DE4019516A1 - Industrierobotereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Industrierobotereinrichtung mit einer Vielzahl Roboter, die gemeinsam eine Fahrschiene benützen.

Eine beispielhafte konventionelle Industrierobotereinrich­ tung gemäß der JP-Patentanmeldung 62-2 47 214 hat eine Viel­ zahl Roboter, die eine Fahrschiene gemeinsam benützen.

Dabei wird jeder Roboter bewegt, indem er entlang der Fahr­ schiene geführt wird, und führt ausschließlich einen ge­ sonderten Arbeitsvorgang aus, so daß Roboterarbeiten wie etwa die Bearbeitung eines Werkstücks mit hoher Produktivi­ tät ausführbar sind.

Bei der oben angegebenen konventionellen Industrieroboter­ einrichtung kann jedoch eine aus der Bewegung eines anderen Roboters resultierende Ablenkung der Fahrschiene zu einer Verlagerung eines gerade arbeitenden Roboters führen. Eine solche Verlagerung des gerade arbeitenden Roboters führt zu einer Verschlechterung der Präzision des Arbeitsvorgangs.

Es ist ferner denkbar, daß die Fahrschiene an der Decke einer Fertigungshalle installiert ist, um den Hallenboden wirksam ausnützen zu können. Es ist jedoch schwierig, die Steifigkeit der eingebauten Fahrschiene zu erhöhen, und Lage und Zustand des arbeitenden Roboters werden durch die Bewegung eines anderen Roboters geändert.

Daraus resultiert das Problem, daß die erforderliche Be­ arbeitungspräzision nicht erreichbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Lösung des genannten Problems unter Bereitstellung einer Industrierobotereinrichtung, mit der eine hohe Bearbeitungspräzision erreichbar ist.

Die Industrierobotereinrichtung nach der Erfindung umfaßt eine eine Fahrschiene, eine Vielzahl Roboter, die die Fahr­ schiene gemeinsam benützen und entlang derselben verfahrbar angeordnet sind und jeweils zur Ausführung einer Roboter­ arbeit an der Fahrschiene angehalten werden, eine Arbeits­ befehlseinheit, die wenigstens einen der Vielzahl Roboter anweist, eine vorbestimmte Roboterarbeit auszuführen, und eine Steuereinheit, die die übrigen Roboter in einem vor­ bestimmten Zustand hält, während der von der Arbeitsbe­ fehlseinheit zur Ausführung einer Roboterarbeit angewiesene Roboter arbeitet.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungs­ beispiels der Industrierobotereinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt II-II nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels erläutert; und

Fig. 6 eine Perspektivansicht eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels.

Nach den Fig. 1 und 2 ist eine Vielzahl von Stützen 2 auf­ recht auf dem Boden 1 einer Fertigungshalle oder derglei­ chen vorgesehen, um eine Fahrschiene 3 abzustützen. Ein erster Roboter 4 und ein zweiter Roboter 5 sind an der Fahrschiene 3 so vorgesehen, daß sie davon herabhängen und entlang der Fahrschiene 3 verfahrbar sind. Die beiden Ro­ boter 4 und 5 sind mit Antriebseinheiten 7 bzw. 8 versehen. Ein Werkstück 6 ist auf dem Boden 1 angeordnet.

Nach Fig. 3 sind an dem Werkstück 6 Arbeitspunkte A1-A5 und B1-B5 vorgegeben. Ein Steuersystem 18 ist ferner mit der Antriebseinheit 7 des ersten Roboters 4 und der Antriebs­ einheit 8 des zweiten Roboters 5 verbunden.

Nach Fig. 4 hat das Steuersystem 18 eine erste Roboter­ steuereinheit 9 und eine zweite Robotersteuereinheit 10, die mit den Antriebseinheiten 7 bzw. 8 sowie mit einem Ein- Ausgabebaustein 13 verbunden sind. An den Ein-Ausgabebau­ stein 13 sind eine Arbeitsbefehlseinheit 11 und eine Steu­ ereinheit 12 angeschlossen. Die Arbeitsbefehlseinheit 11 enthält ein Programm zur Betätigung des ersten und des zweiten Roboters 4 und 5, und die Steuereinheit 12 enthält ein Programm zur Steuerung der Bewegungen des ersten und des zweiten Roboters 4 und 5. Ein Rechner 14 ist ebenfalls an den Ein-Ausgabebaustein 13 angeschlossen. Der Rechner 14 enthält eine CPU 15 sowie einen RAM 16 und einen ROM 17, die mit der CPU 15 verbunden sind.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 5 der Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels erläu­ tert. Dabei wird angenommen, daß der erste Roboter 4 nach­ einander Arbeitsschritte A1-A5 an den Arbeitspunkten A1-A5 am Werkstück 6 und der zweite Roboter 5 nacheinander Ar­ beiten B1-B5 an den Arbeitspunkten B1-B5 ausführt.

In Schritt 19 werden der erste und der zweite Roboter 4 und 5 zuerst von den Steuereinheiten 9 und 10 im Steuersystem 18 zu den Arbeitspunkten A1 und B1 verfahren. In Schritt 20 führen der erste Roboter 4 und der zweite Roboter 5 gleich­ zeitig die Arbeiten A1 bzw. B1 aus, und zwar auf der Basis des von der Arbeitsbefehlseinheit 11 ausgegebenen Befehls. In gleicher Weise werden der erste und der zweite Roboter 4 und 5 in Schritt 21 zu den Arbeitspunkten A2 bzw. B2 ver­ fahren und führen dann gleichzeitig die Arbeiten A2 bzw. B2 auf der Basis des Befehls von der Arbeitsbefehlseinheit 11 in Schritt 22 aus.

Dann wird der zweite Roboter 5 auf der Basis des Befehls von der Steuereinheit 12 in Schritt 23 in einem Ruhezustand gehalten, während der erste Roboter 4 in Schritt 24 zum Arbeitspunkt A3 verfahren wird. Der erste Roboter 4 führt dann die hohe Präzision erfordernde Arbeit A3 auf der Basis des Befehls von der Arbeitsbefehlseinheit 11 in Schritt 25 aus. Nachdem die Arbeit A3 beendet ist, wird der erste Roboter 4 in Schritt 26 auf der Basis des Befehls von der Steuereinheit 12 in einem Ruhezustand gehalten, und dann wird die Bewegung zum Arbeitspunkt A4 gestartet. Der zweite Roboter 5 wird in Schritt 27 zum Arbeitspunkt B3 verfahren und führt in Schritt 28 die Arbeit B3 aus.

Wenn der erste und der zweite Roboter 4 und 5 in Schritt 29 vollständig zu den Arbeitspunkten A4 bzw. B4 verfahren sind, führen sie in Schritt 30 gleichzeitig die Arbeiten A4 bzw. B4 auf der Basis des Befehls von der Arbeitsbe­ fehlseinheit 11 aus.

Dann wird der erste Roboter 4 in Schritt 31 zu einem Ende der Fahrschiene 3, das vom zweiten Roboter 5 entfernt ist, auf der Basis des Befehls von der Steuereinheit 12 verfah­ ren. In diesem Zustand wird der zweite Roboter 5 in Schritt 32 zum Arbeitspunkt B5 verfahren und führt auf der Basis des Befehls von der Arbeitsbefehlseinheit 112 in Schritt 33 die Arbeit B5 aus. Da der erste Roboter 4 bereits zurück­ gezogen wurde, gelangt zu diesem Zeitpunkt der zweite Ro­ boter 5 mit dem ersten Roboter 4 auch dann nicht in Kon­ takt, wenn der Arm des zweiten Roboters 5 während der Ar­ beit B5 kräftig bewegt wird.

Wenn auf diese Weise die Arbeit B5 abgeschlossen ist, wird, da eine Serie von Arbeitsgängen vollständig vom zweiten Roboter 5 ausgeführt ist, der zweite Roboter 5 auf der Basis des Befehls von der Steuereinheit 12 in Schritt 34 im Ruhezustand gehalten, und der erste Roboter 4 wird in Schritt 35 zum Arbeitspunkt A5 verfahren und führt in Schritt 36 die Arbeit A5 auf der Basis des Befehls von der Arbeitsbefehlseinheit 11 aus.

In den Schritten 19-36 haben die beiden Roboter 4 und 5 zwar eine Serie von Arbeitsschritten vollständig ausge­ führt; wenn das Werkstück 6 durch ein neues Werkstück ersetzt wird, wird, beginnend mit Schritt 19, eine neue Serie von Arbeitsschritten ausgeführt.

Wenn also eine Arbeit mit hoher Präzision unter Einsatz eines der beiden Roboter 4 oder 5 durchzuführen ist oder wenn die Gefahr eines Kontakts der beiden Roboter 4 und 5 besteht, wird auf diese Weise der jeweils andere Roboter in einem vorbestimmten Zustand, z.B. einem Ruhe- oder Rück­ zugszustand, gehalten. Daher ist es möglich, die Präzision, den Wirkungsgrad und die Sicherheit eines Arbeitsprozesses unter Anwendung der Industrierobotereinrichtung zu verbes­ sern, bei der die Fahrschiene 3 von mehreren Robotern 4 und 5 gemeinsam benützt wird; dadurch können die Investitions­ kosten vermindert werden.

Bei der Industrierobotereinrichtung werden die Roboter­ arbeitsgänge vorher durch die Arbeitsbefehlseinheit 11 und die Steuereinheit 12 nach Maßgabe der Steuerfolge von Fig. 5 vorgegeben. Dadurch werden die Sicherheit und die Präzi­ sion der von den Robotern auszuführenden Arbeitsschritte verbessert.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Dabei sind zwei parallele Fahrschienen 3a und 3b auf Stützen 2a und 2b abgestützt. Querschienen 37 und 38 sind an beiden Enden beweglich auf den Fahrschienen 3a und 3b gehaltert. Die Querschienen 37 und 38 tragen einen ersten Roboter 4 bzw. einen zweiten Roboter 5 derart, daß diese entlang den Quer­ schienen 37 und 38 verfahrbar sind. Es werden die gleichen Roboterarbeiten wie beim ersten Ausführungsbeispiel unter Anwendung der gleichen Steuereinheit 18 des Ausführungsbei­ spiels von Fig. 4 ausgeführt. Dabei wird einer der Roboter 4 und 5 in einem vorbestimmten Zustand, z.B. einem Ruhe- oder Rückzugszustand, gehalten, während der andere Roboter eine Arbeit ausführt, so daß eine Erhöhung der Präzision und Sicherheit der Bearbeitung erreichbar ist.

Jedes der beiden obigen Ausführungsbeispiele betrifft zwar einen Fall mit zwei Robotern, aber die Erfindung ist nicht auf diese Anzahl beschränkt; es können drei oder mehr Ro­ boter an einer Fahrschiene montiert sein.

Claims (4)

1. Industrierobotereinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Fahrschiene (3);
eine Vielzahl Roboter (4, 5), die die Fahrschiene (3) gemeinsam benützen und entlang derselben verfahrbar ange­ ordnet sind und jeweils zur Ausführung einer Roboterarbeit an der Fahrschiene angehalten werden;
eine Arbeitsbefehlseinheit (11), die wenigstens einen der Vielzahl Roboter (4, 5) anweist, eine vorbestimmte Roboterarbeit auszuführen; und
eine Steuereinheit (12), die die übrigen Roboter in einem vorbestimmten Zustand hält, während der von der Ar­ beitsbefehlseinheit (11) zur Ausführung einer Roboterarbeit angewiesene Roboter arbeitet.

2. Industrierobotereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (12) die Roboter mit Ausnahme des­ jenigen Roboters, der von der Arbeitsbefehlseinheit (11) zur Ausführung einer Roboterarbeit angewiesen ist, in einem Ruhezustand hält.

3. Industrierobotereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (12) die Roboter mit Ausnahme des­ jenigen Roboters, der von der Arbeitsbefehlseinheit (11) zur Ausführung einer Roboterarbeit angewiesen ist, zu einem Ende der Fahrschiene (3) zurückzieht und sie in einem Rück­ zugszustand hält.

4. Industrierobotereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrschiene ein Paar von zueinander parallelen Hauptschienen (3a, 3b) und eine der Vielzahl Roboter (4, 5) entsprechende Vielzahl Querschienen (37, 38), die an beiden Enden der Hauptschiene (3a, 3b) verfahrbar abgestützt sind, umfaßt, und daß die Vielzahl Roboter (4, 5) jeweils ver­ fahrbar an den Querschienen (37, 38) gehaltert ist.