsraum gegenüber dem beabsichtigten Zustand zu unbeabsichtigten Kollisionen zwischen dem Roboter bzw. dem Roboterwerkzeug und der Peripherie kommen. Hierdurch kann z. B. das gehaltene Schweißwerkzeug im Halter verdreht oder bei einem Brenner das Brennerzuführungsrohr verbogen werden. Im Rahmen einer automatisierten Fertigung würden hierdurch hervorgerufene Fehler unter Umständen erst zu einem späteren Zeitpunkt, z. B. bei der Endmontage, entdeckt. Dies erfordert dann unter Umständen zeitraubendes Nacharbeiten des fehlerhaft geschweißten Werkstückes.

Um Fehlschweißungen zu vermeiden, wäre deshalb eine Überwachung der Brennerposition auf unzulässige Veränderungen vorteilhaft.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, eine einfache Überwachungsvorrichtung für das Schweißwerkzeug zu schaffen, mit der unzulässige Positionsänderungen des Schweißwerkzeuges im Hinblick auf den Roboter erkannt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch in einer Ebene kreuzförmig um eine Meßposition angeordnete Näherungssensoren, die entsprechend dem Abstand zu einem zwischen die Näherungsschalter einfahrbaren zylindrischen Teil des Schweißwerkzeuges ansprechen, gelöst.

Durch den Einsatz einer derartigen Positionsüberwachung lassen sich veränderte Brennerpositionen rechtzeitig erkennen und damit durch eine Programmunterbrechung und Störungsbehebung weitere Fehlschweißungen an folgenden Teilen ausschließen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind als Sensoren vier äquidistante Näherungsschalter in einer Ebene kreuzförmig um die Meßposition angeordnet. Beim Einfahren eines richtig justierten Brenners sprechen alle vier Näherungsschalter an. Wird eine Toleranzmarke über-

f 2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1.

gekennzeichnet durch den (fiherungsschaltern (3-6) zugeordnete Anzeigeiaapen (9). /

schritten, d. h. weicht der Brenner in irgendeiner Richtung zu stark von der Sollposition ab. so wird dies zu einem fehlenden Sensorsignal führen. Dieses löst nun wiederum die Nothaltfunktion innerhalb der Programmsteuerung aus.

Damit auf einfache Weise eine Sichtkontrolle möglich ist, in welcher Richtung das Schweißwerkzeug unzulässig geboten ist, können den einzelnen Näherungsschalter!! noch Anzeigeleuchten zugeordnet sein.

Kl Anstelle von vier Näherungsschaltern sind selbstverständlich auch andere Meßsysteme z. B. auf optischer Basis denkbar, mit denen innerhalb einer Überwachungsvorrichtung das Abweichen eines definierten Werkzeugteils von der geforderten Sollage erkannt werden kann.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher beschrieben; es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine schematisch angedeutete Überwachungsvorrichtung imd

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1.

Die Überwachungsstation, die in definierter Entfernung vom Koordinatenursprung des Robotersystems angeordnet ist, besteht aus einem kastenförmigen Behälter 2 mit einer Öffnung, in die der Brenner 1 eingefahren werden kann. Dieser vom Arm des nichtdargestellten Roboters gehaltene, teilweise gezeigte Brenner 1 hat ein zylindrisches Endstück 8, das durch ein Sollpositionssignal w_s im Programm der Robotersteuerung in die gezeigte Stellung gefahren werden soll. Im Idealfall stimmt die durch den Programmbefthl erreichte Istposition W₁ des zylindrischen Teils 8 mit einer definierten Meßposition w_m in der Überwachungsvorrichtung 2 überein. Um diese Meßposition \v„, sind vier in einer Ebene liegende Näherungsschalter 3 bis 6 angeordnet, deren Abstand von diesem Meßpunkt je nach der geforderten Wiederholgenauigkeit in Richtung der Doppelpfeile 7 einstellbar ist. Nimmt das Werkzeug, in diesem Fall der zylindrische Teil 8 des Brenners 1, bei einem Befehl w_s eine Istposition w,· ein, die mit der Meßposition w_m übereinstimmt, wie durch den durchgezogenen Kreis in Fig. 2 angedeutet, so sprechen alle vier Näherungsschalter 3 bis 6 an. Dies ist dann ein Indiz dafür, daß der Brenner 1 relativ zum Roboter die gewünschte Position hat. Ist infolge von Störungen der Brenner 1 in der Halterung um den Wert S verschoben, d. h. nimmt er die gestrichelt in Fig. 2 angedeutete Istposition w, ein, so liegen in X- und K-Richtung Positionsfehler Δχ bzw. Ay vor. Überschreiten diese Positionsfehler vorgegebene Werte, so werden gemäß dem vorliegenden Beispiel die Näherungsschalter 4 und 6 nicht mehr ansprechen. Das dann fehlende Signal führt zu einem Programmhalt. Nach Ausrichten des Werkzeuges kann dann das Programm weiter fortgesetzt werden. Damit man erkennen kann, in welcher Richtung das Werkzeug unzulässig verschoben ist, ist jedem der Näherungsschalter 3 bis 6 eine Anzeigelampe 9 zugeordnet - es ist nur die Lampe zum Näherungsschalter 4 dargestellt -, deren Anzeige als Indiz für die Richtung der Abweichung benutzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche

4. Überwachungsvorrichtung für ein von einem Industrieroboter gehaltenes Schweißwerkzeug, insbesondere Brenner, das programmabhängig auf vorgegebenen Bahnen durch entsprechende Bewegungen des Roboters führbar ist, gekennzeichnet durch in einer Ebene kreuzförmig um eine Meßposition (w_m) angeordnete Näherungssensoren (3-6), die entsprechend dem Abstand zu einem zwischen die Näherungsschalter einfahrbaren zylindrischen Teil (8) des Schweißwerkzeuges (1) ansprechen.

Γ J