Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Einspannvorrichtung, die zum Halten eines Gegenstands für das Fixieren
bei der Herstellung oder zum Halten eines Teils bei dessen Untersuchung
verwendet werden kann, und insbesondere eine solche Einspannvorrichtung,
die allgemein für
eine Vielzahl von Arten von Teilen verwendet werden kann.The present invention relates to
a jig for holding an object for fixation
when manufacturing or holding a part when inspecting it
can be used, and in particular such a clamping device,
the general for
a variety of types of parts can be used.
In Fabriken werden Einspannvorrichtungen zum
Beispiel zum Halten von Teilen beim Zusammenbau oder Zusammenschweißen der
Teile oder zum Fixieren verwendet. Wenn eine Auspuffanlage für ein Kraftfahrzeug
dadurch zusammengebaut wird, daß zwei
Rohre am vorderen bzw. hinteren Ende eines Auspufftopfs zum Beispiel
mittels Schweißen
angeschlossen werden, wird zum Halten der Rohre und des Auspufftopfs
in vorgegebenen Positionen eine Einspannvorrichtung verwendet. Bei
einer solchen Einspannvorrichtung sind Klemmen zum Festhalten der
entsprechenden Teile des Auspufftopfs und der Rohre an einer Basis
befestigt, so daß der
Auspufftopf und die Rohre relativ zueinander entsprechend einer
bestimmten Konstruktion angeordnet sind.Jigs are used in factories
Example for holding parts when assembling or welding the
Parts or used for fixing. If an exhaust system for a motor vehicle
is assembled by two
Pipes at the front or rear end of a muffler, for example
by means of welding
is used to hold the pipes and the muffler
a clamping device is used in predetermined positions. at
such a jig are clamps for holding the
corresponding parts of the muffler and the pipes on a base
attached so that the
Muffler and the pipes relative to each other corresponding to one
certain construction are arranged.
Um eine ausreichend hohe Steifigkeit
beim Halten von Teilen aus einem schweren Material sicherzustellen
und ein Verziehen beim Schweißen
zu vermeiden, weist die Einspannvorrichtung selbst ein hohes Gewicht
von z. B. etwa 20 kg auf, wenn sie für eine kleine Auspuffanlage
verwendet wird.To have a sufficiently high rigidity
when holding parts made of a heavy material
and warping when welding
To avoid, the jig itself is heavy
from Z. B. about 20 kg if they are for a small exhaust system
is used.
Insbesondere im Falle von Auspuffanlagen für Automobile
werden in Abhängigkeit
von der Art und Version des Autos viele verschiedene Arten von Auspuffanlagen
hergestellt. In der realen Situation sind die Einspannvorrichtungen
für die
Herstellung der Auspuffanlagen auf die jeweilige An des Produkts spezialisiert.
Das heißt,
daß für jede An
von Auspuffanlage ausschließlich
eine bestimmte Einspannvorrichtung verwendet wird. Daraus ergibt
sich das Problem, daß immer
dann, wenn sich die An der Auspuffanlage ändert, die in einer Herstellungslinie
hergestellt wird, schwergewichtige Einspannvorrichtungen zu bewegen
sind und zum Aufstellen der Einspannvorrichtungen schwere Arbeit
erforderlich ist.Especially in the case of exhaust systems for automobiles
become dependent
on the type and version of the car many different types of exhaust systems
manufactured. In the real situation, the jigs are
for the
Manufacture of exhaust systems specializing in the particular type of product.
This means,
that for each type
of exhaust system only
a specific jig is used. It follows
the problem that always
Then, when the exhaust system changes, that in a production line
is manufactured to move heavy-weight jigs
are hard work and to set up the clamping devices
is required.
Außerdem müssen die zur Herstellung von Produkten
verwendeten Einspannvorrichtungen noch mehrere Jahre nach dem Schließen der
Produktionslinie aufbewahrt werden, um Ersatzteile herstellen zu
können.
Mit zunehmender Anzahl von Einspannvorrichtungen steigt die Anzahl
des dazu erforderlichen Speicherplatzes, und wird immer mehr Zeit und
Mühe benötigt, um
die Einspannvorrichtungen in den Speicher zu bringen und daraus
wieder hervorzuholen. Für
die Verwaltung von Fabriken ist dies ein großes Problem.They also need to manufacture products
used jigs several years after closing the
Production line can be kept to manufacture spare parts
can.
As the number of fixtures increases, the number increases
of the space required for this, and is becoming more and more time
Effort needed to
to bring the jigs into and out of memory
to bring out again. For
managing factories this is a big problem.
Ähnliche
Probleme treten auch bei den Einspannvorrichtungen auf, die zum
Zusammenbau von anderen Teilen oder zur Untersuchung dieser Teile verwendet
werden.Similar
Problems also arise with the clamping devices that are used for
Assembling other parts or used to inspect those parts
become.
Es ist daher wünschenswert, eine Einspannvorrichtung
zu schaffen, die die gewünschte
Funktion des Haltens eines Gegenstandes zum Fixieren aufweist, die
ohne über mäßige Modifikationen
für neue und
vorhandene Produkttypen verwendet werden kann, und die in einem
wesentlich verringerten Speicherplatz aufbewahrt werden kann.It is therefore desirable to have a jig
to create the one you want
Function of holding an object for fixing, which
without making excessive modifications
for new and
existing product types can be used, and which in one
significantly reduced storage space can be kept.
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine
Einspannvorrichtung zum Halten eines Gegenstands mit einer Basis;
einer an der Basis befestigten lokalen Haltevorrichtung mit einem
dreibeinigen Roboter mit drei Expansionsstellgliedern; und mit einer
an der lokalen Haltevorrichtung angebrachten Klemme. Bei der Einspannvorrichtung
ist die Position der Klemme veränderbar,
indem die Länge
jedes der Expansionsstellglieder abhängig von dem zu haltenden Gegenstand
gemäß einem
Befehl von einer Steuervorrichtung geändert wird.The present invention includes a
Jig for holding an object with a base;
a local fixture attached to the base with a
three-legged robot with three expansion actuators; and with one
clamp attached to the local fixture. With the jig
the position of the clamp can be changed,
by the length
each of the expansion actuators depending on the object to be held
according to one
Command is changed by a control device.
Bei der im folgenden beschriebenen
Ausführungsform
bewegt sich die an der lokalen Haltevorrichtung angebrachte Klemme
im dreidimensionalen Raum, wenn wenigstens eines der Expansionsstellglieder
des dreibeinigen Roboters in Reaktion auf einen Befehl von der Steuervorrichtung
ausgefahren oder eingezogen wird.The one described below
embodiment
the clamp attached to the local holding device moves
in three-dimensional space if at least one of the expansion actuators
of the three-legged robot in response to a command from the controller
is extended or retracted.
Da an der Basis eine Vielzahl von
lokalen Haltevorrichtungen angebracht werden kann und die Klemme
jeder Haltevorrichtung durch Verändern
der Länge
von jedem der drei Expansionsstellglieder in die gewünschte Position
gebracht werden kann, kann eine Einspannvorrichtung, die eine Anzahl
Haltevorrichtungen enthält,
eine Mehrzahl von festzuhaltenden Gegenständen handhaben.Because at the base a variety of
local fixtures can be attached and the clamp
each holding device by changing
the length
from each of the three expansion actuators to the desired position
can be brought, a jig that a number
Contains holding devices,
handle a plurality of objects to be held.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung
weist der dreibeinige Roboter ferner ein unteres Substrat, ein oberes
Substrat und einen zwischen dem unteren und dem oberen Substrat
angeordneten Drehverhinderungsmechanismus zum Verhindern einer Torsionsdrehung
des unteren und des oberen Substrats relativ zueinander auf, wobei
die drei Expansionsstellglieder zwischen dem unteren und dem oberen Substrat
angeordnet sind. Auch weist die lokale Haltevorrichtung ferner eine
Dreiachsen-Rotationseinheit mit Elementen auf, die um drei sich
einander rechtwinklig schneidende Achsen drehbar sind, wobei die
Dreiachsen-Rotationseinheit
gemäß einem Befehl
von der Steuervorrichtung arbeitet. Mit dieser Anordnung kann die
Position der Klemme wie gewünscht
gesteuert werden, und auch der Winkel der Klemme kann wie gewünscht mittels
der Dreiachsen-Rotationseinheit zwischen dem dreibeinigen Roboter
und der Klemme eingestellt werden.According to one aspect of the invention
the three-legged robot also has a lower substrate, an upper one
Substrate and one between the lower and upper substrates
arranged rotation preventing mechanism for preventing torsional rotation
of the lower and upper substrates relative to each other, wherein
the three expansion actuators between the lower and upper substrates
are arranged. The local holding device also has one
Triaxial rotation unit with elements based on three
mutually perpendicular axes are rotatable, the
Three-axis rotary unit
according to an order
works from the control device. With this arrangement, the
Position of the clamp as desired
can be controlled, and the angle of the clamp can be adjusted as desired
the three-axis rotating unit between the three-legged robot
and the clamp can be set.
Der Drehverhinderungsmechanismus
kann zwei parallele Buchsen, die mit dem unteren Substrat mit zwei
Freiheitsgraden und in einem vorbestimmten Abstand voneinander verbunden
sind, und zwei Gleitstangen aufweisen, die an dem oberen Substrat befestigt
sind und parallel zueinander verlaufen, so daß die zwei Gleitstangen von
den Buchsen geführt werden.
Der Drehverhinderungsmechanismus weist somit einen einfachen Aufbau
auf, der die parallelen Buchsen, die mit dem untern Substrat verbunden sind,
und die Gleitstangen umfaßt,
die am oberen Substrat befestigt sind und von den Buchsen aufgenommen
werden. Da die Gleitstangen in den parallelen Buchsen gleiten können, kann
der Drehverhinderungsmechanismus Änderungen im Abstand zwischen
dem unteren Substrat und dem oberen Substrat aufgrund einer Expansion
oder Kontraktion der Expansionsstellglieder aufnehmen.The anti-rotation mechanism may have two parallel bushings connected to the lower substrate with two degrees of freedom and a predetermined distance apart, and two slide rods attached to the upper substrate and parallel to each other so that the two slide rods are guided by the bushings become. The rotation preventing mechanism thus has a simple structure that the parallel Bushings connected to the lower substrate and the slide rods, which are attached to the upper substrate and received by the bushings. Because the slide rods can slide in the parallel bushings, the anti-rotation mechanism can accommodate changes in the distance between the lower substrate and the upper substrate due to expansion or contraction of the expansion actuators.
Gemäß einem anderen bevorzugten
Aspekt der Erfindung werden die Expansionsstellglieder des dreibeinigen
Roboters und die Dreiachsen-Rotationseinheit von Schrittmotoren
oder Servomotoren angetrieben, und die Steuervorrichtung umfaßt eine Recheneinrichtung
zum Berechnen der Verschiebung jedes der Expansionsstellglieder
und der Dreiachsen-Rotationseinheit und zum Steuern der Drehung
der Schrittmotoren bzw. Servomotoren gemäß der Verschiebung. Durch Steuern
der Drehwinkel oder Drehung der Schrittmotoren und Servomotoren können die
Expansionsstellglieder und die Dreiachsen-Rotationseinheit leicht und sicher positioniert werden,
um die jeweiligen Verschiebungen zu erreichen, die von der Recheneinrichtung
berechnet wurden.According to another preferred
Aspect of the invention will be the three-leg expansion actuators
Robot and the three-axis rotary unit of stepper motors
or servo motors, and the control device comprises a computing device
to calculate the displacement of each of the expansion actuators
and the three-axis rotation unit and for controlling the rotation
the stepper motors or servomotors according to the displacement. By taxes
the angle of rotation or rotation of the stepper motors and servo motors can be the
Expansion actuators and the three-axis rotation unit can be positioned easily and safely,
to achieve the respective shifts by the computing device
were calculated.
Die Steuervorrichtung kann die Dreiachsen-Rotationseinheit
steuern, während
der dreibeinige Roboter zum Bewegen der Klemme betrieben wird, oder
nach dem Bewegen der Klemme, so daß die Klemme in einer vorbestimmten
oder konstanten Stellung oder Ausrichtung gehalten oder neu positioniert
werden kann. Dadurch können
leicht Lernvorgänge
an der Steuervorrichtung ausgeführt
werden.The control device can the three-axis rotation unit
control while
the three-legged robot is operated to move the clamp, or
after moving the clamp so that the clamp is in a predetermined
or held or repositioned or repositioned
can be. This allows
easy learning processes
executed on the control device
become.
Die Steuervorrichtung kann ferner
eine manuelle Betätigungseinrichtung
zum Betätigen
des dreibeinigen Roboters und der Dreiachsen-Rotationseinheit wie
gewünscht
und eine Speichereinrichtung aufweisen, wobei die Recheneinrichtung
dazu ausgelegt ist, Verschiebungsdaten oder zugehörige Positionsdaten
des dreibeinigen Roboters oder der Dreiachsen-Rotationseinheit,
die von der manuellen Betätigungseinrichtung
betätigt
werden, zu berechnen und die Verschiebungsdaten bzw. zugehörigen Positionsdaten
in der Speichereinrichtung zu speichern. Diese Anordnung erlaubt
es, Lernvorgänge automatisch
auszuführen.The control device can also
a manual actuator
to operate
of the three-legged robot and the three-axis rotating unit like
required
and have a storage device, the computing device
is designed to shift data or associated position data
the three-legged robot or the three-axis rotating unit,
that of the manual actuator
actuated
be calculated and the displacement data or associated position data
store in the storage device. This arrangement allows
it, learning processes automatically
perform.
Vorzugsweise weist die Steuervorrichtung eine
Anzeige auf, an der die gegenwärtigen
Verschiebungsdaten bzw. die zugehörigen Positionsdaten des dreibeinigen
Roboters und der Dreiachsen-Rotationseinheit angezeigt werden. Dadurch
kann der Benutzer die im Lernmodus eingestellten Verschiebungs-
und Positionsdaten bestätigen.The control device preferably has a
Display on which the current
Displacement data or the associated position data of the three-legged
Robot and the three-axis rotation unit are displayed. Thereby
the user can change the displacement
and confirm position data.
An der Basis kann eine Mehrzahl der
lokalen Haltevorrichtungen angeordnet sein, so daß die Klemmen
der lokalen Haltevorrichtungen zum Halten der einzelnen Teile eines
Gegenstands positioniert werden können.At the base, a majority of the
local holding devices can be arranged so that the clamps
the local holding devices for holding the individual parts of a
Item can be positioned.
Der Gegenstand kann aus einer Auspuffanlage
einschließlich
einem vorderen Rohr, einem hinteren Rohr und einem Auspufftopf bestehen.
In diesem Fall sind die Klemmen der lokalen Haltevorrichtungen jeweils
zum Halten des vorderen Rohrs, des hinteren Rohrs und des Auspufftopfs
vorgesehen, so daß das
vordere Rohr und das hintere Rohr jeweils mit dem vorderen bzw.
dem hinteren Abschnitt des Auspufftopfs verbunden werden können.The item can be taken from an exhaust system
including
a front pipe, a rear pipe and a muffler.
In this case, the clamps of the local holding devices are each
to hold the front pipe, the rear pipe and the muffler
provided so that the
front tube and the rear tube each with the front or
the rear section of the muffler can be connected.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch
ein Verfahren zum Halten eines Gegenstands mit mehreren Teilen,
wobei mehrere lokale Haltevorrichtungen auf einer Basis entsprechend
den jeweiligen Teilen des Gegenstands angeordnet werden, wobei die
lokalen Haltevorrichtungen jeweils eine Klemme und einen dreibeinigen
Roboter mit drei Expansionsstellgliedern aufweisen;
die Expansion
oder Kontraktion jedes der Expansionsstellglieder so gesteuert wird,
daß die
Teile des Gegenstands in ausgewählten
Positionen und Ausrichtungen angeordnet sind, wenn der Gegenstand von
den Klemmen gehalten wird; und wobei
die Klemmen zum Halten
der einzelnen Teile des Gegenstands in die ausgewählten Positionen
und Ausrichtungen gebracht werden.The present invention also includes a method of holding an article with multiple parts, wherein a plurality of local holding devices are arranged on a base corresponding to the respective parts of the article, the local holding devices each having a clamp and a three-legged robot with three expansion actuators;
the expansion or contraction of each of the expansion actuators is controlled so that the parts of the article are in selected positions and orientations when the article is held by the clamps; and where
the clamps for holding the individual parts of the object are brought into the selected positions and orientations.
Wenn der Gegenstand aus einer Auspuffanlage
mit einem vorderen Rohr, einem hinteren Rohr und einem Auspufftopf
besteht, kann die Expansion und Kontraktion jedes der Expansionsstellglieder
so gesteuert werden, daß sich
die jeweiligen Klemmen so positionieren und ausrichten, daß, wenn
das vordere Rohr, das hintere Rohr und der Auspufftopf von den jeweiligen
Klemmen gehalten werden, das vordere Rohr und das hintere Rohr jeweils
mit dem vorderen bzw. dem hinteren Abschnitt des Auspufftopfs verbunden
werden können.If the item comes from an exhaust system
with a front pipe, a rear pipe and a muffler
exists, the expansion and contraction of each of the expansion actuators
be controlled so that
position and align the respective clamps so that if
the front pipe, the rear pipe and the muffler from each
Clamps are held, the front tube and the rear tube respectively
connected to the front and rear portions of the muffler
can be.
Zum besseren Verständnis der
vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen
eine beispielhafte Ausführungsform
davon beschrieben. Es zeigen:To better understand the
present invention will now become with reference to the accompanying drawings
an exemplary embodiment
described of it. Show it:
1 eine
Ansicht des Gesamtaufbaus einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung; 1 a view of the overall structure of an embodiment of the present invention;
2 eine
Vorderansicht einer lokalen Haltevorrichtung; 3 eine Seitenansicht der lokalen Haltevorrichtung; 4 eine Aufsicht auf die
lokale Haltevorrichtung; 2 a front view of a local holding device; 3 a side view of the local holding device; 4 a top view of the local holding device;
5A eine
Vorderansicht auf den Aufbau eines Drehverhinderungsmechanismusses; 5A a front view of the structure of a rotation preventing mechanism;
5B eine
Seitenansicht auf den Aufbau eines Drehverhinderungsmechanismusses; 5B a side view of the structure of a rotation preventing mechanism;
6 die
Darstellung eines Steuersystems für die Ausführungsform der 1; 6 the representation of a control system for the embodiment of 1 ;
7 ein
Flußdiagramm
für den
Ablauf der Steuerung, wenn eine Klemme bewegt wird, während ihre
Stellung beibehalten wird; 7 a flowchart for the flow of control when a clamp is moved while its position is maintained;
8 eine
Ansicht für
die Beziehungen zwischen Koordinatenpunkten, die für Umwandlungsberechnungen
verwendet werden; 8th a view for the relationships between coordinate points, which are used for conversion calculations;
9 ein
Vektordiagramm für
die Stellung der dritten Achse; 9 a vector diagram for the position of the third axis;
10 eine
Ansicht zur Erläuterung
der Berechnungen zum Erhalten des Operationswinkels der zweiten
Achse; 10 a view for explaining the calculations for obtaining the operation angle of the second axis;
11 eine
Ansicht zur Erläuterung
der Berechnungen zum Erhalten des Operationswinkels der ersten Achse; 11 a view for explaining the calculations for obtaining the operation angle of the first axis;
12 eine
Ansicht für
die Beziehungen zwischen Koordinatenpunkten, die zum Berechnen der
Längen
der Expansionsstellglieder verwendet werden; 12 a view for the relationships between coordinate points, which are used to calculate the lengths of the expansion actuators;
13A eine
Vorderansicht einer beispielhaften Klemme; 13B eine Aufsicht auf eine beispielhafte
Klemme; 13A a front view of an exemplary clamp; 13B a top view of an exemplary clamp;
14 eine
Ansicht einer modifizierten beispielhaften Klemme; 14 a view of a modified exemplary clamp;
15A eine
Ansicht einer weiteren beispielhaften Klemme im Freigabezustand; 15A a view of another exemplary terminal in the release state;
15B eine
Ansicht einer weiteren beispielhaften Klemme im Haltezustand; und 16 ein Flußdiagramm
zum Betrieb in verschiedenen Moden für die Steuerung der lokalen
Haltevorrichtung. 15B a view of another exemplary clamp in the holding state; and 16 a flowchart for operation in different modes for the control of the local holding device.
Die 1 zeigt
den Gesamtaufbau einer Allzweck-Einspannvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die zum Zusammenbau der Auspuffanlage
eines Automobils verwendet wird.The 1 10 shows the overall structure of a general-purpose chuck according to an embodiment of the present invention, which is used for assembling the exhaust system of an automobile.
Die Einspannvorrichtung 1 für den Zusammenbau
einer Auspuffanlage ist so aufgebaut, daß an einer Basis 2 eine
Anzahl von lokalen Haltevorrichtungen angebracht ist, die jede einen
dreibeinigen Roboter umfaßt.
In der vorliegenden Ausführungsform
sind erste bis vierte lokale Haltevorrichtungen 10 (10A, 10B, 10C, 10D)
vorgesehen, und an den Haltevorrichtungen 10A, 10B, 10C, 10D sind Klemmen 50, 60, 70 angebracht.The jig 1 for assembling an exhaust system is designed so that at a base 2 a number of local fixtures are attached, each comprising a three-legged robot. In the present embodiment, first to fourth are local holding devices 10 ( 10A . 10B . 10C . 10D ) provided, and on the holding devices 10A . 10B . 10C . 10D are clamps 50 . 60 . 70 appropriate.
Die Klemme 50 ist an der
ersten lokalen Haltevorrichtung 10A angebracht, die sich
an einem Endabschnitt der Basis 2 befindet, sie hält einen Flansch 90,
der am vorderen Ende eines vorderen Rohrs 91 angeordnet
ist. Eine weitere Klemme 50 ist an der vierten lokalen
Haltevorrichtung 10D angebracht, die sich am anderen Endabschnitt
der Basis 2 befindet, sie hält einen Flansch 94,
der am hinteren Ende eines hinteren Rohrs 93 angeordnet
ist.the clamp 50 is on the first local holding device 10A attached to an end portion of the base 2 is holding a flange 90 that is at the front end of a front tube 91 is arranged. Another clamp 50 is on the fourth local holding device 10D attached, which is located at the other end portion of the base 2 is holding a flange 94 that is at the rear end of a rear tube 93 is arranged.
Die Klemme 60, die an der
zweiten lokalen Haltevorrichtung 10B angebracht ist, hält einen
Mittelabschnitt des vorderen Rohrs 91 fest, und die Klemme 70,
die an der dritten lokalen Haltevorrichtung 10C angebracht
ist, hält
einen Auspufftopf 92 fest. Das hintere Ende des vorderen
Rohrs 91 und das vordere Ende des hinteren Rohrs 93 sind
in die vordere bzw. hintere Wand des Auspufftopfs 92 eingesetzt.the clamp 60 working on the second local holding device 10B attached holds a central portion of the front tube 91 tight, and the clamp 70 working on the third local holding device 10C attached, holds a muffler 92 firmly. The rear end of the front tube 91 and the front end of the rear tube 93 are in the front or rear wall of the muffler 92 used.
Die bei der vorliegenden Ausführungsform verwendeten
Klemmen 50, 60 70 werden in Abhängigkeit
von dem Material und der Anordnung der von den Klemmen festzuhaltenden
Teile aus verschiedenen Klemmenarten ausgewählt. Jede der lokalen Haltevorrichtungen 10 hält die entsprechende
der Klemmen 50, 60, 70 in einer bestimmten
Position mit einem bestimmten Winkel im dreidimensionalen Raum.The clamps used in the present embodiment 50 . 60 70 are selected from different types of clamps depending on the material and the arrangement of the parts to be held by the clamps. Any of the local fixtures 10 holds the corresponding one of the clamps 50 . 60 . 70 in a certain position with a certain angle in three-dimensional space.
Während
das vordere Rohr 91, der Auspufftopf 92, das hintere
Rohr 93 und die Flansche 90, 94 auf diese
Weise zueinander in einer vorgegebenen Positionsbeziehung im dreidimensionalen
Raum gehalten werden, werden die zu verbindenden Abschnitte dieser
Teile 91, 92, 93, 90, 94 durch
eine automatische Schweißmaschine
(nicht gezeigt) miteinander verschweißt, um eine Auspuffanlage herzustellen.While the front pipe 91 , the muffler 92 , the rear pipe 93 and the flanges 90 . 94 In this way, the parts of these parts to be connected are held in a predetermined positional relationship in three-dimensional space 91 . 92 . 93 . 90 . 94 welded together by an automatic welding machine (not shown) to produce an exhaust system.
Der Aufbau der lokalen Haltevorrichtung 10 wird
nun genauer erläutert.The construction of the local holding device 10 will now be explained in more detail.
Die 2 und 3 sind eine Vorderansicht
bzw. Seitenansicht der lokalen Haltevorrichtung 10, an
der die Klemme 60 angebracht ist, und die 4 ist eine Aufsicht auf die lokale Haltevorrichtung 10,
von der Klemme entfernt wurde.The 2 and 3 are a front view and a side view of the local holding device 10 on the clamp 60 is appropriate, and the 4 is a top view of the local holding device 10 has been removed from the clamp.
Die lokale Haltevorrichtung 10 besteht
im wesentlichen aus einem dreibeinigen Roboter 11 und einer
Dreiachsen-Rotationseinheit 30. Der dreibeinige Roboter 11 umfaßt ein unteres
Substrat 12 in Kreisform, ein oberes Substrat 13,
ebenfalls in Kreisform, und drei Expansionsstellglieder 15 (15A, 15B, 15C),
deren untere Endabschnitte jeweils über sich drehende Arme 17 von
drei Winkeln 16 gehalten werden, die am unteren Substrat 12 angebracht
sind. Die drei Winkel 16 sind in gleichen Abständen oder
in gleichen Winkelabständen
voneinander um den Mittelpunkt des unteren Substrats 12 herum angeordnet.The local holding device 10 consists essentially of a three-legged robot 11 and a three-axis rotation unit 30 , The three-legged robot 11 includes a lower substrate 12 in a circular shape, an upper substrate 13 , also in the form of a circle, and three expansion actuators 15 ( 15A . 15B . 15C ), whose lower end sections each have rotating arms 17 from three angles 16 are kept on the lower substrate 12 are attached. The three angles 16 are arranged at equal intervals or at equal angular intervals from one another around the center of the lower substrate 12.
Die oberen Endabschnitte der drei
Expansionsstellglieder 15A, 15B, 15C werden
in gleich beabstandeten Positionen um den Mittelpunkt des oberen Substrats 13 gehalten.
Zwischen dem unteren Substrat 12 und dem oberen Substrat 13 ist
auch ein Drehverhinderungsmechanismus 20 vorgesehen.The upper end portions of the three expansion actuators 15A . 15B . 15C are in equally spaced positions around the center of the top substrate 13 held. Between the lower substrate 12 and the top substrate 13 is also an anti-rotation mechanism 20 intended.
Die Drehachse des Dreharms 17 bezüglich des
Winkels 16 und die Drehachse des Arms 17 bezüglich des
Expansionsstellgliedes 15 kreuzen sich unter einem rechten
Winkel, so daß jedes
Expansionsstellglied 15 im dreidimensionalen Raum mit zwei Freiheitsgraden
in die gewünschte
Richtung bewegt werden kann.The axis of rotation of the swivel arm 17 regarding the angle 16 and the axis of rotation of the arm 17 regarding the expansion actuator 15 intersect at a right angle so that each expansion actuator 15 can be moved in the desired direction in three-dimensional space with two degrees of freedom.
Das Expansionsstellglied 15 ist
an seinem unteren Ende mit einem Antriebsmotor 18 versehen, der
aus einem Schrittmotor besteht, und seine obere Stange 19 wird
durch einen Rotations-Linear-Bewegungsumwandlungsmechanismus (nicht
gezeigt) mit dem bekannten Kugelmutteraufbau in Längsrichtung des
Stellgliedes 15 vorgeschoben und zurückgezogen. Das gewünschte Ausmaß der Extension
der Stange 19 wird durch Anlegen eines geeigneten Ansteuersignals
zum Steuern des Drehwinkels des Antriebsmotors 18 erreicht.
Auch wenn es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist jedes Expansionsstellglied 15 mit
einem Grenzschalter versehen, der einen Bezugspunkt angibt, bezüglich dem
die Stange 19 ausgefahren und zurückgezogen wird. Der Schrittmotor
umfaßt
einen Bremsmechanismus zum Erhöhen
der Kraft beim Halten der Position der Stange 19 nach dem
Vorschieben oder Zurückziehen.The expansion actuator 15 is at its lower end with a drive motor 18 provided, which consists of a stepper motor, and its upper rod 19 is by a rotary linear motion conversion mechanism (not shown) with the known ball nut structure in the longitudinal direction of the actuator 15 advanced and withdrawn. The desired extent of extension of the rod 19 is by applying a suitable control signal for controlling the angle of rotation of the drive motor 18 reached. Although not shown in the drawings, each expansion actuator is 15 provided with a limit switch which indicates a reference point with respect to which the rod 19 extended and withdrawn. The stepper motor includes a brake mechanism to increase the force when holding the position of the rod 19 after advancing or retracting.
Das obere Ende der Stange 19 ist
mit dem oberen Substrat 13 über ein Kugelgelenk 14 mit
drei Freiheitsgraden verbunden. Der Abstand der Haltepunkte auf
dem unteren Substrat 12, an denen die Expansionsstellglieder 15 durch
die Winkel 16 gehalten werden, ist größer als der der Haltepunkte
am oberen Substrat 13.The top of the rod 19 is with the top substrate 13 via a ball joint 14 connected with three degrees of freedom. The distance of the breakpoints on the lower substrate 12 on which the expansion actuators 15 through the angles 16 held is larger than that of the breakpoints on the upper substrate 13 ,
Die 5A und 5B sind eine Vorderansicht bzw.
eine Seitenansicht des Aufbaus des Drehverhinderungsmechanismusses 20.
Der Drehverhinderungsmechanismus 20 besteht im wesentlichen
aus einer Schwingstange 21, deren unteres Ende mittels eines
Universalgelenks 22 mit zwei Freiheitsgraden mit dem Mittenabschnitt
des unteren Substrats 12 verbunden ist, und zwei Gleitstangen 24,
die an ihren oberen Enden mit dem oberen Substrat 13 verbunden
sind und sich vom Substrat 13 nach unten erstrecken. Zwei
Buchsen 23 sind in einem Abstand voneinander am oberen
Endabschnitt der Schwingstange 21 befestigt. Die beabstandeten
Buchsen 23 erstrecken sich parallel zur Schwingstange 21 und
nehmen die Gleitstangen 24 auf, die sich vom oberen Substrat 13 weg
erstrecken, wobei die Stangen 24 in den Buchsen 23 gleiten
können.
Mit dieser Anordnung sind der Drehverhinderungsmechanismus 20 und
das mit dem Mechanismus 20 verbundene obere Substrat 13
im dreidimensionalen Raum frei in die gewünschte Richtung bewegbar. Wenn
jedoch eine Drehkraft auf den Mechanismus einwirkt, wird das obere
Substrat 13 daran gehindert, sich relativ zum unteren Substrat 12 zu
drehen.The 5A and 5B are front and side views of the structure of the rotation preventing mechanism 20 , The anti-rotation mechanism 20 consists essentially of an oscillating rod 21 , the lower end by means of a universal joint 22 with two degrees of freedom with the central portion of the lower substrate 12 is connected, and two slide rods 24 that are at their top ends with the top substrate 13 are connected and separated from the substrate 13 extend down. Two sockets 23 are at a distance from each other at the upper end portion of the swing arm 21 attached. The spaced bushings 23 extend parallel to the vibrating rod 21 and take the slide bars 24 on that from the top substrate 13 extend away, the rods 24 in the sockets 23 can slide. With this arrangement, the rotation preventing mechanism 20 and that with the mechanism 20 connected upper substrate 13 freely movable in the desired direction in three-dimensional space. However, when a rotating force acts on the mechanism, the top substrate becomes 13 prevented from being relative to the lower substrate 12 to turn.
Bei dieser Anordnung kann der dreibeinige Roboter 11 innerhalb
eines begrenzten Bereichs, der durch das Ausmaß der Expansion der von ihrem
jeweiligen Antriebsmotor 18 angetriebenen drei Expansionsstellglieder 15A, 15B, 15C bestimmt
wird, das obere Substrat 13 in die gewünschte Position bringen.With this arrangement, the three-legged robot can 11 within a limited range determined by the extent of expansion of their respective drive motor 18 driven three expansion actuators 15A . 15B . 15C the upper substrate is determined 13 move to the desired position.
Wenn wenigstens eines der drei Expansionsstellglieder 15A, 15B, 15C ausgefahren
oder eingezogen wird, während
das obere Substrat 13 durch die Stellglieder 15A, 15B, 15C mit
gleicher Länge
in einem horizontalen Zustand gehalten wird, wie es in der 2 und 3 gezeigt ist, bewegt sich das obere Substrat 13 und
kann sich neigen, wie es zum Beispiel in der 5 gezeigt ist.If at least one of the three expansion actuators 15A . 15B . 15C is extended or retracted while the top substrate 13 through the actuators 15A . 15B . 15C with the same length is kept in a horizontal state, as in the 2 and 3 is shown, the top substrate is moving 13 and can incline, as it is for example in the 5 is shown.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist daher die Dreiachsen-Rotationseinheit 30 am oberen Substrat 13 angebracht,
wie es in den 2, 3 und 4 gezeigt ist. Die Rotationseinheit 30 kann
eine dritte Platte (später
noch beschrieben) als Klemmen-Befestigungsplatte
in der horizontalen Position halten, auch nachdem das obere Substrat 13 bewegt
wurde, und sie kann auch die dritte Platte in eine gewünschte Richtung
neigen.In the present embodiment, therefore, is the three-axis rotating unit 30 on the upper substrate 13 attached as it is in the 2 . 3 and 4 is shown. The rotation unit 30 can hold a third plate (described later) as a clamp mounting plate in the horizontal position even after the upper substrate 13 has been moved, and it can also tilt the third plate in a desired direction.
Die Dreiachsen-Rotationseinheit 30 umfaßt drei
Elemente (eine erste Platte 31, eine zweite Platte 35 und
eine dritte Platte 40), die durch entsprechende Steuermotoren
angetrieben werden. Die erste Platte 31 ist mittels eines
ersten Antriebsabschnitts 32 mit einem ersten Steuermotor 33 um
eine Mittelachse S1 (erste Achse, wie in der 5A gezeigt) des oberen Substrats 13 als
Drehachse in einer Ebene drehbar, die parallel zum oberen Substrat 13 verläuft.The three-axis rotation unit 30 comprises three elements (a first plate 31 , a second plate 35 and a third plate 40 ), which are driven by corresponding control motors. The first plate 31 is by means of a first drive section 32 with a first control motor 33 about a central axis S1 (first axis, as in the 5A shown) of the upper substrate 13 rotatable as a rotation axis in a plane that is parallel to the upper substrate 13 runs.
Die zweite Platte 35 ist
so angeordnet, daß sie
gegen die zweite Achse S2 versetzt ist, die die erste Achse S 1
unter einem rechten Winkel schneidet. Die dritte Achse S3, die durch
die Mitte der zweiten Platte 35 verläuft und sich in radialer Richtung von
der zweiten Achse S2 weg erstreckt, ist mittels eines zweiten Antriebsabschnitts 36 mit
einem zweiten Steuermotor 33 um die zweite Achse S2 drehbar.The second plate 35 is arranged so that it is offset from the second axis S2, which intersects the first axis S 1 at a right angle. The third axis S3 through the middle of the second plate 35 extends and extends in the radial direction away from the second axis S2, is by means of a second drive section 36 with a second control motor 33 rotatable about the second axis S2.
Die dritte Platte 40 ist
mittels eines dritten Antriebsabschnitts 41 mit einem dritten
Steuermotor 42 in der Ebene, die parallel zur zweiten Platte 35 liegt,
um die dritte Achse S3 drehbar. Die erste Achse S1, die zweite Achse
S2 und die dritte Achse S3 schneiden sich im selben Punkt.The third plate 40 is by means of a third drive section 41 with a third control motor 42 in the plane parallel to the second plate 35 is rotatable about the third axis S3. The first axis S1, the second axis S2 and the third axis S3 intersect at the same point.
Der erste, der zweite und der dritte
Steuermotor 33, 37, 42 bestehen jeweils
aus einem Schrittmotor.The first, the second and the third control motor 33 . 37 . 42 each consist of a stepper motor.
Wenn das obere Substrat 13 geneigt
ist, können
die erste und die zweite Platte 31, 35 so gesteuert
gedreht werden, daß die
dritte Platte 40 in eine horizontale Stellung (Orientierung)
oder eine andere gewünschte
Stellung gebracht wird.If the top substrate 13 is inclined, the first and the second plate 31 . 35 controlled so that the third plate 40 is brought into a horizontal position (orientation) or another desired position.
Diese Schrittmotoren enthalten auch
einen Bremsmechanismus zum Erhöhen
der Kraft, mit der die Platten nach einer Drehung in ihren jeweiligen Positionen
gehalten werden.These stepper motors also included
a brake mechanism to increase
the force with which the plates turn in their respective positions
being held.
Die erste Platte 31, die
zweite Platte 35 und die dritte Platte 40 sind
jeweils mit einem Grenzschalter 43 versehen, der die Ausgangsposition
(den Nullpunkt) der sich drehenden Platte anzeigt und das Limit
für die
Drehung der Platte.The first plate 31 , the second plate 35 and the third plate 40 are each with a limit switch 43 which indicates the starting position (the zero point) of the rotating plate and the limit for the rotation of the plate.
Wie in der 6 gezeigt, werden die Antriebsmotoren 18 der
Expansionsstellglieder 15 und der erste, zweite und dritte
Steuermotor 33, 37, 42 der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 in
Reaktion auf Steuerbefehle angesteuert, die über einen Motortreiber 5 von
einer Steuervorrichtung 4 zugeführt werden. Jeder der Motoren 18, 33, 37, 42 wird
damit um einen Winkel gedreht, der durch den Steuerbefehl angegeben
wird, um genau gesteuerte Expansionswege für die Expansionsstellglieder 15 und
genau gesteuerte Drehwinkel für
die einzelnen Platten der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 zu
erhalten.Like in the 6 shown are the drive motors 18 the expansion actuators 15 and the first, second and third control motors 33 . 37 . 42 the three-axis rotation unit 30 triggered in response to control commands from a motor driver 5 from a control device 4 are fed. Each of the engines 18 . 33 . 37 . 42 is thus rotated by an angle specified by the control command, by precisely controlled expansion paths for the expansion actuators 15 and precisely controlled angles of rotation for the individual plates of the three-axis rotary unit 30 to obtain.
Die dritte Platte 40 der
Dreiachsen-Rotationseinheit 30 stellt eine Klemmen-Befestigungsplatte dar,
und die Klemme 60 ist an der Oberseite der dritten Platte 40 angebracht.The third plate 40 the three-axis rotation unit 30 represents a clamp mounting plate, and the clamp 60 is at the top of the third plate 40 appropriate.
Die Steuervorrichtung 4 beinhaltet
eine CPU 45 und einen internen Speicher 46, und
eine Tastatur 7 als Eingabevorrichtung und ein Display 8 wie
ein LCD sind mit der Steuervorrichtung 4 verbunden.The control device 4 includes a CPU 45 and an internal memory 46 , and a keyboard 7 as an input device and a display 8th are like an LCD with the control device 4 connected.
Bei der wie oben aufgebauten lokalen
Positioniervorrichtung 10 betätigt die Steuereinheit 4 die Dreiachsen-Rotationseinheit 30 entsprechend
dem in der 7 gezeigten
Steuerablauf, wenn die Klemme 60, die an der Klemmen-Befestigungsplatte
(der dritten Platte 40) angebracht ist, durch Expandieren oder
Kontrahieren der (eines) Expansionsstellglieder(s) bewegt wird,
um die lokale Positioniervorrichtung so zu steuern, daß die Stellung
der Klemmen-Befestigungsplatte konstant bleibt.With the local positioning device constructed as above 10 actuates the control unit 4 the three-axis rotation unit 30 corresponding to that in the 7 shown control flow when the terminal me 60 attached to the clamp mounting plate (the third plate 40 ) is mounted by expanding or contracting the expansion actuator (s) to control the local positioning device so that the position of the clamp mounting plate remains constant.
Zu Beginn wird der Schritt 101 ausgeführt, um
festzustellen, ob ein Befehl zum Bewegen des Klemmenabschnitts vorliegt.
Diese Feststellung erfolgt durch Prüfen, ob die Tastatur 7 der
Steuervorrichtung 4 betätigt
wurde, oder ob ein Jog-Hebel 9, der mit der Steuervorrichtung 4 verbunden
ist, betätigt
wurde.At the beginning is the step 101 to determine whether there is a command to move the clamp section. This is determined by checking whether the keyboard 7 the control device 4 was pressed, or whether a jog lever 9 that with the control device 4 connected, was actuated.
Wenn ein Befehl zum Bewegen des Klemmenabschnitts
vorliegt, wird der Schritt 102 ausgeführt, um die Antriebsmotoren
so anzusteuern, daß die
Expansionsstellglieder 15A, 15B, 15C ausgefahren
oder eingezogen werden, wodurch der Klemmenabschnitt bewegt wird.If there is a command to move the clamp section, the step 102 executed to control the drive motors so that the expansion actuators 15A . 15B . 15C extended or retracted, thereby moving the clamp portion.
Im nächsten Schritt 103 werden
aus dem Expansionsweg der einzelnen Expansionsstellglieder 15A, 15B, 15C die
Positionskoordinaten (X, Y, Z) des Klemmen-Mittelpunktes P berechnet.In the next step 103 become from the expansion path of the individual expansion actuators 15A . 15B . 15C the position coordinates (X, Y, Z) of the terminal center P are calculated.
Dann wird der Schritt 104 ausgeführt, um den
Winkel (AR, BR) der dritten Platte 40 der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 aus
den Positionskoordinaten (X, Y, Z) zu berechnen, wobei AR den Winkel zwischen
der horizontalen Ebene und der dritten Achse S3 und BR den Winkel
der Platte 40 an der dritten Achse S3 angibt, gemessen
an einer Bezugsposition.Then the step 104 executed to the angle (AR, BR) of the third plate 40 the three-axis rotation unit 30 from the position coordinates (X, Y, Z), where AR is the angle between the horizontal plane and the third axis S3 and BR is the angle of the plate 40 on the third axis indicates S3, measured at a reference position.
Dann wird der Schritt 105 ausgeführt, um
das Ausmaß der
Drehung der Dreiachsen-Rotationseinheit 4 um drei Achsen
(S 1, S2, S3) zu berechnen, das erforderlich ist, um die dritte
Platte 40 mit dem Winkel (AR, BR) in die Ausgangsstellung
vor der Expansion der Stellglieder zurück zu bringen.Then the step 105 executed to the extent of rotation of the three-axis rotating unit 4 to calculate three axes (S 1, S2, S3) that is required to the third plate 40 with the angle (AR, BR) in the starting position before the expansion of the actuators.
Im Schritt 106 werden der
erste, der zweite und der dritte Steuermotor 33, 37, 42 betätigt, um
die drei Achsen der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 um das Ausmaß zu drehen,
das im Schritt 105 bestimmt wurde.In step 106 become the first, second and third control motors 33 . 37 . 42 operated to rotate the three axes of the three-axis rotating unit 30 by the amount that the step 105 was determined.
Der Steuerungsablauf kehrt dann zum Schritt 101 zurück, um das
Vorhandensein eines Befehls zum Bewegen des Klemmenabschnitts festzustellen.
Wenn die Position der Mitte der Klemme die Zielposition noch nicht
erreicht hat und der Jog-Hebel 9 oder dergleichen immer
noch betätigt
wird, wiederholt sich der beschriebene Steuerungsablauf.The control flow then returns to the step 101 back to determine the presence of a command to move the clamp section. If the position of the center of the clamp has not yet reached the target position and the jog lever 9 or the like is still operated, the control sequence described is repeated.
Wenn im Schritt 101 festgestellt
wird, daß der
Jog-Hebel 9 oder dergleichen nicht betätigt wird und kein Befehl zum
Bewegen des Klemmenabschnitts vorliegt, ist der Steuervorgang beendet.If in step 101 It is found that the jog lever 9 or the like is not operated and there is no command to move the clamp portion, the control operation is ended.
Da die Klemme bewegt wird, während auf
die beschriebene Weise eine konstante Stellung beibehalten wird,
kann leicht ein "Lernen" erfolgen, wie es später noch
beschrieben wird.As the clamp is moved while on
the described manner is maintained in a constant position,
a "learning" can easily take place, as will happen later
is described.
Die Position und die Stellung der
Klemme kann auch durch die Eingabe von Daten für die Positionskoordinaten
(X, Y, Z) des Klemmen-Mittelpunktes P relativ zu Bezugs-Positionskoordinaten
(0, 0, 0) und den Winkel (AR, BR) der Klemmen-Befestigungsplatte
(der dritten Platte 40) in die Steuervorrichtung 4 gesteuert
werden, so daß die
Vorrichtung 4 das Ausmaß der Expansion der einzelnen
Expansionsstellglieder 15A, 15B, 15C und
das Ausmaß der Drehung
der drei Achsen der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 berechnen
kann, worauf die Antriebsmotoren 18 und die Steuermotoren 33, 37, 42 auf
dieser Basis angesteuert werden. Dadurch wird es leicht, die Position
und Stellung der Klemme durch die Eingabe von zum Beispiel CAD-Daten
einzustellen.The position and position of the terminal can also be entered by entering data for the position coordinates (X, Y, Z) of the terminal center P relative to the reference position coordinates (0, 0, 0) and the angle (AR, BR) Clamp mounting plate (the third plate 40 ) in the control device 4 can be controlled so that the device 4 the extent of expansion of the individual expansion actuators 15A . 15B . 15C and the amount of rotation of the three axes of the three-axis rotating unit 30 can calculate what the drive motors 18 and the control motors 33 . 37 . 42 can be controlled on this basis. This makes it easy to set the position and position of the clamp by entering CAD data, for example.
Die Berechnungen für die Umwandlung
zwischen den Positionskoordinaten des Klemmen-Mittelpunktes P, den
Winkeln der Klemmen-Befestigungsplatte, den Expansionswegen der
Expansionsstellglieder und das Ausmaß der Drehung um die drei Achsen
der Dreiachsen-Rotationseinheit sind rein geometrische Berechnungen.
Es läßt sich
daher jedes Programm mit bestimmten Schritten in der gewünschten
Reihenfolge erstellen.The calculations for the conversion
between the position coordinates of the terminal center P, den
Angles of the clamp mounting plate, the expansion paths of the
Expansion actuators and the amount of rotation around the three axes
of the three-axis rotation unit are purely geometric calculations.
It can be
hence any program with specific steps in the desired one
Create order.
Es werden nun die Berechnungen für diese Umwandlung
kurz erläutert.There are now the calculations for this conversion
briefly explained.
Wie in der 8 gezeigt, verbindet eine gerade Linie
den Ursprung 0 mit dem Punkt B, an dem die erste Achse
S1, die sich durch das obere Substrat 13 erstreckt, die
zweite Achse S2 schneidet, wenn die Position des Universalgelenks
am unteren Ende des Drehverhinderungsmechanismusses 70 als
Bezugsposition mit den Ursprungskoordinaten (0, 0, 0) verwendet
wird. In der 8 ändert sich
die Position des Punktes B auch dann nicht, wenn die erste Achse
S 1 durch den ersten Antriebsabschnitt 32 gedreht wird.Like in the 8th shown, a straight line connects the origin 0 with the point B, at which the first axis S1, which extends through the upper substrate 13 extends, the second axis S2 intersects when the position of the universal joint at the lower end of the rotation preventing mechanism 70 is used as the reference position with the origin coordinates (0, 0, 0). In the 8th The position of point B does not change even if the first axis S 1 through the first drive section 32 is rotated.
Die dritte Achse S3 erstreckt sich
vom Punkt B, während
sie sich um einen bestimmten Winkel um die zweite Achse S2 dreht,
und die dritte Platte 40 und der Klemmen-Mittelpunkt P als
zentraler Arbeitspunkt sind längs
einer geraden Linie oder dritten Achse S3 angeordnet, die sich vom
Punkt B weg erstreckt. Die Positionen der Punkte B, P und des Punktes
T der dritten Platte 40 ändern sich auch dann nicht,
wenn die dritte Achse S3 durch den dritten Antriebsabschnitt 41 gedreht
wird.The third axis S3 extends from point B while rotating a certain angle around the second axis S2 and the third plate 40 and the terminal center P as the central operating point are arranged along a straight line or third axis S3 which extends away from point B. The positions of points B, P and point T of the third plate 40 do not change even if the third axis S3 through the third drive section 41 is rotated.
Die Koordinaten der dritten Platte
oder Klemmen-Befestigungsplatte werden durch T (XT, YT, ZT) dargestellt
und der Winkel davon auf der Basis der einzelnen Koordinatenachsen
statt durch (AR, BR) durch (XR, YR, ZR). ZR ist dabei der Rotationswinkel um
einen Vektor v, wie es später
noch beschrieben wird.The coordinates of the third plate
or terminal mounting plate are represented by T (XT, YT, ZT)
and the angle thereof based on the individual coordinate axes
instead of (AR, BR) by (XR, YR, ZR). ZR is the rotation angle around
a vector v as it later
is still described.
Nachdem die Koordinaten und der Winkel des
Klemmen-Mittelpunktes P bestimmt sind, stehen die Koordinaten T
(XT, YT, ZT) und Winkel (XR, YR, ZR) der Klemmen-Befestigungsplatte eindeutig fest.After the coordinates and the angle of the
Terminal P are determined, the coordinates are T
(XT, YT, ZT) and angle (XR, YR, ZR) of the terminal mounting plate are clearly fixed.
Wenn der Vektor vom Punkt B zum Punkt
T (XT, YT, ZT) durch v (vx, vy, vz) bezeichnet wird, wie es in der 9 gezeigt ist, gelten die
folgenden Beziehungen: tan XR = vx / vz
tan YR = vy / vz
(vx)2 + (vy)2 + (vz)2 = |v|2. If the vector from point B to point T (XT, YT, ZT) is denoted by v (vx, vy, vz), as in the 9 the following relationships apply: tan XR = vx / vz tan YR = vy / vz (Vx) 2 + (vy) 2 + (vz) 2 = | v | 2 ,
Entsprechend werden die Koordinaten
B (XB, YB, ZB) des Punktes B erhalten durch XB
= XT – vx
YB = YT – vy
ZB = ZT – vz. Accordingly, the coordinates B (XB, YB, ZB) of the point B are obtained by XB = XT - vx YB = YT - vy ZB = ZT - vz.
Da der Punkt S des oberen Substrats 13 auf der
geraden Linie liegt, die den Ursprung O mit dem Punkt B verbindet,
werden dessen Koordinaten S (XS, YS, ZS) entsprechend der Proportionalbeziehung
erhalten, wenn die Koordinaten der Punktes B bestimmt sind. Der
Punkt S liegt in der Ebene, die die drei Kugelgelenke 14 enthält.Because the point S of the top substrate 13 lying on the straight line connecting the origin O with the point B, its coordinates S (XS, YS, ZS) are obtained according to the proportional relationship when the coordinates of the point B are determined. The point S lies in the plane that the three ball joints 14 contains.
Nachdem die Koordinaten des Punktes
B erhalten wurden, werden die Länge
des Segments BO, das den Ursprung O mit dem Punkt B verbindet, und dessen
Winkel bestimmt, woraus der Betriebswinkel θb des zweiten Winkels S2 am
Punkt B unter Anwendung der Kosinusregeln auf das Dreieck OBT wie folgt
erhalten werden kann: Mit 2S = OT + OB + BT ist θb = 180° – 2sin–1((S – OB)·(S – BT)/(OB·BT))½. After the coordinates of the point B have been obtained, the length of the segment BO, which connects the origin O with the point B, and its angle are determined, from which the operating angle θb of the second angle S2 at the point B using the cosine rules on the triangle OBT can be obtained as follows: With 2S = OT + OB + BT is θb = 180 ° - 2sin -1 ((S - OB) · (S - BT) / (OB · BT)) ½ ,
In der Ebene, die durch den Punkt
T verläuft und
die die Verlängerung
des Segments BO am Punkt B' unter
einem rechten Winkel schneidet, wird der Betriebswinkel θs der ersten
Achse S1 aus dem Winkel erhalten, der vom Vektor vom Punkt B' zum Punkt T und
dem Vektor vor dem Drehen der ersten Achse S1 gebildet wird.In the plane through the point
T runs and
which is the extension
of the BO segment at point B 'below
intersects at a right angle, the operating angle θs becomes the first
Get axis S1 from the angle that goes from the vector from point B 'to point T and
the vector is formed before rotating the first axis S1.
Wie in der 11 gezeigt wird, wenn die Koordinaten
des Punktes B' gleich
B' (XB', TB', ZB') und der Neigungswinkel
des Drehverhinderungsmechanismusses in der Richtung der Y-Achse
durch θ2
dargestellt wird, der Vektor vor dem Drehen der ersten Achse S1,
der durch V 1 (xv1, yv1, zv1) dargestellt wird, wie folgt erhalten,
wobei seine Länge
V1 gleich 1 ist: xv1 = XB'
yv1 = YB' + cos θ2
zv1 = ZB' – sin θ2. Like in the 11 is shown when the coordinates of the point B 'is B' (XB ', TB', ZB ') and the inclination angle of the rotation preventing mechanism in the direction of the Y axis is represented by θ2, the vector before the rotation of the first axis S1, which is represented by V 1 (xv1, yv1, zv1) as follows, with its length V1 being 1: xv1 = XB ' yv1 = YB '+ cos θ2 zv1 = ZB '- sin θ2.
Wenn der Vektor vom Punkt B' zum Punkt T durch
V2 dargestellt wird, wird der Betriebswinkel θs der ersten Achse S 1 wie
folgt erhalten: If the vector from point B 'to point T is represented by V2, the operating angle θs of the first axis S 1 is obtained as follows:
Der Betriebswinkel θt der dritten
Achse ist dann gegeben durch θt = ZR – θs. The operating angle θt of the third axis is then given by θt = ZR - θs.
Nachdem die Koordinaten S (XS, YS,
ZS) des oberen Substrats 13 an der ersten Achse S1 wie beschrieben
erhalten wurden, kann die Länge
von jedem der Expansionsstellglieder 15A, 15B, 15C bestimmt
werden.After the coordinates S (XS, YS, ZS) of the top substrate 13 obtained on the first axis S1 as described, the length of each of the expansion actuators 15A . 15B . 15C be determined.
Zuerst werden, wie in der 12 gezeigt, die Koordinaten
der Schwenkpunkte der drei Expansionsstellglieder 15A, 15B,
15C am unteren Substrat 12 durch (x01, y01, z01), (x02,
y02, z02) und (x03, y03, z03) dargestellt, und die Koordinaten an
den Drehpunkten (Kugelgelenken) am oberen Substrat 13 werden
durch (x11, y11, z11), (x12, y12, z12) und (x13, y13, z13) dargestellt.
Mit L1, L2, L3 werden die Abstände
zwischen den Schwenkpunkten der einzelnen Expansionsstellglieder
bezeichnet und mit ws der Abstand zwischen dem Punkt S und jedem
der oberen Schwenkpunkte.First, as in the 12 shown the coordinates of the pivot points of the three expansion actuators 15A . 15B , 15C on the lower substrate 12 represented by (x01, y01, z01), (x02, y02, z02) and (x03, y03, z03), and the coordinates at the pivot points (ball joints) on the upper substrate 13 are represented by (x11, y11, z11), (x12, y12, z12) and (x13, y13, z13). L1, L2, L3 denote the distances between the pivot points of the individual expansion actuators and ws the distance between point S and each of the upper pivot points.
Wenn θ1 der Neigungswinkel des Drehverhinderungsmechanismusses
in der Richtung der X-Achse und θ2
dessen Neigungswinkel in der Richtung der Y-Achse ist, gelten die
folgenden Beziehungen: tan θ1 = XS / ZS
tan θ2 = YS /
ZS. When θ1 is the inclination angle of the rotation preventing mechanism in the X-axis direction and θ2 is its inclination angle in the Y-axis direction, the following relationships apply: tan θ1 = XS / ZS tan θ2 = YS / ZS.
Die Koordinaten des oberen Schwenkpunktes
des Expansionsstellgliedes 15A sind deshalb gegeben durch x11 = XS
y11 = YS – ws·cos θ2
z11 = ZS + ws·sin θ2. The coordinates of the top pivot point of the expansion actuator 15A are therefore given by x11 = XS y11 = YS - wscos θ2 z11 = ZS + ws · sin θ2.
Die Koordinaten des oberen Schwenkpunktes
des Expansionsstellgliedes 15B sind gegeben durch x12 = XS – ws·cos 30°·cos θ1
y12 = YS + ws·sin 30°·cos θ2
z12
= ZS – ws·sind 30°·sin θ2 + ws·cos 30°·sin θ1. The coordinates of the top pivot point of the expansion actuator 15B are given by x12 = XS - wscos 30 ° cos θ1 y12 = YS + ws · sin 30 ° · cos θ2 z12 = ZS - ws are 30 ° sin θ2 + wscos 30 ° sin θ1.
Die Koordinaten des oberen Schwenkpunktes
des Expansionsstellgliedes 15C sind gegeben durch x13 = XS + ws·cos 30°·cos θ1
y13
= YS + ws·sin
30°·cos θ2
z13 = ZS – ws·sin 30°·sin θ2 – ws·cos 30°·sin θ1. The coordinates of the top pivot point of the expansion actuator 15C are given by x13 = XS + wscos 30 ° cos θ1 y13 = YS + ws · sin 30 ° · cos θ2 z13 = ZS - ws · sin 30 ° · sin θ2 - ws · cos 30 ° · sin θ1.
Die Längen der einzelnen Expansionsstellglieder
können
damit auf der Basis dieser Beziehungen wie folgt erhalten werden:
L12 = (x11 – x01)2 + (y11 – y01)2 +
(z11 – z01)2
L22 =
(x12 – x02)2 + (y12 – y02)2 +
(z12 – z02)2
L32 =
(x13 – x03)2 + (y13 – y03)2 +
(zl3 – z03)2 The lengths of the individual expansion actuators can thus be obtained based on these relationships as follows: L1 2 = (x11 - x01) 2 + (y11 - y01) 2 + (z11 - z01) 2 L2 2 = (x12 - x02) 2 + (y12 - y02) 2 + (z12 - z02) 2 L3 2 = (x13 - x03) 2 + (y13 - y03) 2 + (zl3 - z03) 2
Auf diese Weise können das Ausmaß der Expansion
der Expansionsstellglieder und das Ausmaß der Rotation der Dreiachsen-Rotationseinheit um
die drei Achsen ineinander umgewandelt werden.In this way, the extent of expansion
of the expansion actuators and the amount of rotation of the triaxial rotation unit
the three axes are converted into each other.
Die 13A und 13B sind eine Vorderansicht
bzw. eine Aufsicht des bzw. auf den Aufbau einer sich automatisch
ausrichtenden Klemme, die als die Klemme 60 verwendet wird.
In einem Basisblock 61 ist ein Luftzylinder ausgebildet,
in den Luftzylinder sind Kolbenstangen 62, 63 eingesetzt,
die sich nach links und rechts erstrecken, deren distale Enden durch
Halter 64, 64 fixiert sind. Der Basisblock 61 ist an
der dritten Platte 40 der Dreiachsen-Rotationseinheit angebracht
und der Luftzylinder mit einer Luftquelle verbunden (nicht gezeigt).The 13A and 13B are a front view and a plan view of the structure of an automatically aligning clamp, which is called the clamp 60 is used. In a basic block 61 an air cylinder is formed, piston rods are in the air cylinder 62 . 63 inserted, which extend to the left and right, their distal ends by holder 64 . 64 are fixed. The basic block 61 is on the third plate 40 attached to the triaxial rotation unit and the air cylinder connected to an air source (not shown).
An den Haltern 64 sind Backen 65 angebracht.
Durch das Steuern des Luftdrucks, der dem Luftzylinder zugeführt wird,
können
die Backen 65 das Rohr 91 der Abgasanlage zwischen
sich aufnehmen und festhalten, wie es gestrichelt in der 13A dargestellt ist, oder
das Rohr 91 freigeben, wie es in ausgezogenen Linien dargestellt
ist. Wenn das Rohr 91 sich zwischen den Backen 65 befindet,
bewegen sich der linke und der rechte Halter 64 durch eine nicht
gezeigte Gelenkverbindung im gleichen Hub aufeinander zu, so daß die Backen 65 das
Rohr immer an der Mittellinie M halten, die durch den Mittelpunkt
P der Klemme verläuft.On the brackets 64 are baking 65 appropriate. By controlling the air pressure that is supplied to the air cylinder, the jaws can 65 the pipe 91 Take the exhaust system between you and hold it as a dashed line in the 13A is shown, or the pipe 91 release as shown in solid lines. If the pipe 91 between the cheeks 65 the left and right holders move 64 by a joint connection, not shown, in the same stroke towards one another, so that the jaws 65 always hold the pipe at the center line M, which runs through the center P of the clamp.
In der 14 ist
ein Beispiel für
eine modifizierte Klemme gezeigt. In diesem Beispiel erstreckt sich
eine Kolbenstange 62 von nur einer Seite des Basisblocks 61' weg, und einer
Halter 64 ist am distalen Ende der Kolbenstange 62 befestigt,
während die
Aufnahmebacke 66 an der anderen Seite des Basisblocks 61' befestigt ist.In the 14 an example of a modified clamp is shown. In this example, a piston rod extends 62 from only one side of the base block 61 ' gone, and a holder 64 is at the distal end of the piston rod 62 attached while the receiving jaw 66 on the other side of the base block 61 ' is attached.
Beim Zuführen von Druckluft zu dem Luftzylinder
im Basisblock 61' drückt die
am Halter 64 angebrachte Backe 65 das Rohr 91 gegen
die Aufnahmebacke 66 und hält so das Rohr 91 fest.
Auch in diesem Fall läßt sich
die Betriebsposition der Klemme leicht bestimmen, da die Position
der Aufnahmebacke 66 feststeht.When supplying compressed air to the air cylinder in the base block 61 ' presses on the holder 64 attached cheek 65 the pipe 91 against the admission cheek 66 and so holds the pipe 91 firmly. In this case too, the operating position of the clamp can be easily determined, since the position of the receiving jaw 66 fixed.
Die 15A und 15B zeigen ein weiteres Beispiel
einer Klemme, die als Klemme 50 zum Festhalten eines Flansches verwendet
werden kann, der an einen Endabschnitt eines Abgasrohrs angeschweißt wird,
wobei die 15A den Freigabezustand
der Klemme zeigt und die 15B den
Haltezustand.The 15A and 15B FIG. 5 shows another example of a clamp that can be used as a clamp 50 for holding a flange that is welded to an end portion of an exhaust pipe, wherein the 15A shows the release status of the terminal and the 15B the hold state.
Am vorderen Ende einer feststehenden
Basis 51 ist ein Anschlagblock 52 vorgesehen,
und am hinteren Ende der Basis 51 ist ein Basisblock 53 vorgesehen,
in dem ein Luftzylinder ausgebildet ist. An der in den Luftzylinder
eingesetzten Kolbenstange 54 ist ein beweglicher Stab 55 derart
befestigt, daß der Stab 55 zwischen
dem Anschlagblock 52 und dem Basisblock 53 hin
und her beweglich ist. An den linken und rechten Endabschnitten
des beweglichen Stabs 55 sind Haltehebel 56 angebracht.At the front end of a fixed base 51 is a stop block 52 provided, and at the rear end of the base 51 is a basic block 53 provided in which an air cylinder is formed. On the piston rod inserted in the air cylinder 54 is a moving rod 55 attached such that the rod 55 between the stop block 52 and the base block 53 is movable back and forth. On the left and right end portions of the movable bar 55 are holding levers 56 appropriate.
In jedem der Haltehebel 56 sind
in dessen Längsrichtung
Führungslöcher 57 ausgebildet.
Stifte 58 an den linken und rechten Endabschnitten des
Anschlagblocks 52 greifen entsprechend in die Führungslöcher 57 ein.
Jeder der Haltehebel 56 weist an seinem vorderen Ende einen
L-förmigen
Festhalteabschnitt 59 auf.In each of the holding levers 56 are guide holes in its longitudinal direction 57 educated. pencils 58 on the left and right end portions of the stop block 52 engage in the guide holes accordingly 57 on. Each of the holding levers 56 has an L-shaped retaining section at its front end 59 on.
Das Führungsloch 57 verläuft im vorderen Endabschnitt
des Haltehebels 56 im wesentlichen gerade und zeigt im
hinteren Endabschnitt des Hebels 56 nach innen. Wenn die
Kolbenstange 54 ausgefahren wird, um den beweglichen Stab
55 zum Anschlagblock 52 hin zu schieben, wie es in der 15A gezeigt ist, werden
die Haltehebel 56 in den offenen Zustand gebracht, in dem
die vorderen Enden der Hebel 56 vom Rohr 91 entfernt
sind. In diesem Zustand wird der Flansch 90 an den Anschlagblock 52 angelegt
und das Rohr 91 in ein Loch des Flansches eingesetzt. Der
Anschlagblock 52 ist mit Stiften 52a versehen,
die in Schraubenlöcher
im Flansch 90 passen, wobei die Stifte 52a zum
Positionieren des Flansches verwendet werden. Im Anschlagblock 52 ist
auch eine Vertiefung 52b ausgebildet, die das Ausmaß des Einführens des
Rohrs 91 bestimmt.The pilot hole 57 runs in the front end portion of the holding lever 56 substantially straight and shows in the rear end portion of the lever 56 inside. If the piston rod 54 is extended to the movable rod 55 to the stop block 52 to push as in the 15A is shown, the holding lever 56 brought to the open state in which the front ends of the levers 56 from the pipe 91 are removed. In this condition the flange 90 to the stop block 52 created and the pipe 91 inserted into a hole in the flange. The stop block 52 is with pens 52a provided in screw holes in the flange 90 fit with the pins 52a can be used to position the flange. In the stop block 52 is also a deepening 52b trained the extent of insertion of the tube 91 certainly.
Wenn die Kolbenstange 54 zurückgezogen wird
und sich der bewegliche Stab 55 zum Basisblock 53 bewegt,
drehen sich die vorderen Endabschnitte der Haltehebel 56 nach
innen und bewegen sich nach hinten, wie es in der 15B gezeigt ist, um den Flansch 90 gegen
den Anschlagblock 52 zu drücken.If the piston rod 54 is withdrawn and the movable rod 55 becomes the base block 53 moves, the front end portions of the holding levers rotate 56 inside and move backwards as it is in the 15B is shown to the flange 90 against the stop block 52 to press.
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind
an der Basis eine Anzahl von lokalen Haltevorrichtungen 10A, 10B; 10C, 10D angebracht,
und an den Haltevorrichtungen sind die Klemmen 50, 60 und 70 angebracht,
die entsprechend den Teilen der Abgasanlage ausgewählt werden.In the described embodiment there are a number of local holding devices at the base 10A . 10B ; 10C . 10D attached, and on the brackets are the clamps 50 . 60 and 70 attached, which are selected according to the parts of the exhaust system.
Bei einem typischen Anwendungsbeispiel wird
das Ausmaß der
Expansion der Expansionsstellglieder 15 und das Ausmaß der Drehung
der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 um die drei Achsen entsprechend
den Haltepositionen und der Art der zu haltenden Teile durch Lernen
oder Dateneingabe eingestellt. Die diesen Werten der Expansion und
Drehung entsprechenden Daten werden dann zur weiteren Verwendung
gespeichert.In a typical application example, the extent of expansion of the expansion actuators 15 and the amount of rotation of the three-axis rotating unit 30 about the three axes according to the stopping positions and the kind of the to holding parts set by learning or data entry. The data corresponding to these values of expansion and rotation are then stored for further use.
Die 16 ist
ein Flußdiagramm
für den
Betrieb der Steuervorrichtung 4 in verschiedenen Moden
zum Steuern der lokalen Haltevorrichtungen 10.The 16 Fig. 4 is a flowchart for the operation of the control device 4 in different modes for controlling the local holding devices 10 ,
Wenn im Schritt 200 die
Stromversorgung der Steuervorrichtung 4 eingeschaltet wird,
wird der Schritt 201 ausgeführt, um eine von vier Moden
auszuwählen,
d. h. "Lernen", "Manuell", "Automatisch" oder "Daten". In diesem Schritt
werden die vier Moden am Display 8 angezeigt, und der Bediener
wählt eine
der Moden aus und gibt die ausgewählte Mode mittels der Tastatur 7 ein.If in step 200 the power supply to the control device 4 is turned on, the step 201 executed to select one of four modes, ie "Learn", "Manual", "Automatic" or "Data". In this step the four modes are shown on the display 8th is displayed and the operator selects one of the modes and enters the selected mode using the keyboard 7 on.
Wenn der Modus "Lernen" gewählt
wird, geht die Steuerung zum Schritt 202 weiter, um die
Punktnummer der Position auszuwählen,
die in den folgenden Schritten einzustellen ist. Die Punktnummer kann
zum Beispiel im Bereich von 1 bis 100 gewählt werden.If the "Learn" mode is selected, control goes to step 202 to select the point number of the position to be set in the following steps. The point number can be selected, for example, in the range from 1 to 100.
Wenn die Punktnummer ausgewählt und
die Auswahl im Schritt 5203 bestätigt und eingegeben ist, wird
der Schritt 204 ausgeführt,
um zu prüfen,
ob sich jedes der Expansionsstellglieder 15 und jede der drei
Achsen der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 in der Aus- Ausgangsposition
befindet oder nicht, das heißt
ob die jeweilige Bezugsposition bestätigt wurde oder nicht. Wenn
sich eines der Expansionsstellglieder oder eine der drei Achsen
nicht in der Ausgangsposition befindet, wird der Schritt 205 ausgeführt, um zur
Ausgangsposition oder Bezugsposition zurückzukehren.When the point number is selected and the selection in step 5203 is confirmed and entered, the step 204 executed to check whether each of the expansion actuators 15 and each of the three axes of the three-axis rotating unit 30 is in the starting position or not, that is, whether the respective reference position has been confirmed or not. If one of the expansion actuators or one of the three axes is not in the starting position, the step becomes 205 executed to return to the starting position or reference position.
Wenn sich alle Expansionsstellglieder 15 und
alle drei Achsen der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 in
der Bezugsposition befinden, geht die Steuerung zum Schritt 206 über, in
dem der Jog-Hebel 9 so betätigt wird, daß die Klemmen
bewegt und positioniert werden.If all expansion actuators 15 and all three axes of the three-axis rotating unit 30 are in the reference position, the control goes to step 206 above where the jog lever 9 is operated so that the clamps are moved and positioned.
Im Schritt 207 werden die
Verschiebungsdaten, die aus dem Ausmaß der Expansion der einzelnen
Expansionsstellglieder 15 und dem Ausmaß der Drehung der drei Achsen
der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 bestehen, am Display 8 angezeigt.In step 207 are the displacement data resulting from the extent of expansion of each expansion actuator 15 and the amount of rotation of the three axes of the three-axis rotating unit 30 exist on the display 8th displayed.
Im Schritt 208 werden die
Daten für
die Koordinaten der gegenwärtigen
Position des Klemmenabschnitts, d. h. die Positionskoordinaten (X,
Y, Z) des Klemmenmittelpunktes P und der Winkel (AR, BR) der Klemmen-Befestigungsplatte
(der dritten Platte 40) am Display 8 angezeigt.In step 208 the data for the coordinates of the current position of the clamp portion, that is, the position coordinates (X, Y, Z) of the clamp center P and the angle (AR, BR) of the clamp mounting plate (the third plate 40 ) on the display 8th displayed.
Die in den Schritten 207 und 208 angezeigten
Daten können
durch Schaltvorgänge
und dergleichen abwechselnd auf dem Display 8 erscheinen.The in the steps 207 and 208 displayed data can alternate on the display by switching operations and the like 8th appear.
Wenn im Schritt 209 eine
Ausführungstaste auf
der Tastatur 7 gedrückt
wird, werden die Positions-Koordinatendaten als Daten für die im
Schritt 203 eingestellte Punktnummer im internen Speicher 46 gespeichert.If in step 209 an execution key on the keyboard 7 is pressed, the position coordinate data as data for the step 203 set point number in the internal memory 46 saved.
Wenn im Schritt 201 der
Modus "Manuell" ausgewählt wird,
geht die Steuerung zum Schritt 210 weiter, um eines oder
mehrere der Expansionsstellglieder 15 auszuwählen, die
ausgefahren oder eingezogen werden sollen, oder eine Achse oder
die Achsen der Dreiachsen-Rotationseinheit 30, die zu drehen
ist (sind). Es können
alle Stellglieder und Achsen ausgewählt werden oder eine bestimmte
Achse oder ein bestimmtes Stellglied, so daß nur die ausgewählte Achse
oder das ausgewählte
Stellglied bewegt werden.If in step 201 if the "Manual" mode is selected, control goes to step 210 to one or more of the expansion actuators 15 select which to extend or retract, or an axis or the axes of the triaxial rotation unit 30 which is (are) to be rotated. All actuators and axes can be selected or a specific axis or a specific actuator so that only the selected axis or the selected actuator are moved.
Auf den Schritt 210 folgt
der Schritt 211, in dem der Jog-Hebel 9 betätigt wird,
um die Klemme zu bewegen und zu positionieren. Im Schritt 212 werden die
Verschiebungsdaten auf dem Display 8 angezeigt, die aus
dem Ausmaß der
Expansion der einzelnen Expansionsstellglieder 15 und dem
Ausmaß der Rotation
der drei Achsen der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 infolge
der Betätigung
des Jog-Hebels 9 bestehen. Im Schritt 213 werden
die Koordinatendaten für
die gegenwärtige
Position der Klemme am Display 8 angezeigt. Dadurch wird
es möglich,
die Klemme zu der gewünschten
Position und in die gewünschte
Stellung zu bringen, während
die Anzeigedaten am Display 8 bestätigt werden.On the step 210 the step follows 211 in which the jog lever 9 is operated to move and position the clamp. In step 212 the shift data is shown on the display 8th displayed, based on the extent of expansion of each expansion actuator 15 and the amount of rotation of the three axes of the three-axis rotating unit 30 as a result of operating the jog lever 9 consist. In step 213 the coordinate data for the current position of the terminal on the display 8th displayed. This makes it possible to move the clamp to the desired position and position while the display data is on the display 8th beeing confirmed.
Der Modus "Automatisch" wird nur dann ausgewählt, wenn
im oben beschriebenen Modus "Lernen" oder im später beschriebenen
Modus "Daten" bereits Positions-Koordinatendaten
im internen Speicher 46 gespeichert wurden.The "Automatic" mode is only selected if position coordinate data is already stored in the internal memory in the "Learn" mode described above or in the "Data" mode described later 46 have been saved.
Wenn im Schritt 201 der
Modus "Automatisch" ausgewählt wird,
geht die Steuerung zum Schritt 220 weiter, um zu prüfen, ob
sich die Expansionsstellglieder 15 und die drei Achsen
der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 in der Ausgangsposition
befinden. Wenn sich eines der Expansionsstellglieder oder eine der
drei Achsen nicht in der Ausgangsposition befindet, wird der Schritt 221 ausgeführt, um
zur Ausgangsposition oder Bezugsposition zurückzukehren.If in step 201 if the "Automatic" mode is selected, control goes to step 220 continue to check whether the expansion actuators 15 and the three axes of the three-axis rotating unit 30 are in the starting position. If one of the expansion actuators or one of the three axes is not in the starting position, the step becomes 221 executed to return to the starting position or reference position.
Wenn sich alle Expansionsstellglieder 15 und
alle drei Achsen der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 in
der Bezugsposition befinden, wird der Schritt 222 ausgeführt, um
die Punktnummer und die Programmnummer auszuwählen. Es ist bereits eine Anzahl
von Programmen für
die verschiedenen Arten und Größen der
Klemmen, die an den lokalen Haltevorrichtungen 10 angebracht
werden, und für
andere Parameter vorbereitet.If all expansion actuators 15 and all three axes of the three-axis rotating unit 30 are in the reference position, the step 222 to select the point number and the program number. There is already a number of programs for the different types and sizes of clamps attached to the local fixtures 10 be attached and prepared for other parameters.
Wenn im Schritt 223 die
Punktnummer und die Programmnummer eingegeben und bestätigt wurden,
wird der Schritt 224 ausgeführt, um das ausgewählte Programm
zu starten. Im Schritt 225 werden dann die Verschiebungen
der Expansionsstellglieder und der Dreiachsen-Rotationseinheit berechnet,
die erforderlich sind, um die für
die ausgewählte Punktnummer
eingestellten Positionskoordinaten zu erhalten, und die einzelnen
Motoren werden entsprechend den berechneten Verschiebungen angesteuert,
um die Stellglieder und die Rotationseinheit in die eingestellten
Positionen zu bringen. Die Steuerung kehrt dann zum Schritt 222 zurück, damit
der Bediener die Punktnummer und die Programmnummer für die nächste lokale
Haltevorrichtung auswählen
kann.If in step 223 the point number and the program number have been entered and confirmed, the step becomes 224 executed to start the selected program. In step 225 The displacements of the expansion actuators and the three-axis rotation unit are then calculated, which are required to obtain the position coordinates set for the selected point number, and the individual motors are driven in accordance with the calculated displacements in order to move the actuators and the rotation unit into the set positions bring. The controller then returns to the step 222 back so that the operator ner can select the point number and the program number for the next local holding device.
Im Modus "Daten" werden die Positionsdaten für jeden
Punkt bestätigt
und in den Speicher eingeschrieben.In the "Data" mode, the position data for everyone
Point confirmed
and written into memory.
Wenn im Schritt 201 der
Modus "Daten" ausgewählt wird,
geht die Steuerung zuerst zum Schritt 230, um die Punktnummer für die Position
auszuwählen,
die in den folgenden Schritten eingestellt wird. Nachdem die Punktnummer
gewählt
wurde und die Auswahl im Schritt 231 eingegeben und bestätigt wurde,
werden die gegenwärtigen
Verschiebungsdaten für
jedes der Expansionsstellglieder 15 und die drei Achsen
der Dreiachsen-Rotationseinheit 30 am Display 8 angezeigt,
und im Schritt 233 werden die entsprechenden Positions-Koordinatendaten
angezeigt. Die Verschiebungsdaten und die Positions-Koordinatendaten
können
mittels Umschalten oder ein anderes Verfahren abwechselnd angezeigt
werden.If in step 201 If the "data" mode is selected, control first goes to step 230 to select the point number for the position, which is set in the following steps. After the point number has been selected and the selection in step 231 has been entered and confirmed, the current displacement data for each of the expansion actuators 15 and the three axes of the three-axis rotation unit 30 on the display 8th displayed, and in step 233 the corresponding position coordinate data is displayed. The shift data and the position coordinate data can be displayed alternately by switching or another method.
Wenn über die Tastatur 7 im
Schritt 234 ein Befehl zum Ändern der Einstellung eingegeben
wird, wird die Steuervorrichtung 4 in einen Zustand versetzt,
der die Eingabe von Daten erlaubt, und es wird der Schritt 235 ausgeführt, um
neue Positions-Koordinatendaten
einzugeben. Im Schritt 236 werden die Verschiebungsdaten
zum Erhalten der neuen Positionskoordinaten am Display 8 angezeigt.If using the keyboard 7 in step 234 a command to change the setting is entered, the control device 4 put in a state that allows data entry and it becomes the step 235 executed to enter new position coordinate data. In step 236 the shift data for obtaining the new position coordinates on the display 8th displayed.
Wenn im Schritt 237 schließlich eine
Ausführungstaste
auf der Tastatur 7 gedrückt
wird, werden die obigen Positions-Koordinatendaten im internen Speicher 46 als
Daten für
die im Schritt 230 eingestellte Punktnummer gespeichert.If in step 237 finally an execution key on the keyboard 7 is pressed, the above position coordinate data is stored in the internal memory 46 as data for the in step 230 set point number saved.
In der dargestellten Ausführungsform
wurden die Hauptfunktionen der Einspannvorrichtung erläutert, das
heißt
das Halten und Fixieren von Komponententeilen, die eine Auspuffanlage
bilden. Die Einspannvorrichtung kann jedoch nicht nur zum Halten
und Fixieren von Teilen, sondern auch zum Ausführen anderer Funktionen verwendet
werden.In the illustrated embodiment
the main functions of the jig were explained
is called
holding and fixing component parts that an exhaust system
form. However, the jig can not only hold
and fixing parts, but also used to perform other functions
become.
Zum Beispiel können die Teile oder zusammengebauten
Gegenstände
dadurch in eine Montagelinie oder daraus heraus transportiert werden,
daß einige
der Klemmen freigegeben und die Expansionsstellglieder 15 und
die Dreiachsen-Rotationseinheit 30 angesteuert werden,
während
eine bestimmte Klemme oder bestimmte Klemmen im Haltezustand verbleiben.
Wenn die Vorrichtung vorab programmiert wird, kann die Einspannvorrichtung
sofort aufgestellt oder in Position gebracht werden, wodurch es einfach
wird, verschiedene Arten von Teilen in der gleichen Montagelinie
zusammenzubauen.For example, the parts or assembled items can be transported into or out of an assembly line by releasing some of the clamps and the expansion actuators 15 and the three-axis rotation unit 30 can be controlled while a specific terminal or terminals remain in the hold state. If the device is pre-programmed, the jig can be set up or put in place immediately, making it easy to assemble different types of parts on the same assembly line.
Die im "Lernen"- oder "Daten"-Modus gespeicherten Daten können außer im internen
Speicher 46 auch in verschiedenen Arten von Speichermedien
gespeichert werden.The data stored in "Learn" or "Data" mode can be saved in the internal memory 46 can also be stored in different types of storage media.
Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die Klemme an der lokalen Haltevorrichtung 10 angebracht,
die an der Basis 2 befestigt ist und die den dreibeinigen
Roboter 11 und die Dreiachsen-Rotationseinheit 30 umfaßt, wobei
die lokale Haltevorrichtung 10 so gesteuert wird, daß die Klemme
in die gewünschte
Position und Stellung gebracht wird.In the embodiment shown, the clamp is on the local holding device 10 attached to the base 2 is attached and the three-legged robot 11 and the three-axis rotation unit 30 comprises, the local holding device 10 is controlled so that the clamp is brought into the desired position and position.
Wenn viele verschiedene Arten von
Auspuffanlagen für
verschiedene Arten oder Versionen von Fahrzeugen zusammengebaut
werden, ist es daher nicht erforderlich, eine Einspannvorrichtung
durch eine andere Einspannvorrichtung zu ersetzen, die ausschließlich für die Auspuffanlage
verwendet wird, die als nächstes
zusammenzubauen ist. Der Bediener braucht daher keine schwere Arbeit
zu verrichten, um die Einspannvorrichtungen auszutauschen, und das
Vorbereiten der Einspannvorrichtung kann in kurzer Zeit erfolgen.
Auch ist der Speicherplatz für
die Einspannvorrichtungen, die für
Ersatzteile aufzubewahren sind, vorteilhaft verringert.If many different types of
Exhaust systems for
Assembled different types or versions of vehicles
there is therefore no need for a jig
to be replaced by another clamping device, which is only for the exhaust system
that will be used next
is to be assembled. The operator therefore does not need to do any heavy work
to do to replace the jigs, and that
Preparing the jig can be done in a short time.
The storage space is also for
the fixtures for
Spare parts are to be kept, advantageously reduced.
Wenn die Expansionsstellglieder 15 der
lokalen Haltevorrichtung 10 ausgefahren oder eingezogen
werden, um die Klemme zu bewegen, hält die Steuervorrichtung 4 die
Stelle der Klemme konstant, so daß durch Ausmessen oder ein
anderes Verfahren leicht ein "Lernen" erfolgen kann. Die
Positions-Koordinatendaten werden außerdem angezeigt, so daß die eingestellte
Position mit hoher Genauigkeit bestätigt werden kann.If the expansion actuators 15 the local holding device 10 extended or retracted to move the clamp holds the controller 4 the position of the clamp is constant, so that "learning" can easily take place by measuring or another method. The position coordinate data is also displayed so that the set position can be confirmed with high accuracy.
Die durch Lernen erhaltenen Positions-Koordinatendaten
und die entsprechenden Verschiebungsdaten für jede Achse werden in einem
Speicher gespeichert, so daß diese
Daten für
eine schnelle Einstellung einer Einspannvorrichtung verwendet werden
können,
um eine Klemme zu einer erforderlichen oder gewünschten Halteposition zu bringen.The position coordinate data obtained by learning
and the corresponding displacement data for each axis are in one
Memory stored so this
Data for
quick adjustment of a jig can be used
can,
to bring a clamp to a required or desired stop position.
Bei der gezeigten Ausführungsform
ist eine Anzahl von lokalen Haltevorrichtungen 10 an der
horizontalen Basis 2 angebracht. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt, sondern es kann auch eine
Anzahl von lokalen Haltevorrichtungen an einer vertikalen Basis angebracht
werden.In the embodiment shown is a number of local holding devices 10 at the horizontal base 2 appropriate. However, the present invention is not limited to this arrangement, but a number of local holding devices can be attached to a vertical base.
Bei der gezeigten Ausführungsform
wird die Einspannvorrichtung zum Halten der Teile einer Auspuffanlage
verwendet, der von der Einspannvorrichtung zu haltende Gegenstand
ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Es kann außerdem
nur eine lokale Haltevorrichtung an einer Basis angebracht sein,
abhängig von
dem Teil, der von der Einspannvorrichtung zu halten ist.In the embodiment shown
becomes the jig for holding the parts of an exhaust system
used, the object to be held by the jig
however, it is not limited to this.
It can also
only one local holding device is attached to a base,
depending on
the part to be held by the jig.
Für
die Antriebsmotoren 18 der Expansionsstellglieder und die
Steuermotoren 33, 37, 42 der Dreiachsen-Rotationseinheit
wurden Schrittmotoren verwendet, es können jedoch auch andere Arten
von Motoren wie Servomotoren verwendet werden.For the drive motors 18 the expansion actuators and the control motors 33 . 37 . 42 The three-axis rotary unit has used stepper motors, but other types of motors such as servomotors can also be used.
Wie beschrieben ist die Klemme an
der lokalen Haltevorrichtung angebracht, die mit drei Expansionsstellgliedern
versehen ist, wobei die Position der Klemme durch Verändern der
Länge (oder
Verschiebung) der einzelnen Expansionsstellglieder entsprechend
einem Befehl von der Steuervorrichtung geändert werden kann. Da die Position
der Klemme wie gewünscht
verändert
werden kann, kann an einer Basis eine geeignete Anzahl von lokalen
Haltevorrichtungen angebracht werden, deren Klemmen in die gewünschte Position
gebracht werden, um verschiedene Gegenstände festhalten zu können. Dadurch
ist es nicht mehr erforderlich, eine Einspannvorrichtung, die ausschließlich für den gegenwärtigen Gegenstand
verwendet wird, durch eine Einspannvorrichtung zu ersetzen, die
ausschließlich
für den
nächsten
festzuhaltenden Gegenstand verwendet wird. Der Bediener braucht
daher keine schwere Arbeit zu verrichten, um die Einspannvorrichtungen auszutauschen,
und das Vorbereiten der Einspannvorrichtung kann in kurzer Zeit
erfolgen. Auch ist der Speicherplatz für die Einspannvorrichtungen,
die für Ersatzteile
aufzubewahren sind, vorteilhaft verringert.As described, the clamp is attached to the local holding device which is provided with three expansion actuators, the position of the clamp being able to be changed by changing the length (or displacement) of the individual expansion actuators in accordance with a command from the control device. Since the position of the clamp can be changed as desired, an appropriate number of local stops can be provided on a base directions are attached, the clamps of which are brought into the desired position in order to be able to hold various objects. This eliminates the need to replace a jig used only for the current item with a jig used only for the next item to be held. Therefore, the operator does not have to do heavy work to replace the jigs, and the jig can be prepared in a short time. The storage space for the clamping devices, which are to be kept for spare parts, is also advantageously reduced.
Die Expansionsstellglieder befinden
sich zwischen dem unteren Substrat und dem oberen Substrat, und
auch der Drehverhinderungsmechanismus ist zwischen diesen Substraten
vorgesehen. Mit dieser Anordnung läßt sich die Position der Klemme durch Ändern der
Ausdehnung der Stellglieder steuern. Die Dreiachsen-Rotationseinheit
ist so angebracht, daß der
Winkel der Klemme wie gewünscht eingestellt
werden kann.The expansion actuators are located
between the lower substrate and the upper substrate, and
the anti-rotation mechanism is also between these substrates
intended. With this arrangement, the position of the clamp can be changed by
Control the expansion of the actuators. The three-axis rotation unit
is so attached that the
The angle of the clamp is set as desired
can be.
Die Expansionsstellglieder des dreibeinigen Roboters
und die Dreiachsen-Rotationseinheit können jeweils mittels der Schrittmotoren
oder Servomotoren angetrieben werden. Durch das Steuern der Drehwinkel
der Schrittmotoren oder Servomotoren können die Stellglieder und die
Dreiachsen-Rotationseinheit leicht so bewegt werden, daß mit hoher Zuverlässigkeit
die Verschiebungen erhalten werden, die von der Recheneinrichtung
berechnet wurden.The expansion actuators of the three-legged robot
and the three-axis rotating unit can each by means of the stepper motors
or servomotors are driven. By controlling the angle of rotation
the stepper motors or servomotors can be the actuators and
Three-axis rotation unit can be easily moved with high reliability
the shifts are obtained by the computing device
were calculated.
Während
der dreibeinige Roboter zum Bewegen der Klemme betrieben wird oder
nach der Bewegung wird die Dreiachsen-Rotationseinheit so gesteuert,
daß die
Stellung der Klemme konstant gehalten wird. Mit dieser Anordnung
können
leicht Lernvorgänge
durchgeführt
werden. Die als Ergebnis des Lernens erhaltenen Verschiebungsdaten
oder diesbezüglichen
Positionsdaten werden automatisch in einer Speichereinrichtung gespeichert,
so daß die nächste Einstellung
der Verschiebung oder Position einfach durch Auswahl der geeigneten
Daten aus den gespeicherten Daten erfolgen kann.While
the three-legged robot is operated to move the clamp or
after the movement, the three-axis rotation unit is controlled so
that the
Position of the clamp is kept constant. With this arrangement
can
easy learning processes
carried out
become. The displacement data obtained as a result of the learning
or related
Position data is automatically saved in a storage device,
so the next setting
the displacement or position simply by selecting the appropriate one
Data can be made from the stored data.
Die gegenwärtigen Verschiebungsdaten oder
diesbezüglichen
Positionsdaten des dreibeinigen Roboters oder der Dreiachsen-Rotationseinheit werden
auf einem Display angezeigt, wodurch der Benutzer in der Lage ist,
zum Beispiel im Lernmodus die Einstellbedingungen mit hoher Genauigkeit
zu bestätigen.The current shift dates or
related
Position data of the three-legged robot or the three-axis rotation unit
shown on a display, which enables the user to
For example, in the learning mode, the setting conditions with high accuracy
to confirm.
