IT8320363A1 - METHOD AND EQUIPMENT FOR PROGRAMMING A ROBOT - Google Patents
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Description
Descrizione del l 'Invenzione che ha per titolo: Description of the Invention which is entitled:
?METODO ED APPARECCHIATURA PER LA PROGRAMMAZIONE DI UN ROBOT" , ? METHOD AND EQUIPMENT FOR PROGRAMMING A ROBOT ",
RIASSUNTO SUMMARY
La presente Invenzione concerne un metodo ed una apparecchiatura per programmare in modo semplice .economico ma tuttavia preciso ed affidabile, un robot mobile con continuit? , le cui sequenze di movimento sono comandate da operatori motorizzati controllati da segnali elettrici di uscita provenienti da una memoria programmabile, in maniera che il robot viene mosso manualmente nel modo desiderato durante la fase di programmazione e le sequenze di movimento durante tale fase di programmazione sono immagazzinate in una memoria sotto forma di segnali elettrici. Il metodo comprende in particolare le fasi di fissare un'Impugnatura avente una pluralit? di sensori , al detto robot in una posizione .fissare una seconda Impugnatura, sempre con una pluralit? di sensori ,in una posizione diversa sul robot, muovere quest'ultimo secondo una desiderata sequenza di movimenti tramite le dette impugnature .col legare i segnali provenienti dal sensori posti nel a impugnature direttamente agli operatori motorizzati per robot.ed immagazzinare simultaneamente tali segnali come segnali di programmazione (F1g. 1). The present invention relates to a method and an apparatus for programming in a simple, economical but nevertheless precise and reliable way, a mobile robot with continuity. , whose movement sequences are controlled by motorized operators controlled by electrical output signals coming from a programmable memory, so that the robot is moved manually in the desired way during the programming phase and the movement sequences during this programming phase are stored in a memory in the form of electrical signals. The method includes in particular the steps of fixing a handle having a plurality of of sensors, to the said robot in a position. of sensors, in a different position on the robot, move the latter according to a desired sequence of movements by means of the said handles, connect the signals coming from the sensors placed in the handles directly to the motorized operators for robots, and simultaneously store these signals as signals programming (F1g. 1).
La presente Invenzione concerne un metodo ed una apparecchiatura per la programmazione di un robot e pi? particolarmente un'apparecchi atura Incorporante due Impugnature di programmazione azionabili simultaneamente, ciascuna per fornire una programmazione secondo pi? assi o coordinate. Sono state proposte delle apparecchiature per programmare un robot a percorso conti nuo,in cui le sequenze di movimento sono controllate da motori comandati tramite segnali elettrici di uscita provenienti da una memoria programmabile. Il robot ? mosso manualmente nel modo desiderato durante un procedimento di programmazione ed il movimento ? Immagazzinato nella memoria sotto forma di segnali elettrici .dopo di che tali segnali possono comandare 1 motori nel corso di un'operazione successiva. Questi robot sono risultati di uso vantaggioso nei procedimenti di verniciatura a spruzzo, in cui si ha una sequenza di spruzzatura che pud essere interrotta ed una sequenza di sostituzione del pezzo In lavoro. In tali sistemi ? necessario che il robot sia controbilanciato per quanto riguarda 1 suol bracci mobili e che il meccanismo di comando dei singoli assi consenta di effettuare una sequenza di movimenti atta ad essere controllata da segnali di comando esternamente disponibili . In molti robot noti si ha una trasmissione energlzzata per comandare il braccio del robot, e con questi robot A difficile effettuare un procedimento di programmazione in cui il braccio fi mosso manualmente da un operatore attraverso una sequenza di movimenti . Quando viene utilizzato un tale tipo di robot, ? possibile muovere manualmente il braccio del robot solo quando sono previsti del mezzi di Innesto o simili per disimpegnare i comandi. Talvolta questi robot sono dotati di un braccio addizionale, denominato braccio prografnmatore.ch? ha lo stesso numero di gradi di libert? del braccio principale?ma costituisce un dispositivo dotato di sensori che pu? essere facilmente mosso manualmente per seguire le manipolazioni di un operatore. Questi bracci programmatori tuttavia sono relativamente complessi e costosi e si richiede che vengano regolati nella stessa posizione che il robot assune durante le sue sequenze di nomale lavoro. Altri comandi per robot sono stati suggeriti , che impiegano un'unica impugnatura per produrre segnali controllabili di program- azione del robot, ma tuttavia un sistema ad Impugnatura unica ? relativamente complicato e costoso e risulta relativamente pesante , a causa della necessiti di alloggiare un elevato numero di sensori .Inoltre, un comando ad impugnatura singola fornisce segnali di programmazione che sono relativamente inesatti e risultano talvolta difficili da elaborare in un computer. L'uso di un'unica impugnatura comporta Inoltre l 'esigenza di un computer veloce e pertanto costoso, per manipolare rapidamente i diversi segnali prodotti . The present invention relates to a method and an apparatus for programming a robot and more? particularly an apparatus incorporating two programming handles which can be operated simultaneously, each to provide programming according to multiple functions. axes or coordinates. Apparatus have been proposed for programming a robot with a continuous path, in which the movement sequences are controlled by motors controlled by electrical output signals coming from a programmable memory. The robot? manually moved as desired during a programming process and movement? Stored in the memory in the form of electrical signals, after which these signals can drive the motors in the course of a subsequent operation. These robots have been found to be of advantageous use in spray painting processes, in which there is a spraying sequence that can be interrupted and a sequence for replacing the workpiece. In such systems? It is necessary that the robot is counterbalanced as regards the movable arms and that the control mechanism of the individual axes allows to carry out a sequence of movements suitable for being controlled by externally available control signals. In many known robots there is an energized transmission to control the robot arm, and with these robots it is difficult to carry out a programming procedure in which the arm is moved manually by an operator through a sequence of movements. When is such a type of robot used,? It is possible to move the robot arm manually only when coupling means or the like are provided for disengaging the controls. Are these robots sometimes equipped with an additional arm, called the prographing arm. does it have the same number of degrees of freedom? of the main arm? but it constitutes a device equipped with sensors that can? be easily moved manually to follow the manipulations of an operator. However, these programmer arms are relatively complex and expensive and require that they be adjusted to the same position that the robot assumes during its normal work sequences. Other robot controls have been suggested that use a single handle to produce controllable robot programming signals, but still a single handle system? relatively complicated and expensive and is relatively heavy, due to the need to house a large number of sensors. Furthermore, a single handle control provides programming signals which are relatively inaccurate and are sometimes difficult to process in a computer. The use of a single handle also entails the need for a fast and therefore expensive computer to rapidly manipulate the various signals produced.
Scopo principale della presente Invenzione ?oraquello di proporre un metodo ed un'apparecchiatura per la programmazione di un robot in un modo semplice ed economico,ma tuttavia preciso ed affidabile. The main purpose of the present invention is now to propose a method and an apparatus for programming a robot in a simple and economical, but nevertheless precise and reliable way.
Secondouna forma di realizzazione della presente invenzione, due Impugnature sono fissate In posizioni adatte sul robot per programmare, fornendo segnali ad una unit? di programmazione e di comando. L'unit? di programmazione di comando? a sua volta collegabile all'elemento di controllo e/o al comandodel robot, per controllare le parti meccaniche del robot durante According to an embodiment of the present invention, two handles are fixed in suitable positions on the robot for programming, providing signals to a unit. programming and control. The unit command programming? in turn connectable to the control element and / or to the robot command, to control the mechanical parts of the robot during
il funzionamento. Nel corso della pr?grammazione, imperatore afferra le impugnature e d? inizio ai movimenti desiderati. Dei sensori posti nelle impugnature rilevano i loro movimenti e producono dei segnali che sono alimentati all'unit? di comando della programmazione, la quale immagazzina dei segnali digitali corrispondenti ai movimenti delle impugnature . All'operatore ? richiesta solo una forza minima per manipolare le impugnature, perch? non ? necessario fornire la forza di funzionamento con cui il robot ? comandato. Ciascuna delle due impugnature incorpora pi? sensori per rilevare segnali secondo pi? assi, in modo che una pluralit? di segnali di comando viene simultaneamente prodotta da ciascuna delle due impugnature. Ci? consente una semplificazione dell'unit? di comando della programmazione, poich? i segnali sviluppati dalle impugnature sono precisi ed il fatto che essi siano disponibili simultaneamente rende possibile utilizzare un computer pi? lento e meno costoso di quelli finora usati, per elaborare i segnali. operation. In the course of the programming, emperor grasps the grips and d? start at the desired movements. Sensors placed in the handles detect their movements and produce signals which are fed to the unit? programming command, which stores digital signals corresponding to the movements of the handles. To the operator? only minimal force is required to manipulate the handles, why? Not ? need to provide the operating force with which the robot? commanded. Each of the two handles incorporates more? sensors to detect signals according to pi? axes, so that a plurality? command signals are simultaneously produced by each of the two handles. There? allows a simplification of the unit? of command of the programming, since? the signals developed by the handles are precise and the fact that they are available simultaneously makes it possible to use a computer more? slower and less expensive than those previously used to process signals.
Nell ?attuazione della presente invenzione non vengono richiesti n? special i innesti per di s impegnare i comandi, n? dei mezzi per controbilanciare il baricentro dei componenti del robot. Le impugnature di programmazione sono staccabili dopo il procedimento di programmazione, in modo che esse possono essere utilizzate per , programmare un altro robot. In carrying out the present invention, neither is required. special the grafts for s to engage the commands, n? means to counterbalance the center of gravity of the robot components. The programming handles are detachable after the programming process, so that they can be used to program another robot.
La presente invenzione illustra un procedimento di programmazione economico, poich? esso consente elevati rapporti di trasmissione tra il comando e l'articolazione, senza interferire con il procedimento di programmazione, e rende anche possibile l'utilizzazione di motori di comando relativamente piccoli ed economici in quanto non ? richiesta alcuna contrappes atura del baricentro. The present invention illustrates an economical programming process, since? it allows high transmission ratios between the drive and the articulation, without interfering with the programming process, and also makes it possible to use relatively small and cheap drive motors since they are not? no center of gravity counterweight required.
Questi ed altri scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti da un esame della descrizione seguente e dei disegni allegati, in cui; la figura 1 ? una vista schematica dell'insieme dell 'installazione, per l 'illustrazione della presente invenzione; These and other objects and advantages of the present invention will become apparent from an examination of the following description and the accompanying drawings, in which; figure 1? a schematic view of the installation as a whole, for illustration of the present invention;
la figura 2 ? una vista in sezione longitudinale di un'impugnatura di programmazione per uno spostamento secondo tre assi; figure 2? a longitudinal sectional view of a programming handle for movement along three axes;
la figura 3 illustra una modifica dell'impugnatura di figura 2; Figure 3 illustrates a modification of the handle of Figure 2;
la figura 4 illustra un'ulteriore modifica dell'impugnatura di programmazione ; Figure 4 illustrates a further modification of the programming handle;
la figura 5 ? una vista in alzato dell ' impugnatura di figura 4; figure 5? an elevation view of the handle of figure 4;
la figura 6 ? uno schema a blocchi di funzionamento, illustrante l 'elaborazione dei segnali; figure 6? an operation block diagram illustrating signal processing;
la figura 7 ? uno schema a blocchi di funzionamento, illustrante la conversione dei segnali delle impugnature in coordinate per il robot* figure 7? an operation block diagram, illustrating the conversion of handle signals into coordinates for the robot *
Facendo: riferimento inizialmente alla figura 1 , in essa ? illustrato un robot 10 che ha 6 gradi di libert? o 6 assi ^-a6. L' asse a^ ? un asse verticale, mentre gli assi a2-a4 sono tutti assi orizzontali, attorno a cui sono girevoli dei tratti di braccio. Gli assi a^-ag sono ortogonali rispetto all'asse a4, in modo che l 'estremit? del braccio del robot pu? essere posizionata in qualunque giacitura. Una convenz io-naie pistola spruzzatrice di vernice 11 ? collegata all'estremit? frontale libera del braccio del robot. Referring initially to Figure 1, in it? illustrated a robot 10 that has 6 degrees of freedom? or 6 axes ^ -a6. The axis a ^? a vertical axis, while the axes a2-a4 are all horizontal axes, around which some sections of the arm are rotatable. The axes a ^ -ag are orthogonal with respect to the axis a4, so that the extremity? of the robot arm can? be positioned in any position. A conventional paint spray gun 11? connected to the extremity? free front of the robot arm.
Inoltre, ? prevista una unit? di programmazione e comando 12 che contiene circuiti di elaborazione dei segnali e di comando che saranno descritti pi? dettar- " gliat sniente in seguito. Furthermore, ? expected a unit? and control circuit 12 which contains signal processing and control circuits which will be described more? dictate- "gliat sniente later.
Due impugnature 13 e 14 sono collegate a parti diverse del braccio del robot, l 'impugnatura anteriore 14 essendo collegata alla pistola spruzzatrice di vernice 11 , mentre l 'impugnatura posteriore 13 ? collegata al braccio del robot fra gli assi a3 a4. Two handles 13 and 14 are connected to different parts of the robot arm, the front handle 14 being connected to the paint spray gun 11, while the rear handle 13? connected to the robot arm between the axes a3 a4.
Entrambe le impugnature sono co Ile gate al braccio Both handles are connected to the arm
del robot in modo staccabile, in maniera che esse possono essere tolte quando non sono utilizzate per programmare il braccio del robot. Entrambe le impugnature sono collegate tramite cavi 13a e Ma all?unit? di programmazione e comando 12. Come ? illustrato in figura 1 , l'impugnatura di programmazione posteriore 13 rileva tre assi ortogonali Xh, Yh e Zh, mentre l 'impugnatura di programmazione frontale 14 rileva due assi rettilinei YVo e Yvu, nonch? un movimento di rotazione Zv attorno all' asse longitudinale della pistola 11 , derivato dai segnali YVo e Yvu. of the robot in a detachable way, so that they can be removed when not used to program the robot arm. Both handles are connected via cables 13a and Ma to the unit? programming and control 12. How? shown in Figure 1, the rear programming handle 13 detects three orthogonal axes Xh, Yh and Zh, while the front programming handle 14 detects two straight axes YVo and Yvu, as well as? a rotation movement Zv around the longitudinal axis of the gun 11, derived from the signals YVo and Yvu.
Una forma di realizzazione illustrativa dell 'impugnatura di programmazione posteriore ? illustrata in sezione longitudinale nella figura 2. L'impugnatura 13 presenta un'anima interna cava 20 avente una flangia terminale superiore 20a atta ad essere fi ss aria al robot 10 per mezzo di viti, bulloni o simili. L'anima 20 ? circondata dall'involucro 21 dell'impugnatura, che ? preferibilmente flessibile e risulta spostabile rispetto all' anima 20 secondo tre assi Xh, Yh e Zh. Dei singoli sensori a parete sono previsti per rilevare movimenti secondo ciascuno degli assi, ciascun sensore avendo una molla per determinare una condizione normale o di riposo del medesimo. Per l'asse x ? previsto un sensore 23x, interposto fra l ' anima 20 e la parte esterna dell ' impugnatura 13, mentre una molla 22x ? interposta fra l' anima 20 e la parte esterna dell'impugnatura diametralmente opposta al sensore 23x e serve a spingere l' anima 20 verso l'esterno dell 'impugnatura 13, dove ? disposto il sensore 23x. Il sensore 23y corrispondente ? montato in una posizione ortogonale al sensore 23x? per rilevare il movimento nella direzione Y, ed anch'esso presenta una molla corrispondente alla molla 22x per l 'asse X. All 'estremit? inferiore dell'anima 20 ? disposto un sensore 23 z per rilevare il movimento nella direzione z, sensore che ? interposto fra l 'anima 20 ed un tappo terminale che chiude il fondo dell 'impugnatura 13. Una molla 22z sollecita normalmente il tappo terminale verso il basso rispetto all' anima 20, per determinare una posizione normale o di riposo per il sensore 23z. Un interruttore di sicurezza 24 ? montato nella parte esterna dell 'impugnatura 13 ed ? atto a funzionare nel modo di un interruttore " ad arresto automatico", in maniera che l'apparecchiatura di programmazione risulti in funzione solo quando la mano dell 'operatore ? posizionata sull' impugnatura 13 in modo da azionare l 'interruttore 24. An illustrative embodiment of the rear programming handle? shown in longitudinal section in Figure 2. The handle 13 has a hollow internal core 20 having an upper end flange 20a adapted to be fastened to the robot 10 by means of screws, bolts or the like. The soul 20? surrounded by the casing 21 of the handle, which? it is preferably flexible and can be displaced with respect to the core 20 along three axes Xh, Yh and Zh. Individual wall sensors are provided for detecting movements according to each of the axes, each sensor having a spring to determine a normal or rest condition thereof. For the x axis? a sensor 23x is provided, interposed between the core 20 and the external part of the handle 13, while a spring 22x? interposed between the core 20 and the external part of the handle diametrically opposite to the sensor 23x and serves to push the core 20 towards the outside of the handle 13, where? placed the sensor 23x. The corresponding 23y sensor? mounted in an orthogonal position to the sensor 23x? to detect the movement in the Y direction, and it too has a spring corresponding to the spring 22x for the X axis. lower soul 20? disposed a sensor 23 z to detect movement in the z direction, sensor which? interposed between the core 20 and a terminal plug which closes the bottom of the handle 13. A spring 22z normally urges the end plug downwards with respect to the core 20, to determine a normal or rest position for the sensor 23z. A safety switch 24? mounted in the external part of the handle 13 and? adapted to operate in the mode of an "auto stop" switch, so that the programming equipment is only operational when the operator's hand is in operation. positioned on the handle 13 so as to activate the switch 24.
Ciascuno dei sensori e l'interruttore 24 sono collegati all 'apparecchiatura di programmazione e comando per mezzo di uno o pi? cavi, illustrati in figura 2 con i riferimenti I 3ax, I 3ay, I3az e 24a. Each of the sensors and the switch 24 are connected to the programming and control apparatus by means of one or more? cables, illustrated in figure 2 with the references I 3ax, I 3ay, I3az and 24a.
E' evidente che, sebbene in fig.2 sono illustrate linee per quattro segnali, ? possibile prevedere linee per uno o pi? segnali addizionali, onde stabilire un riferimento comune collegato ad un secondo terminale di ciascun interruttore o sensore. It is evident that, although in fig. 2 lines for four signals are illustrated,? possible to provide lines for one or more? additional signals, to establish a common reference connected to a second terminal of each switch or sensor.
L?interruttore 24 funziona in modo da aprire o chiudere il collegamento fra la sua linea 24a e un potenziale di riferimento, mentre ciascuno dei sensori fornisce il segnale variabile sulla sua rispettiva linea di comando, in modo che la tensione o la corrente presenti sulla linea indichi la posizione relativa del sensore. The switch 24 operates to open or close the connection between its line 24a and a reference potential, while each of the sensors provides the variable signal on its respective command line, so that the voltage or current present on the line indicate the relative position of the sensor.
La figura 3 illustra una forma di realizzazione illustrativa dell 'impugnatura frontale 14? Essa presenta un'anima interna cava 30, con una flangia terminale superiore 30a atta ad essere fissata alla pistola 11 per mezzo di bulloni, viti o simili. Tre coppie sensore-molla sono disposte nell * impugnatura, e precisamente una molla 32yo e un sensore 33yo per l? asse YVo, una molla 32yu e un sensore 33yu per l ?asse YVu e una molla 32zv con un sensore 33zv per l ?asse Zv. Il sensore per l 'asse Zv ? disposto fra l' anima 30 ed un tappo terminale che chiude l 'estremit? di fondo dell * impugnatura 31 , per rilevare il movimento nel e attorno all ?asse longitudinale deli 'impugnaturra 31 . I sensori 33yo e 33yu sono atti a rilevare il movimento di oscillazione o di rotazione attorno ad un asse normale al piano del disegno su cui compare la fig.3. Ciascuno dei sensori ? collegato alla unit? 12 di progranmazione e comando per mezzo di linee di comando 14 che comprendono le linee 14ayo, 14ayu e I4azv. Figure 3 illustrates an illustrative embodiment of the front handle 14? It has a hollow internal core 30, with an upper end flange 30a adapted to be fixed to the gun 11 by means of bolts, screws or the like. Three sensor-spring pairs are arranged in the handle, namely a 32yo spring and a 33yo sensor for l? YVo axis, a 32yu spring and a 33yu sensor for the YVu axis and a 32zv spring with a 33zv sensor for the Zv axis. The sensor for the Zv axis? disposed between the core 30 and an end cap which closes the end? bottom of the handle 31, to detect movement in and around the longitudinal axis of the handle 31. The sensors 33yo and 33yu are adapted to detect the movement of oscillation or rotation around an axis normal to the plane of the drawing on which fig.3 appears. Each of the sensors? connected to the unit? 12 of programming and command by means of command lines 14 which include lines 14ayo, 14ayu and I4azv.
Sebbene non sia illustrato in fig.3, l 'impugnatura 14 ? inoltre di preferenza dotata di un interruttore ad arresto automatico simile all' interruttore 24 dell' impugnatura 13. Questo interruttore 34 ? illustrato in fig.1 ? Although not shown in fig. 3, the handle 14? also preferably equipped with an automatic stop switch similar to the switch 24 of the handle 13. This switch 34? illustrated in fig. 1?
Nel funzionamento,durante la fase di programmazione le impugnature 13 e 14 sono collegate nei punti adatti del robot 10 e della pistola spruzzatrice 11 , come ? illustrato in fig.1 . Se lo si desidera, viene effettuata una registrazione automatica sullo zero quando l'unit? di comando 12 ? inserita, prima che le impugnature vengano afferrate. L'operatore afferra le due impugnature e preme gli interruttori di sicurezza 24 e 34 per provocare l ' azionamento del robot. Quando l'uno o l 'altro degli interruttori 24 e 34 ? liberato, il comando del robot ? disinserito. In operation, during the programming phase the handles 13 and 14 are connected in the suitable points of the robot 10 and of the spray gun 11, how? illustrated in fig. 1. If desired, an automatic zero registration is performed when the unit? command 12? inserted, before the handles are grasped. The operator grasps the two handles and presses the safety switches 24 and 34 to cause the robot to operate. When either of the switches 24 and 34? released, the command of the robot? off.
Trattenendo le impugnature di programmazione, l 'operatore muove tali impugnature in maniera da eseguire un ciclo di lavoro, muovendo il braccio del robot e la pistol a spruzzatrice nel modo desiderato. La forza esercitata dall'operatore sugli involucri 21 e 31 delle impugnature durante questo procedimento provoca un movimento relativo dei tre sensori 23 dell 'impugnatura 13 e dei tre sensori 33 dell'impugnatura 14, tale da produrre segnali sulle corrispondenti linee dei segnali dirette all' unit? di comando 12. Questi segnali corrispondono alla direzione della forza che viene applicata alle diverse impugnature dall'operatore. Sulla base di questi segnali, l'unit? 12 comanda i motori di azionamento del robot in modo tale che il comando motorizzato del robot sia controllato per far s? che il braccio del robot e la pistola spruzzatrice effettuino i movimeni corrispondenti alla direzione delle forze applicate dall 'operatore alle impugnature d? programmazione. Non ? necessario che gli operatori esercitino delle forze eccessivamente elevate siale impugnature di progranmazione, poich? i movimenti del braccio del robot e della pistola spruzzatrice sono controllati dai normali operatori motorizzati del complesso del robot. Contemporaneamente, le sequenze d? movimento sono immagazzinate in modo convenzionale nella memoria del robot, programmando cos? il robot. By holding the programming handles, the operator moves these handles to perform a work cycle, moving the robot arm and spray gun as desired. The force exerted by the operator on the casings 21 and 31 of the handles during this procedure causes a relative movement of the three sensors 23 of the handle 13 and of the three sensors 33 of the handle 14, such as to produce signals on the corresponding signal lines directed to the unit? control 12. These signals correspond to the direction of the force that is applied to the different handles by the operator. Based on these signals, the unit? 12 controls the robot drive motors in such a way that the motorized control of the robot is controlled to do so. that the robot arm and the spray gun carry out the movements corresponding to the direction of the forces applied by the operator to the handles d? programming. Do not ? It is necessary that the operators exert excessively high forces on the programming handles, since? the movements of the robot arm and spray gun are controlled by the normal motorized operators of the robot complex. At the same time, the sequences d? movement are stored in a conventional way in the memory of the robot, programming so? the robot.
Il procedimento di programmazione sopra descritto pu? effettuarsi senza emissione di vernice attraverso la pistola spruzzatrice ; oppure in alternativa pu? effettuarsi con emissione di vernice. In questo ultimo caso, nell ?impugnatura frontale 14 ? disposto un interruttore per azionare la valvola della vernice e questo interruttore viene azionato nei momenti in cui si desidera Remissione della vernice. Dopo conclusione della programmazione, le impugnature 13 e 14 possono essere tolte dal braccio del robot e dalla pistola spruzzatrice, mentrele linee di comando fra le impugnature di programmazione e l'unit? 12 vengono staccate. The programming procedure described above can? to be carried out without emitting paint through the spray gun; or alternatively can? to be carried out with the emission of paint. In this last case, in the front handle 14? a switch is arranged to operate the paint valve and this switch is operated at times when paint remission is desired. After programming is complete, the handles 13 and 14 can be removed from the robot arm and spray gun, while the control lines between the programming handles and the unit are removed. 12 are detached.
Le figure 4 e 5 illustrano una forma di realizzazione alternativa di impugnature che possono essere usate per costituire l 'impugnatura di programmazione frontale 14. L'impugnatura delle figure 4 e 5 presenta un'anima interna 40 che ? circondata dall'involucro 41 dell'impugnatura. Una molla a lamina 42 ? interposta fra l' anima 40 e l 'interno dell'involucro 41 , mentre due estensimetri a filo 43 sono montati sulla molla a lamina. Le linee Mayo e I4ayu per i segnali Figures 4 and 5 illustrate an alternative embodiment of handles which can be used to constitute the front programming handle 14. The handle of Figures 4 and 5 has an internal core 40 which? surrounded by the handle shell 41. A 42 leaf spring? interposed between the core 40 and the inside of the casing 41, while two wire strain gauges 43 are mounted on the leaf spring. The Mayo and I4ayu lines for signals
sono fissate agli estensimetri e forniscono segnali all'unit? 12 di programmazione e comando, in risposta alle flessioni della molla a lamina 42 dovute alla forza applicata fra l'involucro 41 e l 'anima 40. Due molle a lamina 44 sono previste per l' asse z e sono fissate fra l' anima 40 e l' alloggiamento della pistola spruzzatrice 11 , mentre una linea I4az per i segnali collega degli estensimetri montati sulle molle all'unit? 12 di programmazione e comando per fornire segnali corrispondenti alla flessione delle due molle a lamina 44. Un interruttore di sicurezza 45 ? montato sull' impugnatura e sulla stessa ? montato anche un interruttore 46 di comando della valvola della vernice. are attached to the strain gauges and provide signals to the unit? 12 for programming and command, in response to the bending of the leaf spring 42 due to the force applied between the casing 41 and the core 40. Two leaf springs 44 are provided for the z axis and are fixed between the core 40 and the housing of the spray gun 11, while an I4az line for signals connects strain gauges mounted on springs to the unit? 12 for programming and control to provide signals corresponding to the bending of the two leaf springs 44. A safety switch 45? mounted on the handle and on the same? also mounted a paint valve control switch 46.
1 due interruttori sono collegati all 'unit? 12 di programmazione e comando per mezzo di ulteriori linee di comando (non illustrate) . 1 two switches are connected to the unit? 12 programming and command by means of further command lines (not illustrated).
Il funzionamento dell ' impugnatura illustrata nelle figure 4 e 5 ? simile a quello sopra descritto, con l'eccezione che vengono utilizzati estensimetri per inviare il segnale di rilevamento della forza in iuogo dei sensori sopra descritti con riferimento alle figure 2 e 3. The operation of the handle illustrated in figures 4 and 5? similar to the one described above, with the exception that strain gauges are used to send the force detection signal to the location of the sensors described above with reference to Figures 2 and 3.
Quando l'impugnatura delle figure 4 e 5 ? usata, i movimenti secondo gli assi a5 e a6 sono determinati dalla somma e dalla differenza, rispettivamente, dei due segnali yo e yu. La somma dei due segnali ? relativa ad una forza diretta in senso rettilineo, mentre la differenza fra i due segnali ? relativa ad una forza torcente o di rotazione. Quando ? iniziata l ?operazione di pr?grammazione dell' apparecchiatura, vengono misurati i valori a1 riposo di yo e yu, con una correzione applicata a ciascuno di essi in maniera che la somma e la differenza siano entrambe uguali a zero. La generazione di un segnale di punto zero ha il vantaggio di agevolare in modo significativo una registrazione dell'apparecchiatura. When the handle of figures 4 and 5? used, the movements along the axes a5 and a6 are determined by the sum and difference, respectively, of the two signals yo and yu. The sum of the two signals? relative to a force directed in a straight direction, while the difference between the two signals? relative to a twisting or rotational force. When ? once the programming operation of the equipment has started, the a1 rest values of yo and yu are measured, with a correction applied to each of them so that the sum and the difference are both equal to zero. The generation of a zero point signal has the advantage of significantly facilitating a registration of the equipment.
La presente invenzione non ? limitata alle forme di realizzazione esemplificative illustrate delle impugnature. In alternativa, ad esempio, due impugnature potrebbero rispettivamente comandare una diversa pluralit? di giunti del robot. Inoltre, i sensori possono essere di qualunque tipo desiderato, in quanto ? unicamente essenziale che essi generino segnali di comando corrispondent i alle forze applicate, I segnali di comando possono essere elaborati per mezzo di computers e processori standard, come risulter? evidente agli esperti del remo. Una disposizione esemplif icativa mediante la quale pu? essere effettuata questa elaborazione, ? illustrata in figura 6. The present invention is not? limited to the illustrated exemplary embodiments of the handles. Alternatively, for example, two handles could respectively command a different plurality. of robot joints. Furthermore, the sensors can be of any desired type, as? It is only essential that they generate command signals corresponding to the applied forces. The command signals can be processed by means of standard computers and processors, as will result? evident to oar experts. An exemplifying provision through which can? be carried out this processing,? illustrated in figure 6.
Secondo la fig.6, i segnali analogici alimentati dalle impugnature13,14vengono inizialmente amplificati nell' amplificatore analogico 100 con disaccoppiamento parziale ed identificazione dei valori limite . I segnali amplificati vengono quindi convertiti in segnali digitali nel multiplatore e convertitore AD 101 , e quindi alimentati al calcolatore programmatore 102 in cui si effettua un disaccoppiamento digitale, una correzione dai segnali digitali alle coordinate del robot ed una regolazione digitale, i componenti 100, 101 e 102 appartenendo tutti all?unit? di comando 12. Questa unit? ? collegata al robot 10 attraverso un sistema dei bus 103, collegato a sua volta biunivocamente ai comandi degli assi al , a2, a3, a4, a5, a6, rispettivamente 104, 105, 106, 107, 108, 109. Lo stesso sistema 103 ? inoltre collegato ad un calcolatore centrale 110 avente entrate 111 ed uscite 112, ad un calcolatore di sicurezza 113, con entrate provenienti da circuiti di sicurezza 114 ed una o pi? uscite per un allarme 115, nonch? ad una apparecchiatura 116 di valutazione e memorizzazione, nonch? di scelta del programma, avente ingressi in corrispondenza dei comandi 117 delle valvole delle pistole automatiche, dei segnali 118 di scelta del programma e di inizio del medesimo e 119 di regolazione della velocit?. Con la disposizione di impugnature secondo la fig.1 , la conversione sulle coordinate del robot si effettua con una modalit? di avanzamento in linea, come illustrato nella fig.7. Con riferimento alla fig.7,i segnali yh e zv possono essere dirett aliente assegnati, attraverso gli elementi 120 e 121 di determinazione del valore nominale, agli operatori motorizzati ( servocircuiti di regolazione del robot 122 e 123) rispettivamente degli assi ai e a4. I segnali xh e z?i (dell?impugnatura posteriore) producono, attraverso l'apparecchio 124, i segnali di comando per gli operatori motorizzati 125 e 126 degli assi a2 e a3, in congiun-2 ione con il ed il coseno degli angoli ? 2 e 3 attorno a questi assi. Il segnale somma dell?impugnatura anteriore, Yvo Yv, emesso dal componente 127, d? luogo ad un comando variabile, in 128, per l?asse a5, mentre la differenza di segnali Yvo ? Yvu d? luogo ad un comando variabile, in 129, per il movimento di rotazione attorno all'asse a6. I segnali di comando sono alimentati al robot sotto forma di segnali di controllo, effettuanti un controllo relativo a tutti gli assi comandati .Contemporaneamente, i segnali vengono anche scritti nella memoria del robot. La memoria viene cio? programmata. Vengono ?tiche previsti elementi logici per la scelta del programma, la scelta della velocit?, l?avviamento, il comando dell'utensile, ecc?, assieme ad un circuito According to Fig. 6, the analog signals fed by the handles 13,14 are initially amplified in the analog amplifier 100 with partial decoupling and identification of the limit values. The amplified signals are then converted into digital signals in the multiplexer and converter AD 101, and then fed to the programming computer 102 in which a digital decoupling, a correction from the digital signals to the robot coordinates and a digital adjustment are carried out, the components 100, 101 and 102 belonging all to the unit? command 12. This unit? ? connected to the robot 10 through a bus system 103, connected in turn bi-uniquely to the axis commands al, a2, a3, a4, a5, a6, respectively 104, 105, 106, 107, 108, 109. The same system 103? moreover connected to a central computer 110 having inputs 111 and outputs 112, to a safety computer 113, with inputs coming from safety circuits 114 and one or more? outputs for an alarm 115, as well as? to an apparatus 116 of evaluation and memorization, as well as? for selecting the program, having inputs corresponding to the controls 117 of the valves of the automatic guns, the signals 118 for selecting the program and for starting it and 119 for regulating the speed. With the arrangement of handles according to fig. 1, the conversion on the robot coordinates is carried out with a modality? in-line feed, as shown in fig. 7. With reference to Fig. 7, the signals yh and zv can be directly assigned, through the elements 120 and 121 for determining the nominal value, to the motorized operators (robot adjustment servocircuits 122 and 123) of the axes ai and a4 respectively. The signals xh and z? I (of the rear handle) produce, through the apparatus 124, the command signals for the motorized operators 125 and 126 of the axes a2 and a3, in conjunction with the and the cosine of the angles? 2 and 3 around these axes. The sum signal of the front handle, Yvo Yv, emitted by component 127, d? place to a variable command, in 128, for the axis a5, while the difference of signals Yvo? Yvu d? gives rise to a variable command, at 129, for the rotation movement around the axis a6. The control signals are fed to the robot in the form of control signals, carrying out a control relative to all the controlled axes. At the same time, the signals are also written into the robot's memory. The memory is that? scheduled. Logic elements are provided for the choice of the program, the choice of the speed, the start-up, the command of the tool, etc., together with a circuit
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