SE456489B - Industrirobot med drivanordningar for rorelser - Google Patents

Description

456 489 Liknande problem uppträder även vid "inriktning" av robotaxlarna. Med "inriktning" avses det förlopp när man åstadkommer överensstämmelse mellan det mekaniska noll-läget av en drivaxel och noll-läget för ifrågavarande axels givare.

Vid användning av absolutgivare behöver inriktning göras endast en gång (t.ex. efter utbyte av en givare). vid användning av periodiskt eller cykliskt arbetande givare, vilka nedan kallas relativgivare, i synnerhet vid s.k. inkrementala givare (impulsgivareL måste inriktning utföras efter varje nyinkoppling av robotens styranordning.

Eftersom noggranna givare med hög upplösning och av absoluttyp är mycket dyra och skrymmande använder man i praktiken till övervägande delen små och billiga relativgivare, i synnerhet inkrementala givare. Pâ grund härav blir det ofta nödvändigt att genomföra en inriktning.

Eftersom yttre betingelser ofta inskränker robotens fria rörelserum är det inte möjligt att använda det konventionella noll-märket på den använda givaren till att bilda den önskade referensställningen eftersom exempelvis denna vinkelställníng helt och hållet kan ligga i ett område, som inte kan bestrykas av robotarmen genom att det där finns ett hinder, t.ex. en pelare. I ett sådant fall måste man vid de konventionella anordningarna lossa givarna och vrida dessa från sina resp. normalställningar på sådant sätt att en injustering till ett farbart område möjliggöres.

Föreliggande uppfinning syftar till att förbättra en industri- robot av det inledningsvis nämnda slaget så, att man enkelt och lätt kan begränsa robotens arbetsrum vid den drivaxel som hör till åtminstone en frihetsgrad och så att man enkelt och lätt kan ändra inställningen av ett referensvärde.

Det för uppfinningen utmärkande är att varje drivanordning hörande till den nämnda frihetsgraden uppvisar dels en 456 489 absolutgivare och dels en relativgivare, med ett flertal inom industrirobotens arbetsområde belägna referensmärken, dels en första och en andra på signalen från absolutgivaren reagerande elektronisk krets som avger en första utgângssignal när signalen från absolutgivaren ligger inom ett förutbestämt positionsområde och som avger en andra signal när signalen från absolutgivaren ligger utanför det nämnda området, att anordningar för inställning av läget av positionsområdet för de båda fönsterkretsarna och för inställning av bredden av positionsområdet för den första fönsterkretsen finns anordnade och att positionsområdet för den andra fönsterkretsen ligger inom positionsområdet för den första.

Vid industriroboten enligt föreliggande uppfinning anordnas således först en absolutgivare för den till frihetsgraden resp. frihetsgraderna hörande drivanordningen resp. drivanord- ningarna, vilken givare emellertid inte behöver ange den momentana positionen med överdriven precision. Den noggranna inställningen sker tvärt om med hjälp av relativgivaren. På signalen från absolutgivaren reagerar nu den första och den andra fönsterkretsen.Dessa fönsterkretsar avger signaler, vilka frigör robotens drift, först när positionen av roboten i denna drivaxel och därmed även signalen från absolutgivaren befinner sig mellan ett inställt minsta värde och ett inställt största värde. I alla andra fall avges en signal, som antingen stoppar roboten i automatisk drift eller vid avsaknat upp- tagande av referenssignalen förhindrar de övriga i automatisk drift. Med den första fönsterkretsen inställs det tillåtna arbetsområdet. Den andra fönsterkretsen har en jämförelsevis sett smalare bredd, som dessutom alltid är konstant. Utför roboten en rörelse med en drivaxel i den därtill hörande frihetsgraden så kommer signalen från absolutgivaren förr eller senare att överskrida den andra fönsterkretsens fönster~ område eftersom detta fönsterområde ligger innanför den första fönserkretsens fönsterområde, dvs. i det tillåtna arbets- området för den drivaxel som hör till denna frihetsgrad. Så 456 489 snart den andra fönsterkretsens fönsterområde börjar över- skridas avger den andra fönsterkretsen en utgångssignal till styrkretsen. Med ledning av denna utgångssignal behandlas relativgivarens nästföljande referensmärkessignal såsom referenssställning resp. referenspuls. Självfallet är det härvid inte nödvändigt att relativgivaren i verkligheten avger pulser men det är emellertid fördelaktigt att dess utgångssig- naler omvandlas åtminstone till pulsform. Om roboten nu fortsätter att röra sig i drivaxlarna för denna frihetsgrad så kommer förr eller senare absolutgivarens signal att lämna den första fönsterkretsens fönsterområde. I detta fall kommer fönsterkretsens utgångssignal, vilken matas till styrkretsen, att ändras sig så att roboten frånkopplas för undvikande av skador o.dyl.

Anordningar av denna art kan endast anordnas för varje frihetsgrad av en dylik robot. För varje drivaxel av varje sådan frihetsgrad erfordras motsvarande kretsar och kopp- lingar.För varje program måste således förnyad inställning ske av fönstrens lägen och bredder i de båda fönsterkoppling- arna, vilket emellertid nu kan ske med hjälp av inställninge- element i ett manöverskåp vilket är betydligt enklare än att ordna med omställning av anslag eller givare i och för ändring av noll-ställningen vid själva roboten. En väsentligt större fördel består emellertid i att inställningen av fönstret kan ske automatiskt om man har ordnat med anordningar för program- merbar ändring av fönstrets läge och fönstrets bredd. Om roboten rör sig i programstyrda rörelseförlopp så kan förnyad inställning av fönstrets bredd och fönstrets längd ske vid varje tidpunkt med hjälp av programmet, varigenom det hela tiden säkerställs att roboten inte kan röra sig ut ur det tillåtna rörelseområdet för varje frihetsgrad.

En utföringsform av uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till de bifogade ritningen, vilken visar ett blockschema över de för uppfinningen väsentliga elementen.

Un 456 489 På rörelseanordningen för en frihetsgrad, t.ex. på en anordning som utför en matningsrörelse eller på en sig kring- vridande axel är en absolutgivare 1 och en relativgivare 2 fastsatta. Absolutgivaren kan t.ex. avge en analog signal vars storlek och riktning motsvarar vridningsvinkeln för en axel.

Relativgivaren 2 avger däremot en puls var gång rörelsen i den ifrågavarande frihetsgraden fortskrider i en viss utsträckning (t.ex. 1 mm eller en förutbestämd bråkdel av en grad).

Pulserna från relativgivaren 2 avges till en styranordning 3 för robotens drift och tjänar till styrningen. Dessutom avger relativgivaren 2 på vinkelavstånd, som är större än de vilka används för vinkelmätningen, särskilda referensmärke-pulser till styranordningen 3.

Signalerna från absolutgivaren l går emellertid över ledningar 9 till en första fönsterkrets 4 och en andra fönsterkrets 7.

Vid den första fönsterkretsen kan läget för fönstret inställas medelst en anordning 5 och bredden av fönstret kan inställas medelst en anordning 6. Befinner sig den i rörelse varande delen i det tillåtna området och har därför signalen från absolutgivaren l den motsvarande storleken så att den ligger inom fönsterkretsens 4 fönster så avges över en ledning 10 en frigöringssignal (l-signal) till styranordningen 3 så att roboten kan utföra de önskade rörelserna.

Fönsterläget för den andra fönsterkretsen kan inställas medelst en anordning 8. Bredden av detta fönster har alltid samma värde. Via en förbindelseledning 13 säkerställs genom motsvarande kretsar än en gång att fönserområdet för den andra fönsterkretsen 7 ligger innanför fönsterområdet för den första fönsterkretsen 4.

När signalen från absolutgivaren 1 når fram till den andra fönster-kretsens 7 fönsterområde avges över en ledning ll en andra frigöringssignal till styranordningen 3 så att 456 489 nästföljande referensmärkespuls från relativgivaren 2 används som giltigt referensmärke (noll-märke) av styranordningen 3.

På detta sätt kan nollinställningen resp.“inriktningen“ för alla drivaxlar i alla frihetsgrader av roboten lätt åstadkommas om de just beskrivna enheterna anordnas för varje sådan frihetsgrads drivaxel.

Inställningen av fönsterläget och av fönsterbredden kan ske manuellt en gång för alla för ett program. Vid växling av program till ett nytt program, som redan tidigare har använts, är det emellertid fördelaktigt att genomföra denna inställning med hjälp av ett arbetsminne 12 via de streckade linjerna.I minnet finns lagrat de områden vilka roboten kan överstryka i en frihetsgrad när roboten intar bestämda, gå förhand givna positioner i de övriga frihetsgraderna. Inställningen kan därvid ske, om så erfordras, programstegsvis.

I ovanstående framställning används ordet axel eller axlar inte bara i den bemärkelsen att rotationsaxlar avses utan även translaterande axlar, dvs. axlar som utför translaterande rörelser. lf»-

Claims (3)

456 489 PATENTKRAV

1. l. Industrirobot innefattande drivanordningar för rörelser i .åtminstone en frihetsgrad, givare för iir-ställningen, för de drivanordningar som är verksamma inom den nämnda frihetsgraden avsedda styranordningar som reagerar på signaler från givare, anordningar för upptagning av givar-referenssignaler avseende de positioner i vilka varje drivanordning hörande till den nämnda frihetsgraden kan inställas samt anordningar för begränsning av rörelsen av varje drivanordning hörande till den nämnda frihetsgraden, k ä n n e t e c k n a d av att varje drivanordning hörande till den nämnda frihetsgraden uppvisar dels en absolutgivare (l) och en relativgivare (2), med ett flertal inom industrirobotens arbetsområde belägna referens- märken, dels en första (4) och en andra (7) på signalen från absolutgivaren reagerande elektrisk krets, som avger en första utgångssignal när signalen från absolutgivaren (l) ligger inom ett förutbestämt positionsområde och som avger en andra signal när signalen från absolutgivaren ligger utanför det nämnda området, att anordningar (5, 6, 8) för inställning av läget av positionsområdet för de båda fönserkretsarna (4, 7) och för inställning av bredden av positionsområdet för den första fönsterkretsen (4) finns anordnade och att positionsområdet för den andra fönsterkretsen (7) ligger inom positionsområdet för den första (4).

2. Industrirobot enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att givarna (1, 2), fönsterkretsarna (4, 7) och andra anord- ningar (3, 5, 6, 8) för rörelser medelst drivanordningar finns anordnade för ett flertal frihetsgrader.

3. Industrirobot enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k- n a d av anordningar (12) för programerbar ändring av läget och bredden av fönstret.