DE4019834A1 - Verfahren zur steuerung der bearbeitung eines werkstueckes, insbesondere eines zahnrades, mit von einem roboter gefuehrten sensor am werkzeug - Google Patents

Description

In den meisten Produktionsbetrieben sind die einzelnen Ferti­ gungsvorgänge noch nicht logistisch miteinander verkettet, so daß eine Identifikation der zu bearbeitenden Teile an jeder Station erneut notwendig ist. Der Bediener muß die anfallen­ den Werkstücke entsprechend der Typenvielfalt genau kennen, da­ mit er das richtige Programm für den Roboter anwählen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Be­ diener weitgehend von dieser Sorgfaltspflicht zu entlasten und damit den Gesamtprozeß sicherer und schneller zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale ge­ löst:

• a) ein vom Roboter gehaltener optischer Sensor wird auf das Werk­ stück ausgerichtet,
• b) der Sensor wird relativ zum Werkstück auf einer vorgegebenen Bahn bewegt und
• c) die bei der Bewegung anfallenden, für einzelne spezifische Merkmale des Werkstückes charakteristischen Signale des Sen­ sors werden miteinander verknüpft und hieraus ein Aufruf für das erforderliche Bearbeitungsprogramm abgeleitet.

Auf diese Weise werden die Bearbeitungsprogramme selbsttätig ermittelt.

Als optischer Sensor kann mit Vorteil ein Lichttaster verwen­ det werden, d. h. eine Reflexlichtschranke mit Fiberoptik.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels sei die Erfindung näher erläutert:

Teller- und Kegelräder kommen im Teile- und Typenmix in unter­ schiedlicher Losgröße an die Roboteranlage, in der sie entgratet werden sollen. Die Zahnräder 1 werden in das Backenfutter 3 des Drehtisches 4 eingelegt. Anschließend wird das zu entgratende Zahnrad gespannt und in die Bearbeitungsposition vor dem Roboter geschwenkt. Dieser fährt nun markante Punkte am Zahnrad 1 mit einem Lichtsensor 6, z. B. einer Reflexlichtschranke mit Fiber­ optik an.

Der Einfachheit der Darstellung halber wird der Lichtsensor 6 isoliert für sich in drei verschiedenen Lagen a, b, c dar­ gestellt. Er befindet sich mit dem nichtgezeigten Bearbeitungs­ werkzeug in einer Halterung 7, die von dem als gestrichelte Li­ nie 8 angedeuteten Roboter geführt wird. Dieser Roboter 8 wird durch eine numerische Robotersteuerung 9 gesteuert.

Der Ablauf der Erkennung läuft in folgender Weise: Zunächst wird das Zahnrad 1 im Mittelbereich in Richtung x1 axial angefahren; damit läßt sich erkennen, ob es sich um ein Teller- bzw. Kegelrad handelt.

Im zweiten Schritt wird in der Richtung x2 radial aus dem Mit­ telbereich bis zur Flanke des Zahnes 2 verfahren und damit der Durchmesser des Zahnrades erkannt.

Als nächster Schritt geschieht in der Lage b das pendelnde Ab­ tasten der Zahnflanke; damit ist ein Erkennen der Zahnteilung möglich.

Als vierter Schritt wird in einer Schrägrichtung des Lichtsen­ sors 6, angedeutet durch den Buchstaben c das Zahnrad 1 auf dem Kopfkreisdurchmesser in der Mitte der Zahnbreite angefahren. Da­ mit läßt sich die Drehlage des Zahnrades 1 erkennen.

Im letzten Schritt wird das Zahnrad 1 um die Drehachse x3 in Richtung des Doppelpfeiles 5 verschwenkt, und zwar mit Hilfe des Drehtisches 4. Hierdurch kann mit dem auf die Zähne 2 ausge­ richteten Lichtsensor 6 die Zähnezahl erfaßt werden.

Auf diese Weise läßt sich das Zahnrad 1 komplett identifizieren und seine Drehlage erkennen. Das entsprechende Entgratprogramm, welches im Hauptspeicher der Robotersteuerung 9 abgelegt ist, kann nun selbsttätig aufgerufen werden.

Während der Roboter das Entgratwerkzeug auf die Fräserausgangs­ position umorientiert, dreht auch der Tisch in seine Endstellung. Aus dieser wird das Zahnrad um 360° langsam gedreht, wobei der Roboter die als Unterprogramm abgelegte Zahnentgratung entspre­ chend der Zähnezahl des Rades n-mal wiederholt.

Claims (3)

1. Verfahren zur Steuerung der Bearbeitung eines Werkstückes, insbesondere eines Zahnrades, mit von einem Roboter geführten Werkzeug, gekennzeichnet durch folgen­ de Merkmale:

• a) ein vom Roboter gehaltener optischer Sensor (6) wird auf das Zahnrad (1) ausgerichtet,
• b) der Sensor (6) wird relativ zum Werkstück auf einer vorgegebe­ nen Bahn (x1, x2) bewegt,
• c) die bei der Bewegung anfallenden, für einzelne spezifische Merkmale des Werkstückes charakteristischen Signale des Sen­ sors werden miteinander verknüpft und hieraus ein Aufruf für das erforderliche Bearbeitungsprogramm abgeleitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Identifizieren von Zahnrädern, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) axiales Anfahren des Zahnrades (1) im Mittenbereich,
• b) radiales Verfahren (x2) aus der Mittelzone bis zur Flanke der Zähne (2) und
• c) pendelndes Abtasten der Flanken der Zähne (2).

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende zusätzliche Schritte:

• a) Anfahren des Zahnrades (1) auf den Kopfkreisdurchmesser in der Mitte der Zahnbreite und
• b) Drehen (x3) des Zahnrades (1) relativ zum Sensor (6).