JP2009539623A5 - - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の、ワークピース及び／又は移動するワークピース担持ユニットに断続的に固定結合させることができる産業用ロボットによって、移動するワークピースを加工するための加工システムであって、産業用ロボットが、ワークピース等に結合していない非結合動作位置にあるときには、能動的に作用する駆動ユニットによりワークピースとは無関係に移動可能な担持デバイスによって担持され、ワークピース等に結合する結合動作位置にあるときには、浮動支持システムによって担持デバイスに対して浮動に取り付けられる、加工システムに関する。

製造ユニットは、有利には、さらなる産業用ロボット、及び／又は荷重キャリア、及び／又は加工ユニット、又は別の機能ユニットであってよい。さらに、製造ユニットは、交換可能及び／又は拡張可能なモジュールとして実現することができる。担持ユニットは、この場合、交換可能及び／又は拡張可能なモジュールとして実現することができる。加工システムは、連続製造又は連続組立ての状況で複雑な及び／又は異なる加工作業を行うのに特に適している。

好ましい実施形態によれば、産業用ロボットの結合動作位置で、駆動ユニットが、担持デバイスに対して能動的に作用せず、担持デバイスが、浮動軸受システムにより、移動するワークピース及び／又は移動するワークピース担持ユニットによって少なくとも断続的に随伴移動される。この場合、「結合させることができる産業用ロボット」とは、そのベース、又はその担持ユニットに関してワークピースに結合させることができる産業用ロボットと理解され、産業用ロボットの作業移動は、使用される結合システムとは無関係に行うことができる。したがって、加工システムは、非結合の産業用ロボットをワークピースとは無関係に移動させるための、ワークピースから独立した駆動ユニットを含む。産業用ロボットが、移動するワークピース及び／又は移動するワークピース担持ユニットに結合されるとき、担持デバイスは、挿間される浮動支持システムにより、移動するワークピースによって産業用ロボットがここで随伴移動されることによって、随伴して牽引される。したがって、産業用ロボットのこの結合動作位置では、駆動ユニットは、担持デバイスに対して、したがって産業用ロボットに対して能動的に作用しない。移動するワークピースに対して産業用ロボットの移動を適合させるための複雑なフィードバック制御システムをもはや必要としないので、この加工システムは有利である。ワークピースは、例えば、車両本体シェル、或いはまた他のワークピース、特に連続製造の状況で製造される又は取付けられるものであってよい。

可能性のある実施形態の変形態様によれば、プラットフォームは、浮動担持ユニットによって低い移動力で担持することができる。プラットフォームは、特にエアクッション・ユニットによる、低摩擦でのサブフロア上での移動の実現に特に良く適しており、さらに、切換え可能な高さ補償システムと、場合によってはワークピース加工用のさらなる機能デバイスとを有する、浮動式に取付けられた産業用ロボットの自由度の高い構成を可能にする。この場合、結合動作位置では、産業用ロボットは、エアクッション・システムによってプラットフォームに浮動接続させることができる。非結合動作位置では、対照的に、産業用ロボットは、浮動支持が作動停止された状態で、固定して、したがって位置を定められた様式でプラットフォームに接続することができる。

加工システムは、好ましくは結合デバイスを含み、この結合デバイスは、作動させることができる浮動支持ユニットによって産業用ロボットに結合される。さらに、結合デバイスは、結合動作位置では、産業用ロボットに固定して接続することができ、非結合動作位置では、産業用ロボットに浮動接続される。この場合、産業用ロボットへの結合デバイスの接続は、産業用ロボット上に直接的に、或いはまた、産業用ロボット側にある担持デバイスのプレートを介して間接的に実現することができる。産業用ロボットへの結合デバイスの切換え可能な浮動取付けにより、結合デバイスを、ワークピースに対して又はワークピース担持ユニットに対して穏やかに接続させることが可能である。この理由は、結合動作中、産業用ロボットへの結合デバイスの浮動取付けの作動により、産業用ロボットの重量が、ワークピースに対して擾乱又は損害効果を有さないからである。

図２は、産業用ロボット搬送路１７のサブフロア１１上で産業用ロボット１６を担持する担持デバイス１８の概略背面図を示す。産業用ロボット１６は、挿間された浮動支持システム２２を介して、担持デバイス１８によって担持される。浮動支持システム２２は、第１の担持プレート６２を含み、第１の担持プレート６２に産業用ロボット１６が固定接続される。第１の担持プレート６２は、さらに、挿間された高さ補償システム４６及び複数のガイド・ユニット６０を介して、浮動支持システム２２の第２の担持プレート６４に接続される。高さ補償システム４６は、調節可能なシリンダ・システムとして実現することができ、このシステムによって、両方向矢印５６に従う、第２の担持プレート６４に対する第１の担持プレート６２の所望の高さ調節、したがって第２の担持プレート６４に対する産業用ロボット１６の特に自動式の高さ補償が、結合段階中に可能である。第２の担持プレート６４は、挿間されたエアクッション・システム３２を介して、担持デバイス１８のプラットフォーム３０に接続され、それによって、両方向矢印５８に従う、第２の担持プレート６４の、したがってまた産業用ロボット１６のタンブリング運動の形態での回転式公差補償が、特に結合動作位置４４で可能である。担持デバイス１８のプラットフォーム３０は、エアクッション・ユニット２６の形態での浮動担持ユニット２４によって、産業用ロボット搬送路１７のサブフロア１１に対して支持され、それによって、プラットフォーム３０は、浮動支持システム２２及び産業用ロボット１６と共に、矢印５０、５２に従って、産業用ロボット搬送路１７に対して低摩擦で移動することが可能である。図３〜５でより詳細に表され、以下でより詳しく説明される結合デバイス６６が、第１の担持プレート６２に接続される。

図３〜５によれば、結合デバイス６６は、結合フレーム６８と結合アーム７０とを含む。結合デバイス６６は、特に複数のベロー・シリンダの形態での浮動支持ユニット７２によって、第１の担持プレート６２に接続される。浮動支持ユニット７２は、それぞれの動作位置、即ち非結合動作位置４２（図４参照）と結合動作位置４４（図５参照）とに応じて作動させることができる。移動するワークピース担持ユニット１４への結合デバイス６６の接続を行うために、結合デバイス６６は、結合フレーム６８上に複数のセンタリング要素７８を設けられた接続システム８４を有する。さらに、移動する車両本体１２への結合デバイス６６の接続は、結合アーム７０に配置された把持システム８０によって行うことができる。図５に従って示される例示実施形態の場合、把持システム８０は、車両本体１２のＢピラー８２への結合デバイス６６の固定接続を行う。車両本体１２又はワークピース担持ユニット１４への結合デバイス６６の動作上好ましく且つ位置的に正確な結合を保証するために、結合デバイス６６は、その結合フレーム６８上に、遮光システム７４と、ダンパを有するストップ・シリンダの形態でのストップ・システム７６とを有する。

上述した加工システム１０に加えて加工システム１０の２つの代替実施形態を示す図６及び７によれば、産業用ロボット１６及び／又は第１の担持プレート６２及び／又は第２の担持プレート６４が、重量補償ユニット３４を設けられる。重量補償ユニット３４は、この場合、適切に移動可能な、特に適切に移行可能な補償重量を含むように実現することができる。適切な場合には、車両本体１２の加工中に移動する産業用ロボット１６の適切な重量補償の目的で、補償シリンダ・システム及び／又は補償衝撃吸収体（緩衝装置）を提供することもできる。１つ又は複数の制御ユニット３６及び／又は１つ又は複数の製造ユニット４０を、プラットフォーム３０上に配置することができる。製造ユニット４０は、１つ又は複数の産業用ロボット（図７参照）及び／又は１つ又は複数の荷重キャリア（図６、７参照）及び／又は１つ又は複数の加工ユニット（図７参照）であってよい。適切な場合には、製造ユニット４０は、交換可能及び／又は拡張可能なモジュールとして実現することができる。

ここで取られるストップ位置は、搬送の方向（矢印５０、４８）で、プラットフォーム３０とワークピース担持ユニット１４との正確に一致する移動を保証する。ここで、浮動支持ユニット７２（図３参照）を作動させることができ、それによって、結合フレーム６８を、センタリング要素７８によって、それに対応して適切な受取部を設けられたワークピース担持ユニット１４内に挿入することができ、位置を定められた押込み式の接続を形成する。適切である場合には、さらに、結合フレーム６８とワークピース担持ユニット１４との押込み式の係止を行うことができる。さらに、ここで、結合アーム７０と車両本体１２のＢピラー８２との固定接続が、把持システム８０の作動によって作成される。この操作段階では、結合デバイス６６は、浮動支持ユニット７２によって、第１の担持プレート６２に関して、したがって産業用ロボット１６に関して浮動に取り付けられる。次いで、高さ補償システム４６が、両方向矢印５６（図２参照）の方向で固定の動作位置から浮動動作位置に切り換えられ、それによりＺ方向補償が可能であり、第１の担持プレート６２、したがってまた産業用ロボット１６と結合デバイス６６との間の公差変動を補償する。遅くともこの時点で、エアクッション・システム３２も作動され、それによって、プラットフォーム３０に対する第２の担持プレート６４の浮動取付けが実現される。ここで、浮動支持ユニット７２が作動され、それによって、前述のＺ方向補償と、第１の担持プレート６２の角度位置補償（図２参照、両方向矢印５８）とを同時に保証しながら、結合デバイス６６と第１の担持プレート６２、したがってまた産業用ロボット１６との固定結合が行われる。作用するエアクッション・システム３２及び高さ補償システム４６により、車両本体１２の最小の移動でさえも、第１の担持プレート６２、したがって産業用ロボット１６に直接、比較的小さい力で伝達することができる。産業用ロボット１６の能動重量補償ユニット３４が、車両本体１２の加工に対して好ましい効果を有する移動する産業用ロボット１６の重量補償を保証する。

したがって、全ての結合ステップを、移動する本体１２で行うことができる。結合動作位置４４（図５参照）が確立された後、担持デバイス１８は、浮動支持システム２２により、車両本体１２の移動によって且つワークピース担持ユニット１４の対応する移動によって、比較的低い摩擦力を克服してサブフロア１１上で随伴移動される。したがって、担持デバイス１８は、移動する車両本体１２及び移動するワークピース担持ユニット１４に随伴して牽引され、ここでは、作動状態にされていたが、その間に非作動状態にされた駆動ユニット２０は、もはや担持デバイス１８に対して能動駆動式に作用しない。

Claims (16)

1. ワークピース（１２）及び／又は移動可能なワークピース担持ユニット（１４）に断続的に固定結合させることができる産業用ロボット（１６）によって、移動するワークピース（１２）を加工するための加工システム（１０）であって、
   前記産業用ロボット（１６）が、ワークピース（１２）及び／又は移動可能なワークピース担持ユニット（１４）に固定結合されていない非結合動作位置（４２）にあるときには、能動的に作用する駆動ユニット（２０）によってワークピースとは無関係に移動可能である担持デバイス（１８）により担持され、ワークピース（１２）及び／又は移動可能なワークピース担持ユニット（１４）に固定結合された結合動作位置（４４）にあるときには、浮動支持システム（２２）によって前記担持デバイス（１８）に対して浮動に取り付けられる、加工システム（１０）であって、
   さらに、前記産業用ロボット（１６）の制御ユニット（３６）が、前記担持デバイス（１８）上に配置されることを特徴とする加工システム（１０）。
2. さらなる産業用ロボット、及び／又は荷重キャリア、及び／又は移動するワークピース（１２）を加工するための加工ユニットである製造ユニット（４０）が、さらに担持デバイス（１８）上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の加工システム。
3. 前記製造ユニット（４０）が、交換可能及び／又は拡張可能なモジュールとして実現されることを特徴とする請求項２に記載の加工システム。
4. 前記担持デバイス（１８）が、交換可能及び／又は拡張可能なモジュールとして実現されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の加工システム。
5. 前記産業用ロボット（１６）の前記結合動作位置（４４）で、前記駆動ユニット（２０）は、前記担持デバイス（１８）に対して能動的に作用せず、前記担持デバイス（１８）は、前記浮動支持システム（２２）により、前記移動するワークピース（１２）及び／又は移動するワークピース担持ユニット（１４）によって少なくとも断続的に随伴移動されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加工システム。
6. 前記担持デバイス（１８）が、サブフロア（１１）上で、浮動担持ユニット（２４）を介して支持されて移動可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の加工システム。
7. 前記浮動担持ユニット（２４）が、エアクッション・ユニット（２６）として実現されることを特徴とする請求項６に記載の加工システム。
8. 前記駆動ユニット（２０）が、前記担持デバイス（１８）用に提供される案内システム（５４）に摩擦力によって接続される又は接続可能である少なくとも１つの摩擦輪を含む摩擦輪システムを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の加工システム。
9. 前記担持デバイス（１８）がプラットフォーム（３０）を有し、前記産業用ロボット（１６）が、非結合動作位置（４２）にあるときには前記プラットフォーム（３０）に固定接続され、結合動作位置にあるときには前記プラットフォーム（３０）に浮動接続されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の加工システム。
10. 前記産業用ロボット（１６）が、挿間された高さ補償システム（４６）を介して、前記プラットフォーム（３０）に接続されることを特徴とする請求項９に記載の加工システム。
11. 前記プラットフォーム（３０）が、浮動担持ユニット（２４）によって担持されることを特徴とする請求項９あるいは１０に記載の加工システム。
12. 前記産業用ロボット（１６）が、結合動作位置（４４）にあるとき、エアクッション・システム（３２）によって前記プラットフォーム（３０）に浮動接続されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の加工システム。
13. 前記産業用ロボット（１６）が、該産業用ロボット（１６）の移動に応じて、前記産業用ロボット（１６）の制御ユニット（３６）によって再配置することにより、適切な補償位置にもたらされて前記産業用ロボット（１６）の重量の平衡をとる重量補償ユニット（３４）を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の加工システム。
14. 産業用ロボット（１６）は、結合デバイス（６６）を介してワークピース（１２）及び／又は移動可能なワークピース担持ユニット（１４）に固定結合されることができ、結合デバイス（６６）は、作動可能な浮動支持ユニット（７２）によって前記産業用ロボット（１６）に結合されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の加工システム。
15. 前記結合デバイス（６６）が、前記結合動作位置（４４）では、前記産業用ロボット（１６）に固定接続され、前記非結合動作位置（４２）では、前記産業用ロボット（１６）に浮動接続されることを特徴とする請求項１４に記載の加工システム。
16. 前記結合デバイス（６６）が、前記移動するワークピース担持ユニット（１４）への接続を行うための接続システム（８４）と、前記移動するワークピース（１２）への接続を行うための把持システム（８０）とを有することを特徴とする請求項１４あるいは１５に記載の加工システム。