EP3071372A1 - Arbeitsvorrichtung und arbeitsverfahren - Google Patents

Arbeitsvorrichtung und arbeitsverfahren

Info

Publication number
EP3071372A1
EP3071372A1 EP14815588.0A EP14815588A EP3071372A1 EP 3071372 A1 EP3071372 A1 EP 3071372A1 EP 14815588 A EP14815588 A EP 14815588A EP 3071372 A1 EP3071372 A1 EP 3071372A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
industrial robot
working device
robot
conveyor
working
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14815588.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Sturm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Systems GmbH
Original Assignee
KUKA Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Systems GmbH filed Critical KUKA Systems GmbH
Publication of EP3071372A1 publication Critical patent/EP3071372A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • B25J9/0018—Bases fixed on ceiling, i.e. upside down manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B25J9/009—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators being mechanically linked with one another at their distal ends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/1055—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements by gravity

Definitions

  • the invention relates to a working device and a working method with the features in the preamble of the method and device main claim.
  • multi-membered and multi-axis industrial robots which are arranged to increase the robot working area on a conveyor in the form of an additional axis, in particular a floor-bound driving axis, movable.
  • the driving axle has its own
  • controllable drive connected to the robot controller and there as an additional robot axis
  • a slight inclination of the web is sufficient, e.g. 1 ° - 2 ° to the horizontal.
  • the path inclination can be changed with an adjusting device, which also causes only a small construction and cost.
  • Adjustment of the web inclination is possible in one or more axes.
  • a tilt adjustment can be made about a horizontal spatial axis lying transversely to the web direction.
  • the said web gradient can be adjusted as needed and changed if necessary.
  • a change in inclination can be made by pivoting the guideway and / or the trolley about the web longitudinal axis.
  • the carriage may also have an additional axle, e.g. a boom, on which the industrial robot is additionally movably mounted relative to the carriage.
  • Industrial robots can be stationary or mobile. She can be used in particular for handling and joining tasks in and on large-volume workpieces, such as bodies of buses, railway cars, aircraft fuselages or the like.
  • the working device has the additional advantage that they only a small installation and
  • the multi-unit industrial robot can be designed in any suitable manner. Preferably, it is a lightweight small robot weighing less than 100 kg, preferably about 50 kg.
  • the industrial robot may have position-controlled axes. Preferably, it is a tactile robot with stress-absorbing sensors.
  • the tactile industrial robot can have one or more force-controlled or force-controlled robot axes
  • the tactile industrial robot can thereby be switched into various operating modes, wherein it can be used e.g. is switched to a spring mode when unexpected resistances occur. He can also be switched powerless in such a case. Further, a damping mode is possible in which the tactile robot itself is used as a braking and damping device for the carriage movement.
  • the industrial robot may be provided with an accompanying protective device. This can be in contact with people or other unexpected obstacles the car and
  • the tactile robot can be manually guided with its tool, especially with its Tool Center Point (TCP) if required. This can be used for simple and quick teaching of the robot program, in particular the train or exercise program.
  • TCP Tool Center Point
  • Figure 1 and 2 a working device with a
  • FIG. 1 an illustration of the working device of
  • Figures 18 and 19 a carriage with a
  • Figures 20 and 21 a variant of the braking device in
  • Figure 24 another variant in the arrangement and design of the gravity conveyor and the industrial robot.
  • the invention relates to a working device (1) with an industrial robot (7) and a conveyor (3). It also concerns a working procedure
  • Figure 1 to 3 show a first variant of
  • the conveyor (3) is designed as a gravity conveyor, which has a downwardly tiltable conveyor track (6) on which the industrial robot (7) is arranged to be movable and through
  • Conveyor track (6) has a linear design and a finite length in the embodiment shown. This can be several meters, e.g. 3 to 10 meters or more. In another and not shown embodiment, the conveyor track (6) may have a curved shape and also an open or closed ring or circular shape.
  • the conveyor track (6) is arranged on or on a frame (4) which is preferably frame-like and has, for example, a base plate and end-side upstanding supports on or on which the conveyor track (6) is held.
  • the frame (4) and the working device (1) may be stationary or mobile.
  • the frame (4) an aid (5), eg forklift pockets, for transport and possibly for a fixation at the operating position have.
  • the industrial robot (7) has a plurality of links (8, 9, 10) and can carry a tool (11) on its output member (10).
  • the industrial robot (7) can have several
  • Robot arm (9) to be mounted pivotably about a horizontal axis, which in turn at the free end of the
  • pivotable output member (10) carries, which, e.g. can be designed as a multi-axis robot hand. Said pedestal may also rotate about an upright axle relative to the ground.
  • the industrial robot (7) can execute any desired processes with the tool (11).
  • the tool (11) is designed as a gripping tool, with the assembly, handling and joining processes can be performed.
  • any other processes e.g.
  • the process can during the driving movement or at standstill of the industrial robot (7) at a possibly predetermined
  • the working device (1) can be arranged in a large-scale workpiece (2).
  • This can e.g. the interior of a vehicle body of a bus, a railway car or a
  • the industrial robot (7) can perform one or more processes. In the embodiment shown is on
  • the gravity conveyor (3) can one or more
  • the adjusting device (s) (19,20) may have any structural design.
  • an adjusting device (19) for the adjustment of height and inclination of the conveyor track (6) is present.
  • the adjusting device (19) has one or more own actuators (21) on
  • FIG. 3 shows the opposite inclination for a travel movement (31) in FIG
  • the actuators (21) can also each one
  • the actuators (21) are designed, for example, as linear drives. These can be lifting cylinders, Spindle or rack drives or the like. be.
  • the adjusting device (19) for the axial path inclination can be controlled by the industrial robot (7) or by its control (29).
  • An inclination of the conveyor track (6) can be used for transport and generated for a displacement movement of the industrial robot (7). If the
  • the controller (29) can be arranged on the industrial robot (7) and in particular be integrated there. It can alternatively be arranged externally.
  • resource feeder which can be used to supply any resources, e.g. electrical power and signal currents, compressed air,
  • Coolant or the like Of a stationary and
  • Industrial robot (7) is used.
  • Fig. 1 e.g. a flexible cable drag shown.
  • the industrial robot (7) is arranged on a carriage (14), which is mounted in a suitable manner on the conveyor track (6) movable and guided in the web direction.
  • a carriage 14
  • the conveyor track (6) movable and guided in the web direction.
  • Low-friction rolling or rolling bearings are used.
  • a plurality of rolling elements (16) are provided, which are arranged in the embodiments of the trolley (14). They are with the conveyor track (6) in leading
  • Intervention which is designed for example as a rail assembly. It may have four parallel and distributed in the cross section in the rectangle distributed round rails on or on which the rolling elements or wheels (16) engage positively with preferably grooved treads. About the Rolling body (16), a tilt-safe storage and management of the carriage (14) can be achieved, which can thereby move only in the web longitudinal direction.
  • the embodiments shown the
  • Embodiment moreover, several industrial robots (7) may be arranged together on or on a trolley (14). Furthermore, several carriages (14) may be arranged on a conveyor track (6). According to FIG. 1, one or more magazines (39) for components or other process aids or also for exchangeable tools (11) can also be arranged on a carriage (14). In addition, a sliding bearing of the trolley (14) on the conveyor track (6) is possible.
  • the gravity conveyor (3) and / or industrial robot (7) have a positioning device (17) for the trolley (14), which allows positioning and optionally also a fixation at a desired working position (13).
  • a positioning device (17) for the trolley (14) which allows positioning and optionally also a fixation at a desired working position (13).
  • Positioning device (17) designed as a mechanical end stop at the end of the conveyor track (6).
  • the latter can e.g. a positive stakeout
  • Figures 4 to 6 show a variant of the conveyor or the gravity conveyor (3) and the adjusting device (19).
  • the adjusting device (19) can be actuated by the industrial robot (7), which is supported for this purpose in a suitable manner on the conveyor track (6).
  • Supporting bearings (23) for the conveyor track (6) are e.g. each arranged on an angled support arm, which on the upright support of the frame (4) by means of a
  • vertical guide (22) is mounted vertically adjustable and is actuated by a locking wedge.
  • Tragarmende is a roll arranged on the
  • Actuator is in this case a by the industrial robot (7) generated or actuated drive, a along the conveyor track (6) back and forth movable control rod
  • FIGs 7 to 12 show further arrangement variants of the working device (1) in folded side and
  • FIGS. 9 and 10 show in FIGS.
  • Actuator (19) holds the conveyor track (6) in a suspended position.
  • the industrial robot (7) is arranged suspended at the bottom of the trolley (14).
  • the industrial robot (7) is arranged laterally on the carriage (14) and on one thereof
  • the base of the industrial robot (7) thus has a horizontal orientation and can possibly also rotate about a horizontal axis.
  • Figures 16 and 17 show a further kinematic variant of the working device (1) with a multi-axis
  • Gravity conveyor (3) The industrial robot (7) is again arranged on a trolley (14), but this via an additional axis (15) with the
  • the additional axis (15) may e.g. from a cross to
  • Conveyor track (6) aligned track piece are formed, which is mounted by means of a pivot bearing (23) on another trolley, which is mounted and guided on the conveyor track (6).
  • a pivot bearing (23) on another trolley, which is mounted and guided on the conveyor track (6).
  • the Industrial robot (7) thus two different positioning and movement axes, which preferably intersect each other at right angles.
  • the trolley (14) can be designed as a cross slide for such a multi-axis mobility.
  • Industrial robot (7) have a carried protective device (12). This is for example attached to the carriage (14) and may be formed in different ways. It may, for example, the cage shape shown in the drawings have and surrounded the industrial robot (7) on at least three sides by far and prevent access or access of people in the work area of the industrial robot (7) within the cage. On the or the
  • Working positions (13) may be a supplementary
  • FIG. 15 shows this arrangement in plan view.
  • Guard be formed, which optionally also includes its own relative mobility and a sensor.
  • the sensor system can respond by means of an ironing deflection and trigger an emergency stop of the trolley (14) or another suitable protective measure.
  • Figures 18 to 23 show different variants of
  • eingangser mecanical device (24) in folded side and end views.
  • eingangser mecanical device (24) in folded side and end views.
  • the trolley (14) may e.g. be formed as a folded and in cross-section U-shaped sheet metal housing, which the conveyor track (6) or
  • the braking device (24) can in the various ways
  • Variants are operated by the industrial robot (7) and / or by another external actuator. in the embodiment of Figures 18 and 19, the
  • Braking device on a spring-loaded brake body (25) against the conveyor track (6) with a braking surface can be employed and braking by frictional contact acts.
  • the brake body (25) can, for example, have the form of a brake tappet with a vertical direction of movement.
  • the braking device (24) has a
  • this actuator (27) is designed as a wedge adjustment and has e.g. along the conveyor track (6) aligned rod-like
  • the spring-loaded brake body (25) is relieved and the brake device (24) is opened. If the control rod is displaced by external action, this leads to a release of the
  • control rod can by striking the driving movement on an external
  • Obstacle or by the industrial robot (7) to be adjusted and moved. The return to the
  • Initial position can also be effected by the industrial robot (7) or by another restoring element.
  • the brake body (25) or brake tappet is actuated by an actuating device (27) with a brake lever and raised for brake release.
  • the pivoting lever may be actuated by the industrial robot (7), e.g. the output member (10) or optionally the attached tool (17) is pressed onto the free pivot lever end and the brake body (25) is raised to vent.
  • the braking device (24) can be used to brake or dampen the travel movement (24) or the travel speed during the robot movement be used. The braking effect is then limited and still allows a driving movement.
  • the braking device (24) can lock and fix the trolley (14) and the industrial robot (7) in a desired position along the conveyor track (6),
  • Braking device (24) comprises an electric brake (26), which preferably acts on at least one rolling body (16).
  • the electric brake (26) may e.g. be designed as a regenerative brake, which is activated by the kinetic energy of the moving carriage (14) and the industrial robot (7). The braking effect can be dependent on the driving speed and increase with this.
  • the regenerative brake (26) can be a starting device for a
  • the brake (26) has e.g. one with the
  • variable electric power pickup e.g. is controlled or regulated by the controller (29).
  • the braking effect can possibly also in
  • the electric brake or regenerative brake (26) can also be activated and deactivated by means of a coupling device (28), possibly against
  • FIG. 23 shows these
  • the coupling device (28) as a slide is formed and the industrial robot (7) with its output member (10) or with the local tool (11) is actuated.
  • the coupling device (28) is in this case a type of actuating device (27).
  • a release of the braking device (24) can in the
  • the braking device (24) can then be operated again to control the driving speed and in particular to keep substantially constant.
  • a separate fixing means may be provided for locking or fixing in the desired rest position or working position (13). This can e.g. the aforementioned mechanical stakeout or the like. be.
  • the industrial robot (7) can be a multi-axis or multi-unit robot in conventional design
  • Such an industrial robot (7) may require special protective measures to possibly.
  • This can e.g. be the aforementioned protective device (12).
  • the industrial robot (7) is more tactile
  • the integrated sensor (32) is indicated in Figure 1 by an arrow. You can eg a
  • the tactile industrial robot (7) can have one or more force-controlled or force-controlled robot axes. This allows a controllable or controllable response to externally applied loads.
  • the tactile industrial robot (7) has at least one resilient robot axis with a
  • Compliance control This can e.g. a clean
  • Force control or a combination of a position and force control is particularly advantageous in combination with integrated sensors, e.g. one or more forces and / or moments receiving sensors are arranged on the robot axes or the axle bearings there. Furthermore, wegaufnemde sensors may be present.
  • a tactile industrial robot (7) can be switched to different operating modes. This allows
  • the tactile industrial robot (7) may be e.g. be switched into a spring mode, in which he evades the external load resiliently until the load disappears.
  • the industrial robot (7) can also be manually guided and taught by e.g. on its output element (10) or on the tool (11)
  • a tactile industrial robot (7) can with such
  • Training can also be used as a damping or braking means and be switched to a corresponding mode.
  • the industrial robot (7) with a corresponding contact element, e.g. with the tool (11), when approaching a desired position, in particular a working position (13), against a in the
  • Neighboring mechanical stop are pressed and then to decelerate or damp the
  • a tactile industrial robot (7) of the type described above is in particular in an implementation of
  • compliant robot axes for a human-robot cooperation or collaboration (abbreviated MRK) suitable. He can stand with a person in an unfamiliar or unexpected in the program flow contact with a person, dodging or possibly even move actively in another operating mode backwards, thereby avoiding injury or at least reduce.
  • MRK human-robot cooperation or collaboration
  • Such a tactile robot may e.g. according to the DE
  • the industrial robot (7) preferably has a relatively low weight of less than 100 kg, especially 50 kg or less. He also has a correspondingly limited load capacity.
  • the industrial robot (7) can be designed as a small robot. Preference is also training as a lightweight robot, the particular
  • Figure 24 illustrates a further variant of
  • the adjusting device (19,20) in this case has a
  • Handling robot (33) which acts in a suitable manner on the conveyor track (6) and a change in the
  • Track inclination in one or more spatial axes allows. This can be a height adjustment and a change in the inclination of the railway or the rail gradient around a transversely to
  • the handling robot (33) can cause a rotation and a change in the path inclination about the longitudinal axis of the conveyor track (6).
  • This handling robot (33) can be present several times.
  • the handling robots (33) can cooperate and can be connected to the controller (29). They can be controlled by the industrial robot (7) as in the aforementioned variants.
  • the handling robot (33) can have several links. He can at his output member a tool, e.g. a gripping tool.
  • the handling robot (33) can have multiple rotational and / or translational axes in any combination and design. In the illustrated embodiment, it is as Gelenkarmroboter
  • the handling robot (33) can be used as a position-controlled robot or as a tactile robot of the type described above
  • a handling robot (33) can be arranged only at one end of the track, the other end of the track being pivotably mounted on a stationary support. In a further modification, more than two handling robots (33) may be present. Furthermore, a

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsvorrichtung (1) mit einem mehrgliedrigen (8,9,10) Industrieroboter (7), der mittels einer als Schwerkraftförderer ausgebildeten Fördereinrichtung (3) verfahrbar angeordnet ist. Der Schwerkraftförderer hat eine abwärtsgeneigte Förderbahn (6), an welcher der Industrieroboter (7) durch sein Eigengewicht verfahrbar angeordnet ist. Die Bahnneigung kann mittels einer Stelleinrichtung (19, 20) in einer oder mehreren Raumachsen eingestellt werden.

Description

BESCHREIBUNG
Arbeitsvorrichtung und Arbeitsverfahren
Die Erfindung betrifft eine Arbeitsvorrichtung und ein Arbeitsverfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.
Aus der Praxis sind Arbeitsvorrichtungen mit
mehrgliedrigen und mehrachsigen Industrierobotern bekannt, die zur Vergrößerung des Roboterarbeitsbereichs auf einer Fördereinrichtung in Form einer Zusatzachse, insbesondere einer flurgebundenen Fahrachse, verfahrbar angeordnet sind. Die Fahrachse weist hierfür einen eigenen
steuerbaren Antrieb auf, der mit der Robotersteuerung verbunden und dort als zusätzliche Roboterachse
implementiert ist. Ähnliche Fahrachsen werden auch für Portalroboter eingesetzt. Die Arbeitsvorrichtung wird hierdurch bau- und kostenaufwändig .
Ferner ist es bekannt, einen Industrieroboter auf einem ferngesteuert frei im Raum beweglichen und mit einem
Antrieb versehenen Transportwagen anzuordnen. Dies
erfordert ebenfalls einen hohen Bau-, Steuer- und
Kostenaufwand und ist außerdem relativ langsam.
Die DE 20 2012 100 646 Ul offenbart einen Roboter auf einem Transportwagen, der sich durch einen vom Roboter betätigbaren Eigenantrieb mit einer Absteckung, einer Kurbel oder dergleichen bewegt. Dies hat Vorteile für die Erreichbarkeit beliebiger Positionen und wird eingesetzt, wenn sich der Industrieroboter längere Zeit an einer
Position aufhält. Die Verlagerungsbewegung von einer zur anderen Position geht relativ langsam vonstatten. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Arbeitsvorrichtung sowie ein Arbeitsverfahren aufzuzeigen . Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im
Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.
Der beanspruchte Schwerkraftförderer und das
Arbeitsverfahren haben den Vorteil einer signifikanten Reduzierung des Bau- und Kostenaufwands für die
Vergrößerung des Roboterarbeitsbereichs. Sie erlauben außerdem eine schnelle, präzise und energiegünstige
Verlagerung des Industrieroboters. Für die konstruktive Gestaltung des Schwerkraftförderers gibt es verschiedene in den Unteransprüchen genannte Möglichkeiten.
Für den Schwerkrafttransport des Industrieroboters genügt eine geringfügige Bahnneigung, die z.B. 1° - 2° gegen die Horizontale betragen kann. Die Bahnneigung kann mit einer Stelleinrichtung verändert werden, die ebenfalls nur einen geringen Bau- und Kostenaufwand hervorruft. Eine
Verstellung der Bahnneigung ist dabei in einer oder mehreren Achsen möglich. Einerseits kann eine Neigungsverstellung um eine quer zur Bahnrichtung liegende horizontale Raumachse vorgenommen werden. Hierdurch lässt sich das besagte Bahngefälle bedarfsweise einstellen und gegebenenfalls verändern.
Zudem kann eine Neigungsänderung durch Schwenken der Führungsbahn und/oder des Fahrwagens um die Bahnlängsachse erfolgen. Der Fahrwagen kann auch eine Zusatzachse, z.B. einen Ausleger, aufweisen, an dem der Industrieroboter relativ zum Fahrwagen zusätzlich beweglich gelagert ist. Die Arbeitsvorrichtung mit dem Schwerkraftförderer und einem oder mehreren daran verfahrbar gelagerten
Industrierobotern kann stationär oder mobil sein. Sie lässt sich insbesondere für Handling- und Fügeaufgaben in und an großvolumigen Werkstücken, z.B. Karosserien von Bussen, Eisenbahnwagens, Flugzeugrümpfen oder dgl .
einsetzen. Die Arbeitsvorrichtung hat darüber hinaus den Vorteil, das sie nur einen geringen Installations- und
Versorgungsaufwand braucht.
Der mehrgliedrige Industrieroboter kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich um einen leichtgewichtigen kleinen Roboter mit einem Gewicht von weniger als 100 kg, vorzugsweise ca. 50 kg. Der Industrieroboter kann positionsgesteuerte Achsen aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich um einen taktilen Roboter mit einer Belastungen aufnehmenden Sensorik.
Der taktile Industrieroboter kann eine oder mehrere kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen
aufweisen. Dies können nachgiebige Roboterachsen mit einer Nachgiebigkeitsregelung, insbesondere einer reinen
Kraftregelung oder einer Kombination auf Positions- und Kraftregelung sein. Der taktile Industrieroboter lässt sich dabei in verschiedene Betriebsmodi schalten, wobei er z.B. bei Auftreten von unerwarteten Widerständen in einen Federmodus geschaltet wird. Er kann in einem solchen Fall auch kraftlos geschalten werden. Ferner ist ein Dämpfmodus möglich, in dem der taktile Roboter selbst als Brems- und Dämpfeinrichtung für die Fahrwagenbewegung benutzt wird.
Für den Personenschutz kann der Industrieroboter mit einer mitgeführten Schutzeinrichtung versehen sein. Diese kann bei einem Berührungskontakt mit Personen oder anderen unerwarteten Hindernissen die Fahrwagen- und
gegebenenfalls Roboterbewegungen sofort stoppen und stillsetzen. Andererseits kann der Industrieroboter, insbesondere in der Ausbildung als taktiler Roboter, für eine Mensch-Roboter-Kooperation oder-Kollaboration
(abgekürzt MRK) tauglich ausgebildet sein. Ein solcher taktiler Roboter lässt sich außerdem mit seinem Werkzeug, insbesondere mit seinem Tool-Center-Point (TCP) , bei Bedarf manuell führen. Dies kann zum einfachen und schnellen Teachen des Roboterprogramms, insbesondere des Bahn- oder Bewegungsprogramms, eingesetzt werden.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
Figur 1 und 2 : eine Arbeitsvorrichtung mit einem
Schwerkraftförderer und einem darauf verfahrbar angeordneten Industrieroboter in Seitenansicht und geklappter
Stirnansicht ,
Figur 3: eine Darstellung der Arbeitsvorrichtung von
Figur 1 mit einer Neigung der Förderbahn in Gegenrichtung,
Figur 4 bis 6: eine Variante der Arbeitsvorrichtung und des Schwerkraftförderers von Figur 1 bis 3 ,
Figur 7 bis weitere Varianten in der Anordnung und
Ausbildung des Schwerkraftförderers und des Industrieroboters,
Figur 13 bis eine Arbeitsvorrichtung mit einer vom
Industrieroboter mitgeführten
Schutzeinrichtung,
Figur 16 und eine Variante zu den vorherigen
Arbeitsvorrichtungen mit einer
zusätzlichen Neigungsverstellung
Bahnlängsachse,
Figur 18 und 19: einen Fahrwagen mit einer
Bremseinrichtung in teilweise
geschnittener Seiten- und Stirnansicht, Figur 20 und 21: eine Variante der Bremseinrichtung in
Seiten- und Stirnansicht,
Figur 22 und 23: eine weitere Variante der
Bremseinrichtung in Seiten- und
Stirnansicht und
Figur 24: eine weitere Variante in der Anordnung und Ausbildung des Schwerkraftförderers und des Industrieroboters.
Die Erfindung betrifft eine Arbeitsvorrichtung (1) mit einem Industrieroboter (7) und einer Fördereinrichtung (3) . Sie betrifft ferner ein Arbeitsverfahren,
insbesondere ein Verfahren zum Transport eines
Industrieroboters mittels einer Fördereinrichtung (3).
Figur 1 bis 3 zeigen eine erste Variante der
Arbeitsvorrichtung (1). Die Fördereinrichtung (3) ist als Schwerkraftförderer ausgebildet, der eine abwärts neigbare Förderbahn (6) aufweist, an welcher der Industrieroboter (7) verfahrbar angeordnet ist und sich durch sein
Eigengewicht in Abwärtsrichtung bewegen kann. Die
Förderbahn (6) hat in der gezeigten Ausführungsform eine lineare Ausbildung und eine endliche Länge. Diese kann mehrere Meter betragen, z.B. 3 bis 10 m oder mehr. In einer anderen und nicht dargestellten Ausführungsform kann die Förderbahn (6) eine gebogene Form und auch eine offene oder geschlossene Ring- oder Kreisform haben.
Die Förderbahn (6) ist auf oder an einem Gestell (4) angeordnet, welches bevorzugt rahmenartig ausgebildet ist und z.B. eine Basisplatte und endseitige nach oben ragende Stützen aufweist, auf oder an denen die Förderbahn (6) gehalten ist. Das Gestell (4) und die Arbeitsvorrichtung (1) können stationär angeordnet oder mobil sein. Für eine Mobilität kann das Gestell (4) ein Hilfsmittel (5), z.B. Gabelstaplertaschen, für einen Transport und ggf. für eine Fixierung an der Betriebsposition aufweisen. Der Industrieroboter (7) weist mehrere Glieder (8,9,10) auf und kann an seinem Abtriebsglied (10) ein Werkzeug (11) tragen. Der Industrieroboter (7) kann mehrere
rotatorische und/oder translatorische Achsen in beliebiger Kombination und Ausbildung haben. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel ist er als Gelenkarmroboter
ausgebildet, der einen Sockel und einen daran schwenkbar um eine Horizontalachse gelagerten Roboterarm (8)
aufweist. An dessen freien Ende kann ein weiterer
Roboterarm (9) um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert sein, der seinerseits am freien Ende das
schwenkbare Abtriebsglied (10) trägt, welches z.B. als mehrachsige Roboterhand ausgebildet sein kann. Der besagte Sockel kann außerdem um eine aufrechte Achse gegenüber dem Untergrund drehen.
Der Industrieroboter (7) kann mit dem Werkzeug (11) beliebige Prozesse ausführen. In Figur 2 ist das Werkzeug (11) als GreifWerkzeug ausgebildet, mit dem Montage-, Handhabungs- und Fügeprozesse durchgeführt werden können. Daneben sind beliebige andere Prozesse z.B.
Auftrageprozesse, Prüfprozesse oder dgl . möglich. Der Prozess kann während der Fahrbewegung oder im Stillstand des Industrieroboters (7) an einer ggf. vorgegebenen
Arbeitsposition (12) durchgeführt werden.
Wie Figur 3 verdeutlicht, kann die Arbeitsvorrichtung (1) in einem großräumigen Werkstück (2) angeordnet sein. Dies kann z.B. der Innenraum einer Fahrzeugkarosserie eines Omnibusses, eines Eisenbahnwagens oder eines
Flugzeugrumpfes sein. Innerhalb des Werkstücks (2) kann der Industrieroboter (7) eine oder mehrere Prozesse durchführen . In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist am
Schwerkraftförderer (3) jeweils ein einzelner
Industrieroboter (7) angeordnet. In Abwandlung hierzu ist auch eine Mehrfachanordnung von Robotern (7) am
Schwerkraftförderer (3) möglich.
Der Schwerkraftförderer (3) kann eine oder mehrere
Stelleinrichtungen (19,20) zur Veränderung der Bahnneigung bzw. des Bahngefälles in einer oder mehreren Raumachsen aufweisen. Die Stelleinrichtung (en) (19,20) können eine beliebige konstruktive Gestaltung haben.
In Figur 1 bis 3 ist eine Stelleinrichtung (19) für die Verstellung von Höhe und Neigung der Förderbahn (6) vorhanden. Die Stelleinrichtung (19) weist einen oder mehrere eigene Stellantriebe (21) auf, die an
unterschiedlichen Stellen der Förderbahn angreifen. An den endseitigen aufrechten Gestellstützen ist z.B. jeweils ein Stellantrieb (21) angeordnet, der als Hubantrieb
ausgebildet ist und über einen endseitigen Stellkopf mit einem Schwenklager (23) an der Unterseite der Förderbahn (6) angreift. In Figur 1 ist der rechte Stellantrieb (21) ein Stück ausgefahren, wodurch die Förderbahn (6) eine von rechts nach links abfallende Neigung erhält und der
Industrieroboter (7) sich durch Eigengewicht auch in dieser Fahrtrichtung (31) bewegt. Der linke Stellantrieb (21) ist eingefahren und/oder weniger weit als der rechte Stellantrieb (21) ausgefahren. Figur 3 zeigt die entgegen gesetzte Neigung für eine Fahrbewegung (31) in
Gegenrichtung .
Die Stellantriebe (21) können außerdem jeweils eine
Führung (22) für den bewegten Stellkopf aufweisen, die z.B. als vertikale Schienenführung ausgebildet ist. In konstruktiver Hinsicht sind die Stellantriebe (21) z.B. als Linearantriebe ausgeführt. Dies können Hubzylinder, Spindel- oder Zahnstangenantriebe oder dgl . sein.
Die Stelleinrichtung (19) für die axiale Bahnneigung kann vom Industrieroboter (7) bzw. von dessen Steuerung (29) aus steuerbar sein. Eine Schrägstellung der Förderbahn (6) kann zu Transport zwecken und für eine Verlagerungsbewegung des Industrieroboters (7) erzeugt werden. Wenn der
Industrieroboter (7) seine vorgesehene Arbeitsposition (13) erreicht hat, kann die Bahnneigung wieder aufgehoben werden und die Förderbahn (6) in eine neutrale bzw.
horizontale Lage gebracht werden. Die Steuerung (29) kann am Industrieroboter (7) angeordnet und insbesondere dort integriert sein. Sie kann alternativ extern angeordnet sein .
Ferner kann eine Betriebsmittelzuführung (18) vorhanden sein, die der Zuführung beliebiger Betriebsmittel, z.B. elektrische Leistungs- und Signalströme, Druckluft,
Kühlmittel oder dgl. von einer stationären und
insbesondere am Gestell (4) angeordneten
Betriebsmittelversorgung zu dem bewegbaren
Industrieroboter (7) dient. In Figur 1 ist z.B. ein biegsamer Kabelschlepp dargestellt. Der Industrieroboter (7) ist auf einem Fahrwagen (14) angeordnet, welcher in geeigneter Weise an der Förderbahn (6) verfahrbar gelagert und in Bahnrichtung geführt ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen kommt eine
reibungsarme Wälz- oder Rolllagerung zum Einsatz. Hierfür sind z.B. mehrere Rollkörper (16) vorgesehen, die in den Ausführungsbeispielen am Transportwagen (14) angeordnet sind. Sie stehen mit der Förderbahn (6) in führendem
Eingriff, die z.B. als Schienenanordnung ausgebildet ist. Sie kann vier parallele und im Querschnitt gesehen im Rechteck verteilte Rundschienen aufweisen, an oder auf denen die Rollkörper oder Räder (16) mit vorzugsweise genuteten Laufflächen formschlüssig angreifen. Über die Rollkörper (16) kann eine kippsichere Lagerung und Führung des Laufwagens (14) erreicht werden, der sich dadurch nur in Bahnlängsrichtung bewegen kann. In Abwandlung der gezeigten Ausführungsbeispiele kann die
Rollenzuordnung umgedreht sein, wobei sich die Rollkörper
(16) an der Förderbahn (6) befinden die dann als Rollbahn ausgestaltet ist. In Abwandlung der gezeigten
Ausführungsform können außerdem mehrere Industrieroboter (7) gemeinsam an oder auf einem Fahrwagen (14) angeordnet sein. Ferner können auch mehrere Fahrwagen (14) an einer Förderbahn (6) angeordnet sein. Auf einem Fahrwagen (14) können ferner gemäß Figur 1 ein oder mehrere Magazine (39) für Bauteile oder andere Prozess-Hilfsmittel oder auch für wechselbare Werkzeuge (11) angeordnet sein. Zudem ist eine Gleitlagerung des Fahrwagens (14) auf der Förderbahn (6) möglich .
Der Schwerkraftförderer (3) und/oder Industrieroboter (7) weisen eine Positioniereinrichtung (17) für den Fahrwagen (14) auf, die eine Positionierung und gegebenenfalls auch eine Fixierung an einer gewünschten Arbeitsposition (13) ermöglicht. In Figur 1 ist beispielhaft die
Positioniereinrichtung (17) als mechanischer Endanschlag am Ende der Förderbahn (6) ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich kann die Positioniereinrichtung
(17) ein Wege- und/oder Positionsmesssystem aufweisen, insbesondere wenn entlang der Förderbahn (6)
Zwischenpositionen gezielt angefahren werden sollen. Für die Fixierung an der Arbeitsposition (13) kann eine nachfolgend näher erläuterte Bremseinrichtung (24) oder ein anderes geeignetes Fixiermittel benutzt werden.
Letzteres kann z.B. eine formschlüssige Absteckung
zwischen dem Transportwagen (14) und der Förderbahn (6) sein. Auch eine Klemmfixierung oder dgl . ist möglich. Figur 4 bis 6 zeigen eine Variante der Fördereinrichtung bzw. des Schwerkraftförderers (3) und der Stelleinrichtung (19) . Bei dieser Variante kann die Stelleinrichtung (19) vom Industrieroboter (7) betätigt werden, der sich hierfür in geeigneter Weise an der Förderbahn (6) abstützt. Die
Stützlager (23) für die Förderbahn (6) sind z.B. jeweils an einem abgewinkelten Tragarm angeordnet, der an der aufrechten Stütze des Gestells (4) mittels einer
vertikalen Führung (22) höhenverstellbar gelagert ist und durch einen Stellkeil betätigt wird. Am anderen
Tragarmende ist eine Rolle angeordnet, die auf der
schrägen Keilfläche bei deren Horizontalvorschub aufläuft und diese Bewegung in eine Hubbewegung umsetzt. Der
Stellantrieb ist in diesem Fall ein vom Industrieroboter (7) erzeugter oder betätigter Antrieb, der eine längs der Förderbahn (6) hin und her bewegliche Stellstange
aufweist, die an den Enden jeweils den besagten Stellkeil aufweist, der seinerseits horizontal an der benachbarten Gestellstütze geführt ist.
Figur 7 bis 12 zeigen weitere Anordnungsvarianten der Arbeitsvorrichtung (1) in geklappten Seiten- und
Stirnansichten. Die Variante von Figur 7 und 8 entspricht der Ausführungsform von Figur 1 bis 3 und zeigt einen oben auf dem Transportwagen (14) stehend angeordneten
Industrieroboter (7) . Figur 9 und 10 zeigt in den
geklappten Ansichten eine Hängeanordnung mit einem
portalartigen Gestell (4), welches mittels der
Stellvorrichtung (19) die Förderbahn (6) in hängender Lage hält. Der Industrieroboter (7) ist an der Unterseite des Transportwagens (14) hängend angeordnet. In der Variante von Figur 11 und 12 ist der Industrieroboter (7) seitlich am Fahrwagen (14) und an einem darauf angeordneten
Tragkörper angeordnet. Der Sockel des Industrieroboters (7) hat dadurch eine horizontale Ausrichtung und kann ggf. auch um eine horizontale Achse drehen. Figur 16 und 17 zeigen eine weitere kinematische Variante der Arbeitsvorrichtung (1) mit einem mehrachsigen
Schwerkraftförderer (3). Der Industrieroboter (7) ist wieder auf einem Transportwagen (14) angeordnet, wobei dieser allerdings über eine Zusatzachse (15) mit der
Förderbahn (6) verbunden ist. Die Zusatzachse (15)
ermöglicht dem Industrieroboter (7) eine zusätzliche
Fahrbewegung quer zur Förderbahn (6) . Die Zusatzachse (15) kann z.B. von einem quer zur
Förderbahn (6) ausgerichtetem Bahnstück gebildet werden, das mittels eines Schwenklagers (23) auf einem weiteren Transportwagen gelagert ist, welcher an der Förderbahn (6) gelagert und geführt ist. Über Schwenklager (23) können das besagte Bahnstück und der darauf gelagerte und
geführte Transportwagen (14) mit dem Industrieroboter (7) um eine längs der Förderbahn (6) ausgerichtete Achse schwenken. Hierfür kann eine Stelleinrichtung (20)
vorgesehen sein, die einen eigenen Stellantrieb (21), z.B. einen Linearantrieb der vorgenannten Art, aufweist oder die gegebenenfalls vom Industrieroboter (7) aus
angetrieben wird. Die Konstruktion der Förderbahn (6) und ihrer Stelleinrichtung (19) kann die Gleiche wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen sein.
Im Ausführungsbeispiel von Figur 16 und 17 hat der
Industrieroboter (7) somit zwei verschiedene Stell- und Bewegungsachsen, die vorzugsweise einander im rechten Winkel kreuzen. Der Transportwagen (14) kann für eine solche mehrachsige Beweglichkeit als Kreuzschlitten ausgebildet sein.
Wie Figur 13 bis 15 verdeutlichen, kann der
Industrieroboter (7) eine mitgeführte Schutzeinrichtung (12) aufweisen. Diese ist z.B. am Fahrwagen (14) befestigt und kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Sie kann z.B. die in den Zeichnungen dargestellte Käfigform haben und den Industrieroboter (7) an zumindest drei Seiten mit Abstand umgeben und einen Zugriff oder Zutritt von Personen in den Arbeitsbereich des Industrieroboters (7) innerhalb des Käfigs verhindern. An der oder den
Arbeitspositionen (13) kann eine ergänzende
Schutzeinrichtung, z.B. ein Zaun, angeordnet sein, die an die mobile Schutzeinrichtung (12) in Arbeitsposition (13) anschließt und deren offene Seite verschließt. Figur 15 zeigt diese Anordnung in der Draufsicht.
Alternativ oder zusätzlich sind andere Ausgestaltungen der Schutzeinrichtung (12) möglich. Diese kann z.B. als
Schutzbügel ausgebildet sein, der gegebenenfalls auch eine eigene relative Beweglichkeit und auch eine Sensorik beinhaltet. Bei Kontakt mit einem Hindernis, insbesondere mit einem Werker, kann durch Bügelauslenkung die Sensorik ansprechen und einen Nothalt des Fahrwagens (14) oder eine andere geeignete Schutzmaßnahme auslösen. Figur 18 bis 23 zeigen verschiedene Varianten der
eingangserwähnten Bremseinrichtung (24) in geklappten Seiten- und Stirnansichten. Hierbei sind auch die
vorgenannten Details zur Ausbildung der Schienenanordnung (6), des Fahrwagens (14) und der Rollkörper oder Räder (16) ersichtlich. Der Transportwagen (14) kann z.B. als abgekantetes und im Querschnitt U-förmiges Blechgehäuse ausgebildet sein, welches die Förderbahn (6) oder
gegebenenfalls den Bahnabschnitt gemäß Figur 16 und 17 außenseitig umgreift.
Die Bremseinrichtung (24) kann in den verschiedenen
Varianten vom Industrieroboter (7) und/oder von einem anderen externen Aktor betätigt werden. in der Ausführungsform von Figur 18 und 19 weist die
Bremseinrichtung einen federbelasteten Bremskörper (25) auf, der gegen die Förderbahn (6) mit einer Bremsfläche angestellt werden kann und durch Reibkontakt bremsend wirkt. Der Bremskörper (25) kann hierfür z.B. die Form eines Bremsstößels mit vertikaler Bewegungsrichtung haben. Die Bremseinrichtung (24) weist eine
Betätigungseinrichtung (27) für den Bremskörper (25) auf. In Figur 18 und 19 ist diese Betätigungseinrichtung (27) als Keilverstellung ausgebildet und weist ein z.B. längs der Förderbahn (6) ausgerichtetes stangenartiges
Betätigungselement auf, welches an der Unterseite eine keilförmige Nut besitzt, die mit einer Walze oder einer Kugel am oberen Ende des Bremskörpers (25) zusammenwirkt. Bei geschlossenem Keileingriff ist der federbelastete Bremskörper (25) entlastet und die Bremseinrichtung (24) geöffnet. Wenn die Stellstange durch äußere Einwirkung verschoben wird, führt dies zu einem Lösen des
Keileingriffs und zu einem Niederdrücken des Bremsstößels (25) durch einen benachbarten Stangenabschnitt mit der Folge einer Bremsaktivierung. Die Stellstange kann durch Auftreffen bei der Fahrbewegung an einem externen
Hindernis oder durch den Industrieroboter (7) verstellt und verschoben werden. Die Rückkehr in die
Ausgangsstellung kann ebenfalls vom Industrieroboter (7) oder von einem anderen Rückstellelement bewirkt werden.
In der Variante von Figur 20 und 21 wird der Bremskörper (25) bzw. Bremsstößel von einer Betätigungseinrichtung (27) mit einem Bremshebel betätigt und zum Bremslüften angehoben. Der Schwenkhebel kann vom Industrieroboter (7) betätigt werden, wobei z.B. das Abtriebsglied (10) oder gegebenenfalls das daran befestigte Werkzeug (17) auf das freie Schwenkhebelende gedrückt wird und der Bremskörper (25) zum Lüften angehoben wird. Die beiden vorgenannten Varianten der Bremseinrichtung
(24) können zum Bremsen oder Dämpfen der Fahrbewegung (24) bzw. der Fahrgeschwindigkeit bei der Roboterbewegung eingesetzt werden. Die Bremswirkung ist dann begrenzt und erlaubt noch eine Fahrbewegung. Die Bremseinrichtung (24) kann andererseits eine Arretierung und Fixierung des Fahrwagens (14) und des Industrieroboters (7) in einer gewünschten Position entlang der Förderbahn (6),
insbesondere in der Arbeitsposition (13), ermöglichen. Hierfür wird die Bremskraft erhöht und eine Arretierung durch Klemmschluss herbeigeführt. Figur 22 und 23 zeigen eine Variante, in der die
Bremseinrichtung (24) eine elektrische Bremse (26) aufweist, die bevorzugt auf mindestens einen Rollkörper (16) einwirkt. Die elektrische Bremse (26) kann z.B. als generatorische Bremse ausgebildet sein, die durch die kinetische Energie des in Bewegung befindlichen Fahrwagens (14) und des Industrieroboters (7) aktiviert wird. Die Bremswirkung kann dabei von der Fahrgeschwindigkeit abhängig sein und mit dieser steigen. Die generatorische Bremse (26) kann eine Anlaufeinrichtung für einen
verzögerten Eintritt der Bremswirkung haben. Sie kann ferner eine Regulierungseinrichtung zur Steuerung oder Regelung der Bremswirkung und der Fahrgeschwindigkeit, ggf. unter Anpassung an unterschiedliche Bahngefälle, aufweisen. Die Bremse (26) weist z.B. einen mit dem
Rollkörper (16) mechanisch gekoppelten
Gleichstromgenerator und einen im Stromkreis
angeschlossenen variablen elektrischen Leistungsabnehmer auf, der z.B. von der Steuerung (29) gesteuert oder geregelt wird. Die Bremswirkung kann ggf. auch in
Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung (31)
unterschiedlich gesteuert werden.
Die elektrische Bremse bzw. generatorische Bremse (26) kann außerdem mittels einer Kupplungseinrichtung (28) aktiviert und deaktiviert werden, ggf. gegen ein
rückstellendes Federelement. Figur 23 zeigt diese
Variante, wobei die Kupplungseinrichtung (28) als Schieber ausgebildet ist und vom Industrieroboter (7) mit dessen Abtriebsglied (10) bzw. mit dem dortigen Werkzeug (11) betätigt wird. Die Kupplungseinrichtung (28) ist hierbei eine Art Betätigungseinrichtung (27).
Ein Lösen der Bremseinrichtung (24) kann in den
verschiedenen vorbeschriebenen Varianten vorteilhaft sein, um ein Anlaufen des Fahrwagens (14) aus dem Stand zu erleichtern. Sobald eine gewisse Fahrgeschwindigkeit erreicht ist oder nach einer gewissen Zeit oder einer gewissen Wegstrecke kann die Bremseinrichtung (24) dann wieder betätigt werden, um die Fahrgeschwindigkeit zu kontrollieren und insbesondere im wesentlichen konstant zu halten .
Bei der elektrischen Bremse, insbesondere generatorischen Bremse (26) kann für eine Arretierung oder Fixierung in der gewünschten Ruhestellung oder Arbeitsposition (13) ein separates Fixiermittel vorhanden sein. Dies kann z.B. die eingangs genannte mechanische Absteckung oder dgl . sein.
Der Industrieroboter (7) kann als mehrachsiger oder mehrgliedriger Roboter in konventioneller Bauform
ausgebildet sein und kann positionsgesteuerte Achsen bzw. Achsantriebe aufweisen. Ein solcher Industrieroboter (7) bedarf ggf. besonderer Schutzmaßnahmen, um evtl.
Anforderungen eines Unfallschutzes zu genügen. Dies kann z.B. die vorgenannte Schutzeinrichtung (12) sein.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Bewegungs- und
Arbeitsraumüberwachung mit optischen Erfassungssystemen oder dgl. stattfinden. Außerdem sind externe
Abschirmmaßnahmen durch eine weitläufige Einhausung, einen Zaun oder dgl. möglich. Vorzugsweise ist der Industrieroboter (7) als taktiler
Roboter ausgebildet und weist eine externe oder bevorzugt integrierte Sensorik (32) auf, die von außen auf den Industrieroboter (7) einwirkende Belastungen aufnimmt und auswertet. Die integrierte Sensorik (32) ist in Figur 1 durch einen Pfeil angedeutet. Sie kann z.B. einen
lastaufnehmenden Sensor, z.B. einen Drehmomentsensor, an einer oder oder mehreren Roboterachsen oder Achsantrieben aufweisen. Der taktile Industrieroboter (7) kann eine oder mehrere kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen aufweisen. Dies ermöglicht eine steuerbare oder regelbare Reaktion auf von außen einwirkende Belastungen.
Bevorzugt hat der taktile Industrieroboter (7) mindestens eine nachgiebige Roboterachse mit einer
Nachgiebigkeitsregelung. Dies kann z.B. eine reine
Kraftregelung oder eine Kombination aus einer Positions- und Kraftregelung sein. Eine solche Ausbildung ist in Kombination mit einer integrierten Sensorik besonders vorteilhaft, wobei z.B. an den Roboterachsen bzw. den dortigen Achslagern ein oder mehrere Kräfte und/oder Momente aufnehmende Sensoren angeordnet sind. Ferner können wegaufnehmende Sensoren vorhanden sein.
Ein taktiler Industrieroboter (7) kann in unterschiedliche Betriebsmodi geschaltet werden. Dies erlaubt
unterschiedliche Reaktionen auf das Auftreten von externen Belastungen, insbesondere von unterwarteten oder
unvorhergesehenen Belastungen. In einem solchen Fall kann der taktile Industrieroboter (7) z.B. in einen Federmodus geschaltet werden, in dem er der externen Belastung federnd ausweicht, bis die Belastung verschwindet.
Andererseits ist ein Umschalten in einen kraftlosen Modus möglich, in dem der Industrieroboter (7) bei Auftreten einer solchen externen Belastung stehen bleibt und sich erst nach Wegfall der Belastung weiterbewegt. In einem kraftlosen Modus kann der Industrieroboter (7) auch von Hand geführt und geteacht werden, in dem man z.B. an seinem Abtriebselement (10) oder am Werkzeug (11)
angreift. Die dabei auftretenden Roboter- und Gliedbewegungen werden registriert und gespeichert, um auf dieser Basis ein Bahn- oder Bewegungsprogramm für den Roboterbetrieb generieren zu können. Ein taktiler Industrieroboter (7) kann mit einer solchen
Ausbildung auch als Dämpf- oder Bremsmittel benutzt werden und in einen entsprechenden Modus geschaltet werden.
Hierfür kann z.B. der Industrieroboter (7) mit einem entsprechenden Kontaktelement, z.B. mit dem Werkzeug (11), bei Annäherung an eine gewünschte Stellung, insbesondere eine Arbeitsposition (13), gegen einen in der
Nachbarschaft befindlichen mechanischen Anschlag gedrückt werden und dann zur Abbremsung oder Dämpfung der
Fahrbewegung allmählich nachgeben.
Ein taktiler Industrieroboter (7) der vorbeschriebenen Art ist insbesondere bei einer Implementierung von
nachgiebigen Roboterachsen für eine Mensch-Roboter- Kooperation oder -Kollaboration (abgekürzt MRK) geeignet. Er kann bei einem im Programmablauf nicht vorgesehenen oder unerwarteten Berührungskontakt mit einer Person stehen bleiben, federnd ausweichen oder sich ggf. auch in einem anderen Betriebsmodus aktiv rückwärts bewegen und dadurch eine Verletzung vermeiden oder zumindest mindern.
Ein solcher taktiler Roboter kann z.B. gemäß der DE
10 2007 063 099 AI, DE 10 2007 014 023 AI oder DE
10 2007 028 758 B4 ausgebildet sein. Der Industrieroboter (7) hat vorzugsweise ein relativ niedriges Gewicht von weniger als 100 kg, insbesondere 50 kg oder weniger. Er hat dabei auch eine entsprechend begrenzte Tragkraft. Der Industrieroboter (7) kann als Kleinroboter ausgebildet sein. Bevorzugt ist auch eine Ausbildung als Leichtbauroboter, der aus besonders
leichtgewicht igen Materialien, insbesondere Kunststoff, zumindest in Teilen aufgebaut ist. Figur 24 verdeutlicht eine weitere Variante der
Arbeitsvorrichtung (1) und ihrer Stelleinrichtung (19,20). Die Stelleinrichtung (19,20) weist hierbei einen
mehrachsigen bzw. mehrgliedrigen und programmierbaren
Handlingroboter (33) auf, der in geeigneter Weise auf die Förderbahn (6) einwirkt und eine Veränderung der
Bahnneigung in einer oder mehreren Raumachsen ermöglicht. Dies kann eine Höhenverstellung und eine Veränderung der Bahnneigung oder des Bahngefälles um eine quer zur
Bahnrichtung liegende horizontale Schwenkachse sein.
Zusätzlich kann der Handlingroboter (33) eine Verdrehung und eine Veränderung der Bahnneigung um die Längsachse der Förderbahn (6) bewirken.
Dieser Handlingroboter (33) kann mehrfach vorhanden sei. In der Ausführung von Figur 24 sind zwei Handlingroboter (33) an den Enden der Förderbahn (6) vorhanden, die jeweils mit der Förderbahn (6) direkt oder mittelbar über eine Tragstange oder dgl . verbunden sind und gesteuerte oder geregelte Hub- und ggf. Schwenkbewegungen zur
Einstellung und Veränderung der Bahnneigung in einer oder mehreren Raumachsen ausführen. Die Handlingroboter (33) können kooperieren und können mit der Steuerung (29) verbunden sein. Sie können wie in den vorgenannten Varianten vom Industrieroboter (7) aus gesteuert sein. Der Handlingroboter (33) kann mehrere Glieder aufweisen. Er kann an seinem Abtriebsglied ein Werkzeug, z.B. ein GreifWerkzeug, tragen. Der Handlingroboter (33) kann mehrere rotatorische und/oder translatorische Achsen in beliebiger Kombination und Ausbildung haben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist er als Gelenkarmroboter
ausgebildet, der einen Sockel und einen daran schwenkbar um eine Horizontalachse gelagerten Roboterarm aufweist. An dessen freien Ende kann ein weiterer Roboterarm um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert sein, der
seinerseits am freien Ende das schwenkbare Abtriebsglied trägt, welches z.B. als mehrachsige Roboterhand
ausgebildet sein kann. Der besagte Sockel kann außerdem um eine aufrechte Achse gegenüber dem Untergrund drehen. Der Handlingroboter (33) kann als positionsgesteuerter Roboter oder als taktiler Roboter der vorbeschriebenen Art
ausgebildet sein.
In einer alternativen Ausführungsform kann nur an einem Bahnende ein Handlingroboter (33) angeordnet sein, wobei das andere Bahnende schwenkbar an einer stationären Stütze gelagert ist. In weiterer Abwandlung können mehr als zwei Handlingroboter (33) vorhanden sein. Ferner ist eine
Kombination von einem Handlingroboter (33) und einer der vorbeschriebenen Varianten der Stelleinrichtung (19) möglich .
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen
Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen
Ausführungsbeispiele und deren Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert oder auch vertauscht werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Arbeitsvorrichtung
2 Werkstück, Karosserie
3 Fördereinrichtung, Schwerkraftförderer
4 Gestell
5 Hilfsmittel für Transport und/oder Fixierung
6 Förderbahn, Schienenanordnung
7 Industrieroboter, Kleinroboter, taktiler Roboter 8 Glied, Roboterarm
9 Glied, Roboterarm
10 Glied, Abtriebsglied, Roboterhand
11 Werkzeug
12 Schutzeinrichtung, Einhausung, Schutzbügel 13 Arbeitsposition
14 Fahrwagen
15 Zusatzachse
16 Rollkörper
17 Positioniereinrichtung, Anschlag
18 Energiezuführung
19 Stelleinrichtung für Bahnneigung axial
20 Stelleinrichtung für Bahnneigung seitlich
21 Stellantrieb, Hubantrieb, Schwenkantrieb
22 Führung
23 Lager
24 Bremseinrichtung
25 Bremskörper, Bremsstößel
26 elektrische Bremse, generatorische Bremse,
27 Betätigungseinrichtung
28 Kupplungseinrichtung
29 Steuerung
30 Magazin
31 Fahrtrichtung
32 Sensorik
33 Handlingroboter

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. ) Arbeitsvorrichtung mit einem Industrieroboter (7), der mehrgliedrig (8,9,10) ausgebildet und mittels einer Fördereinrichtung (3) verfahrbar angeordnet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fördereinrichtung (3) als Schwerkraftförderer ausgebildet ist und eine abwärts neigbare Förderbahn (6) aufweist, an welcher der Industrieroboter (7) durch sein Eigengewicht verfahrbar angeordnet ist.
2. ) Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Schwerkraftförderer (3) eine Stelleinrichtung
(19,20) zur Veränderung der Bahnneigung in einer oder mehreren Raumachsen aufweist.
3. ) Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Stelleinrichtung (19,20) vom Industrieroboter (7) mit dessen Kraft betätigbar ist.
4. ) Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Stelleinrichtung (19,20) einen eigenen Stellantrieb (21) aufweist und vom Industrieroboter (7) steuerbar ist .
5. ) Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Stelleinrichtung (19,20) einen Handlingroboter (33) aufweist .
6. ) Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass an der Förderbahn (6), insbesondere an deren Enden, zwei kooperierende Handlingroboter (33) angeordnet sind.
7. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ein oder mehrere Industrieroboter (7) auf oder an einem Fahrwagen (14) angeordnet sind, der mittels
Rollkörpern (16) an der Förderbahn (6) verfahrbar gelagert und in Bahnrichtung geführt ist.
8. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Rollkörper (16) am Fahrwagen (14) angeordnet sind, wobei die Förderbahn (6) als Schienenanordnung ausgebildet ist.
9.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Fahrwagen (14) eine Zusatzachse (15) aufweist, mit welcher der Industrieroboter (7) zusätzlich beweglich, insbesondere verfahrbar, angeordnet ist
10. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Fahrwagen (14) als Kreuzschlitten ausgebildet ist .
11. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Industrieroboter (7) eine mitgeführte
Schutzeinrichtung (12) aufweist.
12. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schwerkraftförderer (3) und/oder der
Industrieroboter (7) eine Positioniereinrichtung (17) für den Fahrwagen (14) zur Positionierung und ggf. Fixierung an einer Arbeitsposition (13) aufweist .
13.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schwerkraftförderer (3) und/oder der
Industrieroboter (7) eine Bremseinrichtung (24) für die Fahrwagenbewegung aufweist.
14.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bremseinrichtung (24) vom Industrieroboter (7) betätigbar ist.
15.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bremseinrichtung (24) einen gegen die Förderbahn
(6) wirkenden, verstellbaren Bremskörper (25) aufweist .
16.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bremseinrichtung (24) eine auf mindestens einen Rollkörper (16) wirkende elektrische Bremse (26), insbesondere eine generatorische Bremse, aufweist.
17.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schwerkraftförderer (3) eine
Betriebsmittelzuführung (18) für den
Industrieroboter (7) aufweist.
18.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass auf oder an dem Fahrwagen (14) ein Magazin (30) für Werkzeuge (11) und/oder für Bauteile angeordnet ist.
19. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Industrieroboter (7) als taktiler Roboter mit einer externen oder integrierten, Belastungen aufnehmenden Sensorik (32) ausgebildet ist.
20. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (7) eine oder mehrere kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen aufweist .
21. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (7) mindestens eine nachgiebige Roboterachse mit einer
Nachgiebigkeitsregelung, insbesondere einer reinen Kraftregelung oder einer Kombination aus Positions¬ und Kraftregelung, aufweist.
22. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (7) als Brems- und Dämpfmittel schaltbar ist.
23. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (7) für eine Mensch- Roboter-Kooperation oder -Kollaboration (MRK) tauglich ausgebildet ist.
24. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Industrieroboter (7) eine integrierte oder externe Steuerung (29) aufweist.
25.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schwerkraftförderer (3) ein stationäres oder mobiles Gestell (4) mit der verstellbar gelagerten (23) Förderbahn (6) aufweist.
26.) Arbeitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schwerkraftförderer (3) ein Hilfsmittel (5) für den Transport und/oder die Fixierung des Gestells
(4) aufweist.
27.) Arbeitsverfahren, insbesondere Verfahren zum
Transport eines mehrgliedrigen (8,9,10)
Industrieroboters (7) mittels einer
Fördereinrichtung (3) , dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Industrieroboter (7) an einer Förderbahn (6) durch sein Eigengewicht verfahren wird, wobei die
Fördereinrichtung (3) als Schwerkraftförderer ausgebildet ist und die Förderbahn (6) abwärts neigt .
28. ) Verfahren nach Anspruch 27, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bahnneigung der Förderbahn (6) in einer oder mehreren Raumachsen durch eine Stelleinrichtung (19,20) verändert wird.
29. ) Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fahrbewegung des Industrieroboters (7) gebremst oder gedämpft wird .
30.) Verfahren nach Anspruch 27, 28 oder 29, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Fahrgeschwindigkeit des Industrieroboters (7) durch eine Bremswirkung gesteuert oder geregelt wird.
31. ) Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Industrieroboter (7) an einer Arbeitsposition (13) an der Förderbahn (6) positioniert und fixiert wird.
32. ) Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Industrieroboter (7) während der Fahrbewegung oder in der Ruhestellung an einer Arbeitsposition (13) einen Prozess ausführt.
EP14815588.0A 2013-11-18 2014-11-18 Arbeitsvorrichtung und arbeitsverfahren Withdrawn EP3071372A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202013105203.5U DE202013105203U1 (de) 2013-11-18 2013-11-18 Arbeitsvorrichtung
PCT/EP2014/074860 WO2015071483A1 (de) 2013-11-18 2014-11-18 Arbeitsvorrichtung und arbeitsverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3071372A1 true EP3071372A1 (de) 2016-09-28

Family

ID=52134111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14815588.0A Withdrawn EP3071372A1 (de) 2013-11-18 2014-11-18 Arbeitsvorrichtung und arbeitsverfahren

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3071372A1 (de)
DE (1) DE202013105203U1 (de)
WO (1) WO2015071483A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108296680A (zh) * 2018-03-12 2018-07-20 奇瑞汽车股份有限公司 一种零部件往复传送平台
CN113060812B (zh) * 2021-04-04 2023-01-06 安徽天成新材料有限公司 一种化工厂生产加工排送的热废水环保处理装置
US20220331946A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 Dexterity, Inc. Repositionable robot riser

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT381056B (de) * 1981-08-25 1986-08-25 Igm Ind Geraete Maschf Gmbh Schweissautomat
DE3437836A1 (de) 1984-10-16 1986-04-17 August Läpple GmbH & Co, 7100 Heilbronn Handhabungsgeraet
SE464395B (sv) 1987-09-21 1991-04-22 Volvo Ab Hanteringsutrustning
DE19918272A1 (de) * 1999-04-22 2000-10-26 Abb Patent Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Bewegen eines Industrieroboters entlang einer Fahrachse
DE102007005029B4 (de) * 2007-02-01 2010-09-02 Christian Beer Roboter auf einem selbstfahrenden Werkstückträger
DE102007014023A1 (de) 2007-03-23 2008-09-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Roboter-Manipulatorarm-Gelenkantrieb
DE102007028758B4 (de) 2007-06-22 2009-04-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Roboter-Manipulator-Gelenkantrieb
DE102007063099A1 (de) 2007-12-28 2009-07-02 Kuka Roboter Gmbh Roboter und Verfahren zum Überwachen der Momente an einem solchen
DE202012100646U1 (de) 2012-02-27 2013-06-04 Kuka Systems Gmbh Roboteranordnung
CN103085056A (zh) * 2013-01-28 2013-05-08 河南理工大学 煤矿井下灾害信息探测机器人平台

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2015071483A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015071483A1 (de) 2015-05-21
DE202013105203U1 (de) 2015-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015120058B3 (de) Ankoppeleinrichtung und Verfahren zum Ankoppeln einer mobilen Prozesseinrichtung
EP2867146B1 (de) Zuführeinrichtung und zuführverfahren
DE202012100646U1 (de) Roboteranordnung
DE102013203719B4 (de) Bewegungsvorrichtung, die zum Bewegen einer Nutzlast ausgestaltet ist
EP2137053B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum befördern beweglicher werkzeuge
EP3459851B1 (de) Elektrisch angetriebene transportwagenkombination für eine flugzeugkabine
EP2508308A1 (de) Verfahren und Handhabungssystem zum automatisierten Bewegen eines schwerkraftkompensierten Lastkörpers
EP3170772B1 (de) Zuführeinrichtung
EP2821187B1 (de) Bearbeitungseinrichtung und Bearbeitungsverfahren
EP3615458A1 (de) Umsetzeinrichtung und umsetzverfahren
DE102017220580A1 (de) Transportsystem zum automatisierten Transportieren eines Fahrzeugs mit mindestens einem Transportroboter
DE102018113202A1 (de) Palettenroboter mit Greifwerkzeug
EP3071372A1 (de) Arbeitsvorrichtung und arbeitsverfahren
WO2011113932A1 (de) Belustigungseinrichtung
DE102018113196A1 (de) Palettenroboter mit Schwenkhubantrieb
DE102019217948A1 (de) Selbstfahrender Wagen für eine hochbahnähnliche Tragstruktur, Tragstruktur und Transportsystem
EP3630666B1 (de) Handhabungsvorrichtung mit hubscherenglidern
DE102006056528A1 (de) Vorrichtung zum Halten, Bewegen und Positionieren eines Werkstücks
DE102014207275A1 (de) Robotervorrichtung mit einer Linearachse
EP3075494A1 (de) Arbeitsvorrichtung und arbeitsverfahren
DE102013206696B4 (de) Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Handhabungseinrichtung
EP3120970A1 (de) Fertigungseinrichtung
DE102019212232A1 (de) Transportvorrichtung für ein Parksystem zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines Parksystems
DE102021113888B3 (de) Aufgleisbrückenvorrichtung sowie Verfahren zum Betreiben der Aufgleisbrückenvorrichtung
DE10162047C1 (de) Platinenhandlinggerät, insbesondere zum Einlegen von Blechplatinen in eine Presse

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20160615

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20200430

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20200911

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230528