RO134553A2 - Mobile stand with collaborative robot able to calibrate according to the working position and calibration method - Google Patents
Mobile stand with collaborative robot able to calibrate according to the working position and calibration method Download PDFInfo
- Publication number
- RO134553A2 RO134553A2 ROA201900277A RO201900277A RO134553A2 RO 134553 A2 RO134553 A2 RO 134553A2 RO A201900277 A ROA201900277 A RO A201900277A RO 201900277 A RO201900277 A RO 201900277A RO 134553 A2 RO134553 A2 RO 134553A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- workstation
- robot
- calibration
- collaborative
- stand
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Stand mobil cu robot colaborativ cu capacitatea de a se calibra în raport cu postul de lucru și metodă de calibrareMobile stand with collaborative robot with the ability to calibrate in relation to the workstation and calibration method
Invenția de referă la un stand mobil echipat cu un braț robotic colaborativ, având capacitatea de calibrare cu postul de lucru la care este mutat. Standul mobil este destinat efectuării unor operații de manipulare de piese sau scule pentru diferite posturi de lucru: mașini unelte, linii de asamblare sau de sudare, linii de transfer etc., cu scopul de a înlocui operatorul uman.The invention relates to a mobile stand equipped with a collaborative robotic arm, having the calibration capacity with the workstation to which it is moved. The mobile stand is intended for carrying out operations for handling parts or tools for different workstations: machine tools, assembly or welding lines, transfer lines, etc., in order to replace the human operator.
Calibrarea robotului în raport cu postul de lucru la care este mutat constă în stabilirea unor relații între sistemul de coordonate al robotului și sistemul de coordonate al postului de lucru, adică stabilirea poziției robotului față de postul de lucru.Calibrating the robot in relation to the workstation to which it is moved consists in establishing relationships between the coordinate system of the robot and the coordinate system of the workstation, ie establishing the position of the robot relative to the workstation.
O metodă cunoscută de calibrare constă în plasarea pe baza fixă a robotului a unor interferometre cu laser care scanează mediul și determină poziția robotului față de reperele fixe ale postului de lucru. Metoda este dezavantajoasă atât din punct de vedere al preciziei cât și al costului ridicat. Chiar dacă sistemul de măsurare oferă o precizie bună pentru sistemul de coordonate a bazei robotului, precizia de lucru este afectată de erorile de pe lanțul cinematic dintre baza fixă și efectorul final al robotului.A known method of calibration is to place laser interferometers on the fixed base of the robot that scan the environment and determine the robot's position relative to the fixed workstation. The method is disadvantageous both in terms of accuracy and high cost. Even if the measuring system provides good accuracy for the coordinate system of the robot base, the working accuracy is affected by the errors in the kinematic chain between the fixed base and the final effector of the robot.
La ora actuală, în scopul calibrării sistemelor robotice în raport cu postul de lucru sau cu planul general al fabricii, una dintre metodele cunoscute este cea dezvoltată de compania ABB si este constituită în jurul pachetului de programe ABB Robot Studio, destinat sistemelor robotice modulare și nemodulare integrate în celule flexibile de fabricație. Capacitatea de calibrare a sistemului robotic este limitată la metodele parametrice și este puternic afectată de rigiditatea sistemului. în această situație se presupune că modulele și interfețele de conectare sunt perfect rigide, fără jocuri în lagărele articulațiilor și ale transmisiilor mecanice.At present, in order to calibrate robotic systems in relation to the workstation or the general plan of the factory, one of the known methods is the one developed by ABB and is built around the ABB Robot Studio software package for modular and non-modular robotic systems. integrated in flexible manufacturing cells. The calibration capacity of the robotic system is limited to parametric methods and is strongly affected by the rigidity of the system. In this situation it is assumed that the connection modules and interfaces are perfectly rigid, without play in the bearings of the joints and mechanical transmissions.
Prin această metodă, calibrarea se desfășoară în următoarele etape: modelarea sistemului robotic, măsurarea și identificarea diferențelor între geometria nominală si cea reală a robotului, calculul compensării și aplicarea corecțiilor de eroare. Etapa cea mai laborioasă, care necesită intervenții umane specializate este cea a măsurării, dificil de realizat în mediul de lucru al sistemului robotic.Through this method, the calibration is carried out in the following stages: modeling the robotic system, measuring and identifying the differences between the nominal and real geometry of the robot, calculating the compensation and applying error corrections. The most laborious stage, which requires specialized human interventions is that of measurement, difficult to perform in the working environment of the robotic system.
O altă metodă de calibrare aplicată în mod curent este bazată pe măsurarea punctelor de contact și calcularea unui operator matriceal de transformare între semicuplele sistemului a 2019 00277Another currently applied calibration method is based on measuring contact points and calculating a transformation matrix operator between the system half-pairs of 2019 00277
10/05/2019 robotic, după aplicarea corecțiilor liniare obținându-se un efect de reducere a erorii de interschimbabilitate.10/05/2019 robotic, after applying linear corrections obtaining an effect of reducing the interchangeability error.
Aceste metode actuale de calibrare a roboților în raport cu postul de lucru sunt afectate de de precizia de execuție a elementelor din structura brațului robotic, căreia îi corespund câmpuri de toleranță specifice. în toate situațiile actuale, erorile de natură geometrică ale elementelor constructiv-structurale ale brațului robotic influențează direct precizia poziționării și orientării efectorului final.These current methods of calibrating robots in relation to the workstation are affected by the precision of execution of the elements in the structure of the robotic arm, which correspond to specific tolerance fields. In all current situations, the geometric errors of the constructive-structural elements of the robotic arm directly influence the accuracy of the positioning and orientation of the final effector.
Un alt dezavantaj al roboților colaborativi cunoscuți constă în dificultatea conectării rapide și ușoare a acestora la utilități și comunicați, dezavantaj ce este cu atât mai evident cu cât robotul trebuie mutat mai des de la un post de lucru la altul.Another disadvantage of known collaborative robots is the difficulty of quickly and easily connecting them to utilities and communications, a disadvantage that is all the more obvious as the robot must be moved more often from one workstation to another.
Pentru conectarea sistemelor robotice la rețelele de comunicații și utilități, la ora actuală există dispozitive specializate pe tipuri de conexiuni, existând adaptoare pentru comunicații, adaptoare pentru fluide (aer comprimat industrial sau ulei hidraulic), adaptoare specializate pentru curenți de intensitate mare (acționare, sudură sau căliri prin inducție etc.). Aici sunt cunoscute soluțiile ABB prin dispozitivele tip IRC5 102814-8M care centralizează multiple funcții de comunicație. De asemenea sun cunoscuți conectorii modulari dezvoltați de compania Staubli: conectori cu funcții multiple (pentru controlul parametrilor fizici, linii hidraulice, curenți pentru sudură), conectori rapizi pentru schimbarea de diferite module și efectori precum și dispozitivul CombiTac care cumulează multiple utilități necesare operațiunilor efectuate de sistemul robotic.To connect robotic systems to communications and utility networks, there are currently specialized devices on types of connections, there are adapters for communications, adapters for fluids (industrial compressed air or hydraulic oil), specialized adapters for high intensity currents (drive, welding or induction hardening, etc.). ABB solutions are known here through IRC5 102814-8M devices that centralize multiple communication functions. Also known are the modular connectors developed by the Staubli company: connectors with multiple functions (for controlling physical parameters, hydraulic lines, welding currents), quick connectors for changing different modules and effectors and the CombiTac device that combines multiple utilities necessary for operations performed by the robotic system.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este de a oferi un stand mobil colaborativ și o metodă de calibrare, care poate fi ușor și rapid mutat și conectat la postul de lucru în raport cu care poate fi calibrat rapid și precis, utilizând echipamente care implică costuri reduse.The technical problem solved by the invention is to provide a collaborative mobile stand and a calibration method, which can be easily and quickly moved and connected to the workstation in relation to which it can be calibrated quickly and accurately, using equipment that involves costs. reduced.
Standul mobil cu robot colaborativ, conform invenției, este alcătuit dintr-o structură mecanică care susține un robot, cu rol de manipulare a unor piese sau scule, structura mecanică având o bază mobila cu locașuri pentru o transpaletă cu rol de mutare la un post de lucru si un conector universal de cuplare la stație de lucru aferentă postului de lucru, calibrarea realizânduse cu ajutorul unui dispozitiv de calibrare având o parte mobilă montata în locul efectorului final al robotului și o parte fixă montată la postul de lucru, prin cuplarea manuală celor două părții mobile a dispozitivului de calibrare și cu ajutorul uni program care calculează poziția robotului în funcție de coordonatele cuplelor motoare în poziția cuplată a dispozitivului de calibrare.The mobile stand with collaborative robot, according to the invention, consists of a mechanical structure that supports a robot, with the role of handling parts or tools, the mechanical structure having a mobile base with slots for a pallet truck with the role of moving to a station of work and a universal coupling connector at the workstation for the workstation, the calibration was performed using a calibration device having a moving part mounted in place of the final effector of the robot and a fixed part mounted on the workstation, by manually coupling the two the moving part of the calibration device and by means of a program which calculates the position of the robot according to the coordinates of the driving torques in the coupled position of the calibration device.
a 2019 00277and 2019 00277
10/05/201910/05/2019
Metoda de calibrare a standului mobil cu robot colaborativ presupune efectuarea următoarelor faze:The method of calibrating the mobile stand with collaborative robot involves performing the following phases:
1. cu ajutorul unei transpalete se deplasează standul mobil cu robot colaborativ la un post de lucru1. with the help of a pallet truck, the mobile stand with a collaborative robot moves to a workstation
2. se cuplează standul cu stația de lucru a postului utilizând un conector universal prin care se conectează partea de forță, de utilități, de comandă și senzorică, internet etc.2. the stand is connected to the workstation of the station using a universal connector through which the power, utilities, control and sensor part, internet, etc. are connected.
3. cu ajutorul unui program, standul recunoaște stația și reîncarcă programele aferente deservirii postului de lucru respectiv3. with the help of a program, the stand recognizes the station and reloads the programs related to the service of the respective workstation
4. se montează partea mobilă a dispozitivului de calibrare în locul efectorului final al robotului4. mount the moving part of the calibration device instead of the final effector of the robot
5. utilizând interfața programabilă a standului se activează programul colaborativ de calibrare care permite operatorului conducerea manuala a robotului acționând asupra efectorului final5. using the programmable interface of the stand, the collaborative calibration program is activated, which allows the operator to manually control the robot by acting on the final effector.
6. operatorul conduce manual partea mobilă a dispozitivului de calibrare instalată pe robot până când o potrivește și o cuplează, într-o singură poziție unic determinată, cu partea fixă montată la postul de lucru,6. the operator shall manually drive the moving part of the calibration device installed on the robot until it fits and engages it, in a single determined position, with the fixed part mounted on the workstation,
7. operatorul lansează comanda de calibrare (de stabilire a originii) iar programul colaborativ de calibrare determină poziția spațială a robotului față de postul de lucru, prin calcule de cinematica inversă, în funcție de coordonatele cuplelor motoare în poziția cuplată a celor două părți ale dispozitivului de calibrare.7. the operator launches the calibration command (origin setting) and the collaborative calibration program determines the spatial position of the robot relative to the workstation, by inverse kinematics calculations, based on the coordinates of the motor torques in the coupled position of the two parts of the device calibration.
In continuare se prezintă un exemplu de realizare a invenției, având ca referință figurile 1.. 14, care reprezintă:The following is an embodiment of the invention, with reference to Figures 1 .. 14, which represent:
- figura 1, standul mobil cu robot colaborativ instalat la postul de lucru (o mașină CNC);- figure 1, the mobile stand with collaborative robot installed at the workstation (a CNC machine);
- figura 2, standul mobil cu robot colaborativ- figure 2, mobile stand with collaborative robot
- figura 3, structura robotului colaborativ cu transpaleta pentru transport;- figure 3, the structure of the collaborative robot with the transport pallet truck;
- figura 4, structura robotului colaborativ- figure 4, the structure of the collaborative robot
- figura 5, structura robotului colaborativ cu operatorul uman (programatorul)- figure 5, the structure of the collaborative robot with the human operator (programmer)
- figura 6, interfața robot și conectorul universal- figure 6, robot interface and universal connector
- figura 7, dispozitivul de schimbare a efectorului- figure 7, the effector change device
Λ a 2019 002772019 a 2019 00277
10/05/201910/05/2019
- figura 8, schimbarea efectorului cu dispozitivul de calibrare- figure 8, changing the effector with the calibration device
- figura 9, brațul robot cu dispozitivul de calibrare montat- figure 9, the robot arm with the calibration device mounted
- figura 10, dispozitivul de calibrare care se montează pe brațul robot- figure 10, the calibration device mounted on the robot arm
- figura 11, dispozitivul de calibrare care se montează la postul de lucru- figure 11, the calibration device that is mounted at the workstation
- figura 12, conectorul universal în vedere de ansamblu- figure 12, the universal connector in general view
- figura 13, conectorul universal (tata)- figure 13, universal connector (male)
- Figura 14, mecanismul de reglare a înălțimii bazei.- Figure 14, the base height adjustment mechanism.
Standul mobil echipat cu robot colaborativ, având capacitatea de a se calibra în raport cu postul de lucru 1 este alcătuit dintr-o structură mecanică 10, care susține un robot 20, cu rol de manipulare a unor piese sau scule și o stație de lucru 30 prin care se conectează robotul la circuitele de forță și comandă specifice postului de lucru.The mobile stand equipped with a collaborative robot, having the ability to calibrate in relation to the workstation 1 consists of a mechanical structure 10, which supports a robot 20, with the role of handling parts or tools and a workstation 30 which connects the robot to the workstation-specific power and control circuits.
Structura mecanică 10 se compune din baza mobilă 11 alcătuită dintr-o bază 12 pe care este sudat cu un cadru rigid 13 care susține robotul 20, interfața mobilă 40, de programare și comandă a robotului și un conector universal 50, de cuplare cu stația de lucru 30.The mechanical structure 10 consists of a movable base 11 consisting of a base 12 on which is welded with a rigid frame 13 supporting the robot 20, the mobile interface 40, for programming and controlling the robot and a universal connector 50, for coupling with the station thing 30.
Baza mobila 11, reprezintă unul dintre elementele de noutate ale standului mobil echipat cu braț robotic colaborativ, prin faptul că facilitează mutarea ușoară a sistemului robotic și integrarea rapidă a acestuia în alte posturi de lucru. Mobilitatea standului este asigurată atât prin robustețea și rigiditatea bazei mobile cât și prin faptul că are dimensiunile eoropaleților EU (1200x 600 mm), putând fi mutată cu o transpaletă manuală T sau cu un stivuitor.The mobile base 11 is one of the novelty elements of the mobile stand equipped with a collaborative robotic arm, in that it facilitates the easy movement of the robotic system and its rapid integration into other workstations. The mobility of the stand is ensured both by the robustness and rigidity of the mobile base and by the fact that it has the dimensions of EU pallets (1200x 600 mm), and can be moved with a manual T pallet truck or a forklift.
Pentru a asigura stabilitatea robotului în timpul operațiilor, baza 12 este concepută ca o structură metalică sudată din table și pro file, oferind greutate și rigiditate. Baza 12 este compusă dintr-o placă 14, în formă de „U”, având o parte superioară 14a și doi pereți laterali 14b și dintrun profil 15, tot în formă de „U” plasat la mijlocul distanței dintre pereții 14b.To ensure the stability of the robot during operations, the base 12 is designed as a metal structure welded from sheets and pro files, providing weight and rigidity. The base 12 is composed of a plate 14, in the shape of a "U", having an upper part 14a and two side walls 14b and a profile 15, also in the shape of a "U" placed in the middle of the distance between the walls 14b.
în mod evident, baza mobilă 11 poate fi realizată în mai multe variante, condiția de importantă fiind ca aceasta să aibă dimensiunile specifice europaleților, având față de pardoseală locașurile 11a și 11b, dispuse după dimensiunile europaleților, goluri necesare pentru introducerea transpaletei sau lamelor unui stivuitor.Obviously, the movable base 11 can be made in several variants, the important condition being that it has the dimensions specific to europallets, having in front of the floor the recesses 11a and 11b, arranged according to the dimensions of europallets, gaps necessary for inserting the pallet truck or slats of a forklift .
Pentru asigurarea unei poziții orizontale fixe pe o pardoseală imperfectă, baza 12 este prevăzută cu trei sau patru mecanisme 16, de reglare a înălțimii, mecanisme în sine cunoscute.To ensure a fixed horizontal position on an imperfect floor, the base 12 is provided with three or four mechanisms 16, height adjustment, mechanisms known per se.
Cadrul metalic 13 este proiectat în așa fel încât permite exploatarea brațului robotic colaborativ la întregul potențial, fără a limita mișcările pe vreuna dintre axe. în acest scop.The metal frame 13 is designed in such a way that it allows the exploitation of the collaborative robotic arm to its full potential, without limiting the movements on any of the axes. For this purpose.
a 2019 00277and 2019 00277
10/05/2019 cadrul metalic 13 are o parte cilindrică verticală 13a care susține robotul 20, o parte cilindrică orizontală 13b pentru conectorul universal 50 și o parte cilindrică înclinată 13c, pentru interfața mobilă 40.10/05/2019 the metal frame 13 has a vertical cylindrical part 13a supporting the robot 20, a horizontal cylindrical part 13b for the universal connector 50 and an inclined cylindrical part 13c for the mobile interface 40.
Partea cilindrică orizontală 13b se termină cu o suprafață înclinată 13d, la unghi cuprins între 45°-60° față de un plan orizontal. Pentru a facilita cuplarea și decuplarea conectorului universal 50 atunci când robotul este mutat intre posturile de lucru, acesta se montează pe suprafața înclinată 13d.The horizontal cylindrical part 13b ends with an inclined surface 13d, at an angle between 45 ° -60 ° to a horizontal plane. To facilitate the coupling and uncoupling of the universal connector 50 when the robot is moved between the workstations, it is mounted on the inclined surface 13d.
Axa de simetrie a părții cilindrice înclinate 13c face cu axa de simetrie a părții verticale un unghi cuprins între 45°-60°. Partea cilindrică înclinată 13c se termină tot cu o suprafață 13e dispusă înclinat la un unghi cuprins între 15° și 30° fată de axa de simetrie a cilindrului 13c. Poziționarea înclinată a părții 13c și suprafața înclinată 13e oferă posibilitatea de a monta interfață mobilă 40 într-o poziție ergonomică pentru operator.The axis of symmetry of the inclined cylindrical part 13c makes with the axis of symmetry of the vertical part an angle between 45 ° -60 °. The inclined cylindrical part 13c also ends with a surface 13e arranged inclined at an angle between 15 ° and 30 ° to the axis of symmetry of the cylinder 13c. The inclined positioning of the part 13c and the inclined surface 13e offer the possibility to mount the mobile interface 40 in an ergonomic position for the operator.
Părțile cilindrice 13a, 13b si 13c au formă tubulară facilitând trecerea prin acestea a tuturor elementelor de cablare.The cylindrical parts 13a, 13b and 13c have a tubular shape facilitating the passage through them of all the wiring elements.
Prin soluția constructivă aleasă pentru baza mobilă 11, prin greutatea și robustețea acesteia, nu este necesară ancorarea în pardoseală, lucru care reduce substanțial timpul de instalare la un nou post de lucru. înălțimea cadrului metalic 13, împreună cu dimensiunile bazei mobile conferă ansamblului un grad de ergonomicitate optim.Due to the construction solution chosen for the mobile base 11, due to its weight and robustness, it is not necessary to anchor it to the floor, which substantially reduces the installation time at a new workstation. the height of the metal frame 13, together with the dimensions of the movable base, gives the assembly an optimal degree of ergonomics.
Standul robotic colaborativ este destinat unei game largi de operațiuni și aplicații, iar cadrul metalic 13 înglobează și protejează toate liniile de alimentare electrică, de comandă și utilități care deservesc sistemul, fiind în același timp proiectat pentru a corespunde încărcărilor și comportamentului dinamic al robotului colaborativ.The collaborative robotic stand is intended for a wide range of operations and applications, and the metal frame 13 encompasses and protects all power lines, control and utilities that serve the system, while being designed to meet the loads and dynamic behavior of the collaborative robot.
Robotul 20 poate fi de tip braț articulat cu șase grade de libertate și este prevăzut cu un efector final 21.The robot 20 can be of the articulated arm type with six degrees of freedom and is provided with a final effector 21.
în mod evident, robotul 20 poate avea un număr diferit de grade de libertate și orice structură: articulat, cartezian etc. Efectorul final 21 poate fi o mână mecanică (gripper) având forma specifică aplicației concrete de la postul de lucru, sau poate fi o unealtă sau o sculă adecvată aplicației (cap de frezare, dispozitiv de sablare, cap de sudură etc.).Obviously, the robot 20 can have a different number of degrees of freedom and any structure: articulated, Cartesian, etc. The final effector 21 may be a mechanical hand (gripper) having the shape specific to the concrete application at the workstation, or it may be a tool or tool suitable for the application (milling head, blasting device, welding head, etc.).
Indiferent de tipul și forma efectorului final, acesta va avea partea de conectare 22 complementară dispozitivului de schimbare 23, de pe robot.Regardless of the type and shape of the final effector, it will have the connection part 22 complementary to the switching device 23 on the robot.
a 2019 00277and 2019 00277
10/05/201910/05/2019
Dispozitivul de schimbare 23 a efectorului final 21 este compus din două părți: partea fixă 23, montată pe brațul robotic colaborativ și partea detașabilă 22, proiectată astfel încât să se poată monta pe aceasta o gamă variată de efectori. Schimbarea efectorului final se face manual, fiind o operațiune simplă și rapidă.The changing device 23 of the final effector 21 is composed of two parts: the fixed part 23, mounted on the collaborative robotic arm and the removable part 22, designed so that a wide range of effectors can be mounted on it. Changing the final effector is done manually, being a simple and fast operation.
Efectorul final 21 este partea standului robotic prin care se acționează asupra mediului (mașina de producție, piesa de prelucrat, piesa de manipulat, obiect de măsurat și altele) în conformitate cu destinația lui, care în această situație poate să fie: de manipulare a unor obiecte, scule, capete de forță cu scule) sau de prelucrare, montare sau demontare a unor obiecte de lucru. Adaptarea standului mobil echipat cu robot colaborativ la o anumită situație se realizează prin efectorul final, iar flexibilitatea acestuia depinde nemijlocit de varietatea efectorilor finali suportați.The final effector 21 is the part of the robotic stand through which it acts on the environment (production machine, workpiece, workpiece, measuring object and others) according to its destination, which in this situation can be: handling of objects, tools, tool heads) or for the processing, assembly or disassembly of work objects. The adaptation of the mobile stand equipped with a collaborative robot to a certain situation is done through the final effector, and its flexibility depends directly on the variety of supported final effector.
în situația în care robotul 20 manipulează obiecte de lucru, efectorul final 21 este un dispozitiv de prehensiune, care are rolul de a prinde obiectul de lucru și al solidariza cu ultimul element al brațului robotic colaborativ. Dacă standul mobil este integrat intr-un sector de prelucrări, efectorul final este o sculă sau un cap de forță cu sculă antrenată, scula fiind cea care efectuează operația de prelucrare.In the situation where the robot 20 manipulates working objects, the final effector 21 is a gripping device, which has the role of gripping the working object and securing it with the last element of the collaborative robotic arm. If the mobile stand is integrated in a machining sector, the final effector is a tool or a head with a driven tool, the tool being the one that performs the machining operation.
în cazul în care operația de prelucrare sau manipulare necesită aport suplimentar de energie (curent electric, aer comprimat, vacuum, presiune de ulei hidraulic etc.) sau de materiale (material de adaos pentru sudare, gaz protector, vopsea lichidă, particule pentru sablare și altele), brațul robotic colaborativ este prevăzut cu sisteme și dispozitive suplimentare care au rolul de a aducere a acestora la efectorul final. Aceste sisteme sunt în sine cunoscute și nu sunt reprezentate în figuri.if the processing or handling operation requires additional energy input (electricity, compressed air, vacuum, hydraulic oil pressure, etc.) or materials (welding filler, shielding gas, liquid paint, sandblasting particles, and others), the collaborative robotic arm is provided with additional systems and devices that have the role of bringing them to the final effector. These systems are in themselves known and are not represented in the figures.
Stația de lucru 30 este compusă dintr-o carcasă 31 care conține echipamente electrice și alte echipamente de comunicații și de conexiune.The workstation 30 is composed of a housing 31 containing electrical equipment and other communication and connection equipment.
La intrare, stația 30 este prevăzută cu o cuplă rapidă 32, de conectare la rețeaua de aer comprimat, un conector 33, pentru rețeaua electrică și un conector 34 pentru internet.At the entrance, the station 30 is provided with a quick coupler 32, for connection to the compressed air network, a connector 33, for the electrical network and a connector 34 for the internet.
Un cablaj universal 35, face legătura dintre stația 30 și unitatea de comandă 60, prin conectorul universal 50.A universal wiring 35, connects the station 30 and the control unit 60, through the universal connector 50.
Interfața mobilă 40 este compusă din totalitatea mijloacelor prin care operatorul comunică cu standul mobil echipat cu robot colaborativ, pentru a vizualiza informații despre starea sistemului robotic și a operațiunilor efectuate, sau pentru a implementa sau schimba a 2019 00277The mobile interface 40 is composed of all the means by which the operator communicates with the mobile stand equipped with a collaborative robot, to view information about the status of the robotic system and the operations performed, or to implement or change the 2019 00277
10/05/2019 parametrii de funcționare și control ai sistemului robotic deservit. Interfața 40 conține de asemenea și întrerupătoare de blocare a accesului la standul mobil, un întrerupător de urgenta 41, un ecran tactil 42, pentru introducerea de date și pentru controlul și gestionarea secvențelor de operațiuni ale sistemului robotic și alte semnalizatoare luminoase și acustice.10/05/2019 operating and control parameters of the robotic system served. The interface 40 also contains switches to block access to the mobile stand, an emergency switch 41, a touch screen 42, for data entry and for the control and management of the operating sequences of the robotic system and other light and acoustic signals.
Interfața mobilă 40 se poziționează pe partea cilindrică înclinată 13c a cadrului metalic 13 cu ajutorul unui suport 43 care este fixat cu șuruburi.The movable interface 40 is positioned on the inclined cylindrical side 13c of the metal frame 13 by means of a support 43 which is fixed with screws.
Un senzor de proximitate 44 semnalizează prezența interfeței 40 pe suportul 43. Când interfața este pe suportul 43, iar operatorul uman programează robotul, un program adecvat limitează mișcările robotului astfel încât acesta să nu-1 lovească.A proximity sensor 44 signals the presence of the interface 40 on the support 43. When the interface is on the support 43 and the human operator programs the robot, a suitable program limits the robot's movements so that it does not hit it.
Conectorul universal 50 este alcătuit dintr-un conector „mamă” 51 și un conector „tată” 52. Conectorii 51, 52 au poziționate în corespondență conectorul 53, pentru aer comprimat, conectorul 54, pentru rețeaua electrică, conectorul 55, pentru internet și alți conectori 56, pentru senzorică și comandă.The universal connector 50 consists of a "mother" connector 51 and a "male" connector 52. The connectors 51, 52 corresponded to the connector 53, for compressed air, the connector 54, for the electrical network, the connector 55, for the Internet and others. 56 connectors, for sensor and control.
Conectorul universal 50 este compus din două părți: una fixă (conectorul mamă 51), care este fixată pe standul mobil echipat cu robot colaborativ si o parte mobila (conectorul tată 52) care conectează standul cu stația de lucru 30. Pentru centralizarea liniilor electrice, de comunicații si utilități a fost proiectat un cablu sub forma unui fascicul flexibil 35, care înglobează toate aceste facilități.The universal connector 50 is composed of two parts: a fixed one (the female connector 51), which is fixed on the mobile stand equipped with a collaborative robot and a mobile part (the male connector 52) that connects the stand with the workstation 30. For the centralization of power lines, of communications and utilities was designed a cable in the form of a flexible beam 35, which encompasses all these facilities.
Utilitățile necesare sistemului robotic sunt conectate la robot printr-un singur conector universal 50, de concepție proprie care permite racordarea standului robotizat la rețeaua electrică de putere 54, de aer industrial 53, rețeaua hidraulică, internet, sistemul SCADA 55 al fabricii, conexiune generala GPIO 55, printr-o singură operațiune ușoară și rapidă a operatorului, fără ca acesta să necesite competente de electrică, pneumatică și releistică.The necessary utilities of the robotic system are connected to the robot through a single universal connector 50, of own design that allows the connection of the robotic stand to the electric power network 54, industrial air 53, hydraulic network, internet, factory SCADA 55 system, GPIO general connection 55, through a single easy and fast operation of the operator, without it requiring electrical, pneumatic and relay skills.
Prin integrarea sistemului robotic în sistemul SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition) se realizează monitorizarea, controlul și achiziția de date, în scopul eficientizării funcționării sistemului robotizat, prin centralizarea informațiilor colectate din spațiul de producție într-o unitate de comandă.By integrating the robotic system in the SCADA system (Supervisory Control and Data Acquisition), monitoring, control and data acquisition are performed, in order to streamline the operation of the robotic system, by centralizing the information collected from the production space in a control unit.
Conexiunea GPIO (General Purpose Input-Output) de tip intrare-ieșire, este o conexiune fără scop predefinit, destinația pinilor fiind stabilită de către proiectant în funcție de particularitățile și operațiunile efectuate de către standul robotic colaborativ.The GPIO (General Purpose Input-Output) connection of input-output type is a connection without predefined purpose, the destination of the pins being established by the designer according to the particularities and operations performed by the collaborative robotic stand.
a 2019 00277and 2019 00277
10/05/201910/05/2019
Prin conexiunea la aer comprimat se accesează o formă de energie cu largă utilizare în industrie, având aplicațiile cele mai diverse și destinate unor sisteme de deservire variate. Conexiunea standului robotic la sursa de aer comprimat este necesară pentru acționarea efectorului final în operații specifice precum sablarea, vopsirea sau alimentarea unor actuatori pneumatici.The connection to compressed air accesses a form of energy widely used in industry, with the most diverse applications and intended for various service systems. The connection of the robotic stand to the compressed air source is necessary to operate the final effector in specific operations such as blasting, painting or feeding pneumatic actuators.
O altă funcțiune a conectorului universal 50 este alimentarea standului robotizat cu energie electrică, asigurând astfel sursa de energie pentru motoarele electrice, tabloul de conexiuni, sistemele automate precum și alimentarea capului de putere montat pe brațul robotic colaborativ, atunci când operația efectuată de către sistemul robotizat necesită acest lucru.Another function of the universal connector 50 is to supply the robotic stand with electricity, thus providing the power source for electric motors, switchboards, automatic systems as well as power supply mounted on the collaborative robotic arm, when the operation performed by the robotic system requires this.
Unitatea de comandă 60 este de tipul unui calculator de proces și realizează comanda propriu-zisă a sistemului.The control unit 60 is of the type of a process computer and performs the actual control of the system.
Fiecare efector final 21 are integrat un identificator propriu, de efector 65, prin care este recunoscut de către stand. Identificatorului de efector 65 are rolul de a elimina riscul de a monta un efector final necorespunzător postului de lucru și de a comanda lucrul cu acesta. Prin dispozitivul de schimbare a efectorului final se transmite informația la unitatea de comandă 60, care validează efectorul montat sau semnalizează eroarea la schimbarea unui efector neadecvat operației. Identificatorul de efector 65 permite sistemului robotic să identifice dispozitivul de lucru montat, sau faptul că nu este efector montat. Identificarea este făcută prin diferite metode: RFID (Radio Frequency Identificator- Identificare prin semnale pe frecventa radio), coduri DATAMATRIX (coduri sub forma unor tablouri bidimensionale), semnale digitale sau analogice.Each final effector 21 has integrated its own identifier, of effector 65, through which it is recognized by the stand. The role of the effector identifier 65 is to eliminate the risk of mounting a final effector unsuitable for the workstation and to order the work with it. The final effector change device transmits the information to the control unit 60, which validates the mounted effector or signals the error when changing an effector unsuitable for the operation. The effector identifier 65 allows the robotic system to identify the mounted work device, or the fact that no effector is mounted. The identification is done by different methods: RFID (Radio Frequency Identifier), DATAMATRIX codes (codes in the form of two-dimensional arrays), digital or analog signals.
Conceptul “Punct zero” se referă la poziționarea robotului 20 în raport cu postul de lucru 1 și stabilirea coordonatelor robotului fața de postul de lucru.The concept of “Zero point” refers to the positioning of the robot 20 in relation to the workstation 1 and the establishment of the robot's coordinates with respect to the workstation.
Identificarea originii sistemului se face prin așa numita operație de calibrare a standului în funcție de postul de lucru.The origin of the system is identified by the so-called stand calibration operation according to the workstation.
Pentru realizarea calibrării se utilizează un dispozitiv de calibrare 70 alcătuit dintr-o parte mobilă 71, care se montează ca efector final și o parte fixă 72, care se poziționează pe postul de lucru 1. La stabilirea originii, cele două părți 71 și 72 se suprapun într-o poziție unic determinată, având la exterior aceeași formă și dimensiune.To perform the calibration, a calibration device 70 consisting of a movable part 71 is used, which is mounted as a final effector and a fixed part 72, which is positioned on the workstation 1. When determining the origin, the two parts 71 and 72 are they overlap in a uniquely determined position, having the same shape and size on the outside.
Părțile dispozitivului de calibrare 70 au forma unor plăci cilindrice având același diametru în zona de cuplare.The parts of the calibration device 70 are in the form of cylindrical plates having the same diameter in the coupling area.
a 2019 00277and 2019 00277
10/05/201910/05/2019
Pentru a se evita erori de conectare între cele două părți ale dispozitiv de calibrare 70, acestea au forme specifice care permit montarea într-o singură poziție, aceea de calibrare. în acest scop, partea mobilă 71 este prevăzută cu o decupare 71a care are aceeași formă și mărime cu decuparea 72a, de pe partea fixă 72.In order to avoid connection errors between the two parts of the calibration device 70, they have specific shapes that allow mounting in a single position, that of calibration. For this purpose, the movable part 71 is provided with a cut-out 71a having the same shape and size as the cut-out 72a, on the fixed part 72.
Decuparea 71a este delimitată de un profil exterior 71b, de formă cilindrică și de un profil interior 71c, având o parte cilindrică 71d și două laturi plane 71e.The cutout 71a is delimited by an outer profile 71b, cylindrical in shape and an inner profile 71c, having a cylindrical part 71d and two flat sides 71e.
în mod similar cu decuparea 71a, decuparea 72a este delimitată de un profil exterior 72b, de formă cilindrică și de un profil interior 72c, având o parte cilindrică 72d și două fețe plane 72e.Similar to the cutout 71a, the cutout 72a is delimited by an outer profile 72b, cylindrical in shape and an inner profile 72c, having a cylindrical part 72d and two flat faces 72e.
Partea fixă 72 este prevăzută cu trei găuri 72f, dispuse asimetric, iar partea mobilă 71 este prevăzută cu trei știfturi 71f, corespondente cu găurile 72f.The fixed part 72 is provided with three holes 72f, arranged asymmetrically, and the movable part 71 is provided with three pins 71f, corresponding to the holes 72f.
Partea fixă 72 este montată pe o placă 73, prevăzută cu găuri 73a, de fixează la postul de lucru 1.The fixed part 72 is mounted on a plate 73, provided with holes 73a, to be fixed to the work station 1.
Atunci când operatorul suprapune atât profilele exterioare 71b, 72b cât și fețele plane 7le, 72e, găurile 72f și știfturile 71 f sunt în poziția de cuplare unic determinată.When the operator overlaps both the outer profiles 71b, 72b and the flat faces 7le, 72e, the holes 72f and the pins 71f are in the only determined coupling position.
Pe partea cilindrică exterioară a părții mobile 71 este o zonă transparentă 71 g, prin care se iluminează cu leduri colorate (roșu, verde, albastru) starea dispozitivului de calibrare.On the outer cylindrical part of the movable part 71 is a transparent area 71 g, through which the status of the calibration device is illuminated with colored LEDs (red, green, blue).
Calibrarea se realizează în mod colaborativ utilizând atât dispozitivul cât și pachetul de programe care gestionează calibrarea. Metoda de calibrare utilizând dispozitivul 70 și pachetul de programe conferă o înaltă precizie de poziționare și orientare față de planul fabricii (postul de lucru).Calibration is performed collaboratively using both the device and the software package that manages the calibration. The calibration method using the device 70 and the software package provides high positioning accuracy and orientation relative to the factory plan (workstation).
Identificarea stației de lucru 30 se face prin aceleași metode ca și identificarea efectorului final 21 și permite sistemului robotizat să identifice stația de lucru în care a fost integrat și să semnaleze eventualele erori. în acest scop se utilizează identificatori 66.The identification of the workstation 30 is done by the same methods as the identification of the final effector 21 and allows the robotic system to identify the workstation in which it has been integrated and to signal possible errors. Identifiers are used for this purpose 66.
Programele care guvernează latura colaborativă a sistemului robotizat sunt concepute special pentru această aplicație și se bazează pe aplicarea calculului de cinematică inversă pentru recalcularea pozițiilor punctelor și a traiectoriilor parcurse. Printre pachetele de programe concepute în acest scop se enumeră: programe pentru inițializarea sistemului robotic, programe pentru identificarea stației de lucru sau a efectorului final, programe pentru calibrarea robotului și recalcularea punctelor și a traiectoriilor, programe pentru lucrul cu fiecare efector final.The programs that govern the collaborative side of the robotic system are designed specifically for this application and are based on the application of the inverse kinematics calculation to recalculate the positions of the points and the trajectories traveled. Among the software packages designed for this purpose are: programs for initializing the robotic system, programs for identifying the workstation or final effector, programs for calibrating the robot and recalculating points and trajectories, programs for working with each final effector.
a 2019 00277and 2019 00277
10/05/201910/05/2019
Metoda de calibrare a standului mobil cu robot colaborativ presupune efectuarea următoarelor faze:The method of calibrating the mobile stand with collaborative robot involves performing the following phases:
1. se montează partea mobilă 71a dispozitivului de calibrare 70 în locul efectorului final 211. mount the moving part 71a of the calibration device 70 in place of the final effector 21
2. prin interfața programabilă 40 se activează programul colaborativ de calibrare care permite operatorului conducerea manuala a robotului prin manevrare de la efectorul final2. the programmable interface 40 activates the collaborative calibration program that allows the operator to manually control the robot by maneuvering from the final effector
3. operatorul conduce manual partea mobilă 71 instalată pe robot până când o potrivește și o cuplează cu partea fixă 72, în poziție unic determinată3. the operator manually drives the moving part 71 installed on the robot until it fits and engages it with the fixed part 72, in a single determined position
4. după cuplarea părților 71 și 72, operatorul lansează programul de stabilire a originii4. after coupling parts 71 and 72, the operator shall launch the origin determination program
5. programul de calibrare stabilește prin cinematica inversă poziția robotului, în funcție de coordonatele cuplelor motoare în poziția de cuplare a părților 71 si 72.5. the calibration program establishes by reverse kinematics the position of the robot, depending on the coordinates of the motor torques in the coupling position of parts 71 and 72.
Prin aplicarea invenției așa cum este descrisă, se obțin următoarele avantaje:By applying the invention as described, the following advantages are obtained:
- reducerea timpului și costului de instalare pentru un robot colaborativ la mutarea acestuia la o stație noua de lucru;- reduction of installation time and cost for a collaborative robot when moving it to a new workstation;
- odată integrat, sistemul robotizat este mobil si poate fi mutat de la o stație la alta fără a fi nevoie sa fie reprogramat după mutarea la un alt stand de lucru;- once integrated, the robotic system is mobile and can be moved from one station to another without having to be reprogrammed after moving to another work stand;
- simplificarea construcției sistemului robotizat;- simplification of the construction of the robotic system;
- posibilitatea de a influența în timp real diagramele V pentru un proces de fabricație;- the possibility to influence in real time the V diagrams for a manufacturing process;
- calibrarea precisă a poziției dispozitivului în raport cu stația de lucru, utilizând metoda colaborativă;- accurate calibration of the position of the device in relation to the workstation, using the collaborative method;
- eliminarea erorilor umane pentru configurarea parametrilor tehnici atunci când se dorește instalarea unui robot colaborativ la o stație nouă de lucru;- elimination of human errors for the configuration of technical parameters when it is desired to install a collaborative robot at a new workstation;
- indexarea stațiilor de lucru și validarea acestora, prin intermediul identificatorilor proprii;- indexing of workstations and their validation, through their own identifiers;
- conectarea rapidă, simultană, simplă și sigură a sistemului robotic la stația de lucru, printr-o singură operațiune cuplare a conectorului universal.- fast, simultaneous, simple and safe connection of the robotic system to the workstation, through a single coupling operation of the universal connector.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA201900277A RO134553A2 (en) | 2019-05-10 | 2019-05-10 | Mobile stand with collaborative robot able to calibrate according to the working position and calibration method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA201900277A RO134553A2 (en) | 2019-05-10 | 2019-05-10 | Mobile stand with collaborative robot able to calibrate according to the working position and calibration method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO134553A2 true RO134553A2 (en) | 2020-11-27 |
Family
ID=73543851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ROA201900277A RO134553A2 (en) | 2019-05-10 | 2019-05-10 | Mobile stand with collaborative robot able to calibrate according to the working position and calibration method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RO (1) | RO134553A2 (en) |
-
2019
- 2019-05-10 RO ROA201900277A patent/RO134553A2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106002236B (en) | Restructural mounting work station | |
EP3519651B1 (en) | System for placing objects on a surface and method thereof | |
US5920974A (en) | Reconfigurable gantry tool and system | |
CN108326476B (en) | Flexible automatic welding system for tower shoes of communication tower | |
US5539975A (en) | Control system and equipment configuration for a modular product assembly platform | |
EP2547490B1 (en) | Calibration of a base coordinate system for an industrial robot | |
CN108801069B (en) | Automatic assembling system for initiating explosive devices | |
CN104833324A (en) | Robot calibration method based on measuring head | |
CN214161666U (en) | Electrode transfer robot | |
CN111923021A (en) | Modular robot | |
US10099376B2 (en) | Method for setting up and/or calibrating a robot | |
EP1286880B1 (en) | A method and a plant for assembly | |
RO134553A2 (en) | Mobile stand with collaborative robot able to calibrate according to the working position and calibration method | |
WO2003080288A1 (en) | Method and arrangement for assembly | |
SE528350C2 (en) | Modular system for industrial robot | |
Kostka et al. | Using the simulation program for the design and optimization of the production line | |
CN115255848A (en) | Storage platform with protection function and multifunctional assembly system | |
CN210413168U (en) | Quick welding robot workstation | |
Zhang et al. | The challenges of integrating an industrial robot on a mobile platform | |
CN221270109U (en) | Welding equipment for pressure vessel workpieces | |
Klöckner et al. | Bettan–Industrial robot and application for Finja Exakt build system | |
Considine et al. | Robot technology fundamentals | |
JP5228784B2 (en) | Manipulator system | |
CN210551188U (en) | Novel rotation type truss robot | |
CN115716175B (en) | Device debugging method for one-to-many offline programming of welding robot |