DE69408118T3

DE69408118T3 - Roboter-vorrichtung

Info

Publication number: DE69408118T3
Application number: DE69408118T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Hashimoto; Tomoki Ohya
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2014-10-07
Also published as: KR0152156B1; JPH07116988A; EP0674978A4; EP0674978A1; DE69408118T2; DE69408118D1; WO1995011115A1; KR950704093A; EP0674978B1; EP0674978B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Robotervorrichtung, und insbesondere eine Robotervorrichtung, die keine Verbindungskabel zwischen Roboter und Steuergerät der Robotervorrichtung benötigt.
Fig. 4 zeigt eine konventionelle Robotervorrichtung. In Fig. 4 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Roboter und Bezugszeichen 2 eine Steuerung für die Robotervorrichtung. Die Steuerung 2 ist außerhalb eines Sicherheitsgitters 3, das den Roboter 1 umgibt, mit dem Roboter 1 über ein Verbindungskabel 4 verbunden.
Der Roboter 1 hat Servomotoren, um entsprechende Achsen einer Hand, eines Arms, etc. anzutreiben, Impulscodierer, um deren Position festzustellen, und verschiedene Sensoren etc.. Die Steuerung 2 hat einen Steuerschaltkreis, einen Servoverstärker und eine Bedienkonsole etc.. Das Verbindungskabel 4 zur Verbindung von Roboter 1 mit Steuerung 2 besteht aus einem Leistungskabel, um die Servomotoren des Roboters 1 anzutreiben, und einem Signalkabel, um die Signale der Sensoren zu übertragen. Das Verbindungskabel 4 ist durch Verlegen in passender Weise, wie in einem Kabelkanal, Schacht o.ä. im Boden, auf dem der Roboter 1 installiert ist, geschützt.
Die Steuerung 2 ist üblicherweise auf einem für das Bedienpersonal bestimmten Weg auf dem Boden, auf dem der Roboter 1 installiert ist, und außerhalb des Sicherheitsgitters, das den Betriebsbereich des Roboters umgibt, installiert. Ist ein solcher Raum für die Installation nicht verfügbar, kann eine Brücke über den Roboter 1 vorgesehen werden, um die Steuerung 2 darauf zu installieren. In jedem Fall ist der Roboter 1 mit der vom Roboter 1 entfernten Steuerung 2 über ein Verbindungskabel verbunden und das Verbindungskabel ist mit einer Schutzausrüstung versehen.
Da die konventionelle Steuerung 2 vom Roboter 1 entfernt installiert ist, kann auf das Verbindungskabel nicht verzichtet werden, und dementsprechend wird Raum für die Installation des Verbindungskabels 4 und Schutzausrüstung für das Kabel 4 benötigt. Das Verbindungskabel 4 muß für alle Servomotoren des Roboters 1 Energieversorgungskabel und darüber hinaus mehrere Signalkabel aufweisen. Dadurch ist eine beträchtliche Anzahl von Adern im Verbindungskabel 4 enthalten und je größer die Entfernung zwischen Roboter 1 und Steuerung 2 ist, desto höher sind die Herstellungskosten für die Robotervorrichtung. Weiterhin, da die Steuerung 2 außerhalb des Betriebsbereichs des Roboters 1 installiert werden muß, z. B. außerhalb des Sicherheitsgitters 2, muß eine Fläche zur Installation der Steuerung 2 sichergestellt sein.
Ist es ist erforderlich, in einer Fabrik Umbauten vorzunehmen, wie eine Verlegung der Steuerung 2, muß diese vom Roboter 1 gelöst werden. Das wird durchgeführt, indem der Anschluß des Verbindungskabels 4 entfernt wird. Da das Verbindungskabel 4 sehr schwer ist, ist die Handhabung des Kabels 4 beim Entfernen und Wiederinstallieren nicht leicht. Darüber hinaus ist die Einrichtung zum Schutz des Verbindungskabels 4 zusätzlich nötig. Auch wenn der Roboter 1 um z. B. einen Meter verschoben wird, ist schwere Arbeit erforderlich.
Unter Berücksichtigung des Vorstehenden ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Robotervorrichtung zu schaffen, die kein teueres Verbindungskabel zur Verbindung von Roboter und Steuerung benötigt.
Die genannte Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß eine Robotervorrichtung, bestehend aus einem Roboter, einem Steuergerät zum Ansteuern des Roboters, einem Lehrpendant und einem Sicherheitsgitter vorgesehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät neben dem Roboter in einem Totraum des Arbeitsbereichs installiert ist, der innerhalb des Arbeitsbereichs des Roboters, jedoch außerhalb des Arbeitsraumes liegt, eine Betätigungsbox an das Steuergerät über ein Systemverbindungskabel angeschlossen und an der Außenseite des Sicherheitsgitters installiert ist, das den Betriebsbereich des Roboters umschließt und das an die Betätigungsbox angeschlossene Lehrpendant, an der Außenseite des Sicherheitsgitters angeordnet ist.
Nach der vorliegenden Anordnung wird das Steuergerät mit einem Servoverstärker zum Antrieb der Servomotoren des Roboters neben dem Roboter installiert, wodurch die Ausgänge des Steuergeräts direkt mit dem Roboter verbunden werden können. Andererseits, da Betätigungsbox und Lehrpendant aus Sicherheitsgründen nicht innerhalb des Sicherheitsgitters installiert werden können, sind sie vom Steuergerät gertrennt außerhalb des Sicherheitsgitters angeordnet. Da die Betätigungsbox und das Lehrpendant klein und leicht sind, können sie am Sicherheitsgitter eingehakt werden und es wird keine Fläche für ihre Installation benötigt.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung einer Robotervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild mit der Anordnung eines Steuergerätes;
Fig. 3 ist eine Ansicht einer Betätigungsbox der Steuereinrichtung; und
Fig. 4 zeigt eine konventionelle Robotervorrichtung.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Einrichtung einer Robotervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Die Robotereinrichtung besteht aus einem Roboter 11 und einer Steuerung, die aus einem Steuergerät 12, einer Betätigungsbox 13 und einem Lehrpendant 14 zusammengesetzt ist. Das Steuergerät 12 der Steuerung ist innerhalb des den Betriebsbereich des Roboters 14 umgebenden Sicherheitsgitters 15 installiert. Die Betätigungsbox 13 und das Lehrpendant 14 sind außerhalb des Sicherheitszauns angeordnet.
Das Steuergerät 12 der Steuerung ist nähe des Roboters 11 in einem Totraum des Arbeitsbereichs des Roboters 11 installiert. Im einzelnen liegt diese Stelle innerhalb der Fläche des ringförmigen Bereichs, den der Roboter 11, wenn er sich um seine vertikale Achse dreht, nicht erreichen kann, sowie innerhalb des ringförmigen Bereichs, den der Roboter 12, wenn er um seine horizontale Achse rotiert, nicht erreichen kann. Es handelt sich nämlich um den Totraum, der systembedingt frei bleibt. Die Größe des Steuergerätes 12 kann dadurch verringert werden, daß es entfernt von der Betätigungsbox 13 und dem Lehrpendant 12 angeordnet wird. Somit kann das Steuergerät 12 in einem sehr kleinen Totraum installiert werden.
Da das Steuergerät 12 in der Umgebung des Roboters 11 liegt, ist kein spezielles Verbindungskabel zum Anschluß notwendig und das Steuergerät 12 ist mit seinem Stecker direkt mit einem Stecker des Roboters 12 verbunden. Das Steuergerät 12 ist mit der Betätigungsbox 13 und diese mit dem Lehrpendant 14 jeweils über ein Systemverbindungskabel verbunden.
Es ist vorzuziehen, daß die Betätigungsbox 13 und das Lehrpendant 14 der Steuerung mit geeigneten Haken ausgerüstet sind und an eine Trägersäule oder einen Stabilisierungsring außen am Sicherheitsgitter 15 eingehängt sind. Die Betätigungsbox 13 kann am Sicherheitsgitter 15 fest angebracht sein.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Steuergeräts 12. Es weist eine Steuerschaltung 12a zur Steuerung des Roboters 11 als Ganzes und einen Servoverstärker 12b zum Antrieb der in den Roboter 11 eingebauten Servomotoren auf. Die Steuerschaltung 12a hat eine Ein/Aus-Steuerung und einen Not-Aus-Schaltung 12aa, die auf den Zustand eines Bedienschalters an der Betätigungsbox 13 reagieren. Di Steuerschaltung 12a weist weiterhin eine serielle Schnittstelle 12ab zur Kommunikation mit dem Lehrpendant 14 oder einer anderen Kommunikationssteuereinheit über die Betätigungsbox 13 auf, soweit sich diese Komponenten auf die Verbindung zur Betätigungsbox 13 beziehen.
Obwohl nicht dargestellt, umfaßt die Steuerschaltung 12a weiter einen Prozessor zum Steuern der Robotervorrichtung als Ganzes, einen Lesespeicher, in dem ein Systemprogramm abgelegt ist, einen Wahlzugriffsspeicher, in dem Roboterbedienprogramme, etc. abgelegt sind, einen digitalen Servosteuerschaltkreis zum Ansteuern der Servoverstärker 12b, eine Analog/Digital-Ein-/Ausgabe-Schaltung zur Verbindung mit einer externen Einheit etc.. Obwohl nicht dargestellt, hat das Steuergerät 12 weiter einen Speicher großer Kapazität, in dem Lehrdaten abgelegt sind, eine Stromversorgung usw..
Fig. 3 zeigt eine Außenansicht der Betätigungsbox 13 der Steuerung. An der Vorderseite der Konsole der Betätigungsbox 13 sind zur Steuerung der Stromversorgung ein EIN-Schalter 13a und ein AUS-Schalter 13b, eine Not-Aus-Taste 13c, eine Schnittstelle 13d, mit der andere Kommunikationseinheiten anschließbar sind, eine Lehrpendant-Schnittstelle 13e, mit der das Lehrpendant 14 angeschlossen wird und einen Lehrpendant-Verbindungsschalter 13f.
Der EIN-Schalter 13a, der AUS-Schalter 13b und die Not-Aus-Taste 13c sind mit der Ein-/Aus-Steuerung und der Not-Aus-Schaltung 12aa des Steuergerätes 12a verbunden. Ein- und Ausschalten sowie Not-Aus der Stromversorgung können von außerhalb des Sicherheitsgitters 15 bewirkt wird. Die serielle Schnittstelle 12a des Steuerschaltgerätes 12a ist mit dem Lehrpendant 14 über die Lehrpendant-Schnittstelle 13e verbunden. Die Wirksamkeit des Lehrpendants 14 ist über den Lehrpendant-Verbindungsschalter 13f einstellbar.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Größe des Steuergerätes verringert werden, da nach der vorliegenden Erfindung die Steuerung einzeln aus dem Steuergerät, der Betätigungsbox und dem Lehrpendant aufgebaut ist, so daß das Steuergerät an einem kleineren Platz nahe des Roboters, innerhalb des Totraums des Arbeitsbereichs des Roboters installiert werden kann. Da das Steuergerät nahe des Roboters, wie vorstehend beschrieben, angeordnet ist, kann es direkt mit dem Roboter über Stecker verbunden werden, so daß ein teueres Verbindungskabel nicht notwendig ist und die Kosten der Robotervorrichtung stark verringert werden können.
Da es ausreicht, nur die Betätigungsbox und das Lehrpendant außen am Sicherheitsgitter anzuordnen, entfällt ferner der Raumbedarf, der für das Lehrpendant und die Betätigungsbox erforderlich ist und kein Bewegungsraums des Bedienpersonals wird von ihnen in Anspruch genommen. Somit kann man den Platz, an dem der Roboter installiert ist, verkleinern.

Claims

1. Robotervorrichtung, bestehend aus einem Roboter (11), einem Steuergerät zum Ansteuern des Roboters (11), einem Lehrpendant (14) und einem Sicherheitsgitter (15), dadurch gekennzeichnet, dass:

das Steuergerät (12) neben dem Roboter in einem Totraum installiert ist, der innerhalb des Arbeitsbereichs des Roboters, jedoch außerhalb des Arbeitsraumes liegt,

eine Betätigungsbox (13) an das Steuergerät über ein Systemverbindungskabel angeschlossen und an der Außenseite des Sicherheitsgitters (15) installiert ist, das den Betriebsbereich des Roboters umschließt;

das an die Betätigungsbox (13) angeschlossene Lehrpendant (14) an der Außenseite des Sicherheitsgitters (15) angeordnet ist.

2. Robotervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Betätigungsbox (13) Betätigungsschalter aufweist, wie Schalter (13a, 13b) für die Energieversorgung, eine Not- Aus-Taste (13c), einen Anschluss (13e) für den Anschluss des Lehrpendants (14) und einen Verbindungsanschluss (13d) für die Herstellung eines Anschlusses an eine periphere Einheit.