DD143226A1

DD143226A1 - Einrichtung zum kollisionsschutz fuer industrieroboter

Info

Publication number: DD143226A1
Application number: DD21247779A
Authority: DD
Inventors: Erich Zabel; Norbert Winkler
Original assignee: Erich Zabel; Norbert Winkler
Priority date: 1979-04-25
Filing date: 1979-04-25
Publication date: 1980-08-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kollisionsschutz für Industrieroboter, insbesondere für Punktschweißroboter. Ziel ist die Schaffung einer Einrichtung, die in allen möglichen Bewegungsrichtungen der Arbeitsgeräte anspricht. Die Aufgabe, eine Einrichtung zu entwickeln, die über eine Ansprechstelle verfügt, die erst ab einer konstruktiv festzulegenden Kraft überschritten und ein einheitliches Signal sum Stopp des Industrieroboters bereitstellt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Arbeitsgerät an einem Gerätehalter befestigt ist, der in seiner Normallage mittels eines halbkugelförmig ausgebildeten Bolzenkopfes von einer federnd gelagerten, nur senkrecht zu einem Kreuzstück bewegbaren Pfanne aufgenommen wird, derart, daß .jede Auslenkung des Kreuzstückes in eine geradlinige -Bewegung der Pfanne ümgewandelt wird, wobei die Pfanne in einem von einer vorgespannten Druckfeder gehaltenen Gleitstück so gelagert ist, daß ab einer bestimmten Krafteinwirkung über das Arbeitsgerät auf den Geräteträger ein Schaltfinger, zur Betätigung eines Kollisionsschutzschalters ausgelenkt wird.

Description

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Erich. Zabel

402 Halle, August-Bebel-Straße 41

Norbert Y/inkler

402 Halle j Paracelsusstraße 2 b

Leit-BfN "Schweißtechnik" im Zentralinstitut für Schweißtechnilc der HDR 403 Halle, PSF 16

Einrichtung zum Kollisionsschutz für Industrieroboter

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kollisions— schutz für Industrieroboter und ähnlichen automatisch nach einem Programm bewegter Arbeitsgeräte, insbesondere Punktschwei-ßroboter, wobei eine Kollision der an einem Geräteträger befestigten und vom Roboter geführten Arbeitsgeräte mit feststehenden Anlägenteilen wie Vorrichtungen, Schv?eißteile u. a. ausgeschaltet ist und Zerstörungen vermieden werden·

Charakteristik der b eic arm ten technischen Lösungen

Es ist bekannt, dai3 verforate Bauteile, deren Schweiß« nähte in verschiedenen. Ebenen angeordnet sind, durch

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universell einsetzbare Industrieroboter geschweißt v/erden« -Um Toleranzen an den Bauteilen oder vorkommende Ungenauigkeiten im Bewegungsablauf auszugleichen, sind die Arbeitsgeräte durch eine elastische Aufhängung .mit dem Roboterkopf verbunden*

Der Nachteil bei solchen ausgeführten Industrierobotern besteht darin, daß die Arbeitsgeräte bei unbeabsichtigt ten Kollisonen mit anderen Bauteilen im allgemeinen zerstört werden und unvertretbar hohe Kosten für die Wiederherstellung und den eintretenden Produktionsausfall erfordern» .

Nach Tv¹P B 25 1/201 235 ist eine Positioniereinrichtung bekannt, bei der zur Gewährleistung eines Kollisions— Schutzes das Arbeitsgerät in zwei Ebenen elastischfreibeweglich aufgehängt ist und über einen federbelasteten Stößel so auf einen Endschalter einwirkt, daß beim Auftreten horizontaler Kräfte auf das Arbeitsgerät eine Kollisionsbremsung der Vorschuborgane ausgelöst wird ο

Der Nachteil bei dieser Einrichtung ist darin su sehen_$ daß sie nur beim Auftreten von horizontalen Kräften, also nur in einer Pachtung anspricht₀ Bei anderen bekannten Einrichtungen kommt es infolge der elastischen Aufhängung der Arbeitsgeräte zu einer Verschlechterung der Positioniergenauigkeite

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es_? eine Einrichtung zum Kollisionsschutz für Industrieroboter zu schaffen, die in allen möglichen Bewegungsrichtimgen der Arbeitsgeräte anspricht, eine einfache und sichere Konstruktion auf» weist, hohe Kosten für die Wiederherstellung bei Zer-

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störungen ausschließt mid Produktionsausfälle vermeidet, aber dabei die Nachteile der elastischen Aufhängung ausschließ te

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Kollisionsschutz für Industrieroboter zu entwickeln, insbesondere für Punktschweißroboter, welche über eine Ansprechschwelle verfügt, die erst ab einer' konstruktiv festzulegenden Kraft überschritten und bei Kollision ein einheitliches Signal bereitgestellt wird, das die Antriebe stoppt, wodurch Zerstörungen an den Arbeitsgeräten mit anderen Bauteilen mit Sicherheit ausgeschlossen sind«,

Die Aufgabe der Erfindimg wird mit einer Einrichtimg gelöst und die im Stand der Technik vorbeschriebenen Nachteile dadurch beseitigt, daß das jeweilige, von einem-Industrieroboter geführte Arbeitsgerät an einem Geräteträger befestigt ist, der in seiner Normallage mittels eines ha3.bkugelförinig ausgebildeten Bolzenkopfes von einer federnd gelagerten, nur senkrecht'zu einem Kreuzgelenk in eine geradlinige Bewegung umgewandelt wird, wobei die Pfanne in einem von einer vorgespannten Druckfeder gehaltenen Gleitstück so gelagert ist, daß ab einer bestimmten Krafteinwirkung über das Arbeitsgerät auf den Geräteträger ein Schaltfinger zur Betätigung eines Kollisionsschutzschalters ausgelenkt wird, der das Stop-Signal zur Steuerung leitete Dadurch, daß die Kontaktteile des Arbeitsgerätes, vorzugsweise einer Punktschweißzange, so angeordnet sind? daß sie nicht in der Bewegungsrichtung der Pfanne liegen, spricht der Kolli« sionsschufcz in allen möglichen Bewegungsrichtungen des Industrieroboters an*

Damit aber eine für das genaue Positionieren unerläßliche Haltekraft garantiert und auch nach einer Auslenkung stets wieder die gleiche Ausgangslage erreicht wird, ist die Pfanne mit einer zentralen Bohrung versehen, in der der halbkugelförmig ausgebildete Bolzen·=»· kopf einrastete Erst nach dem Überschreiten einer Mindestkraft _$ die hauptsächlich bestimmt wird durch die Geometrie vom halbkugelförmigen Bolzenkopf, Pfanne und Federkraft der Druckfeder kann der halbkugelförmige Bolzenkopf ausgelenkt werden«*

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In den zugehörigen Zeichnungen zeigen ι

Figo 1 i einen teilweisen Schnitt durch die Einrich tung 2 ; eine Seitenansicht nach Pig» 1

Gemäß Fig_e 2 handelt es sich bei dem Arbeitsgerät 1 um eine Punktschweißzange, die mit ihrem Gelenkbolzen in der Gabel 2 aufgehängt ist_e Diese Gabel 2 bildet mit dem Kreuzstück 3 und der Aufnahmegabel 4 ein Kreuzgelenkj das Schwenkbewegungen um. die zwei zueinander senkrechten Achsen des Kreuzgelenkes erlaubte Zum Fixieren der Gabel 2 in ihrer Mittellage dient der an dem der Punktschweißzange 1 gegenüberliegenden Ende angebrachte halbkugelförmig ausgebildete Bolzenkopf 5, der in einer Pfanne 6 gelagert ist<> Diese Pfanne 6 ist in ein Gleitstück 7 eingesetzt, das in der Aufnahmebuchse der Aufnahmegabel 8 lauft und von der vorgespannten Druckfeder 9 in der Normallage gehalten wird* Der Schaltl'inger 10 drückt auf den über einen Winkel 11 mit

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der Aufnahmegabel verbundener! Kollisionsschutzschalter Ι2_β Die Aufnahinegabel ihrerseits ist über eine Zwischenplatte 13 aus nichtleitendem Material am Ausleger 14 des Industrieroboters befestigt,»

Beim Auslenken der Gabel 2 aus ihrer Mittellage, das durch das Kreuzgelenk möglich ist und dann erfolgt, wenn die Punktschweißzange 1 auf Widerstand stößt, also gegen Vorrichtungsteile, Schweißteile oder andere nicht im Bewegungsablauf berücksichtigte Hindernisse in beliebiger' Richtung gefahren wird, drückt der halbkugelförmig ausgebildete Bolzenkopf 5 über die Pfanne 6 das Gleitstück 7 gegen die Druckfeder 9« Überschreitet nun die bei einer Kollision vom Arbeitsgerät 1 die auf die Gabel 2 wirkende Kraft, die durch die geometrischen Verhältnisse und die Druckfeder 9 bestimmte Haltekraft, rastet der halbkugelforsiige Bolzenkopf 5 aus der Mittelbohrung der Pfanne 6 aus© Dabei bewegt sich das Gleitstück 7» so daß der Kollisionsschutzschalter 12 betätigt wird und den Industrieroboter stoppt, bevor Bauteile zerstört werden könnerie Auf Grund der Federkraft und der Geometrie, besonders des halbkugelförmigen Bolsenkopfes 5 un<3 Pfanne 6, springt nach dem Beseitigen des Hindernisses die Zangenaufnahaie in ihre Ausgangslage zurück«,

Claims

477 -«-

Erfindungsanspruch

1_β Einrichtung zum Kollisionsschutz für Industrieroboter und ähnlichen automatisch nach- einem Programm bewegter Arbeitsgeräte, insbesondere Punktschweißroboter, unter Verwendung eines die Arbeitsgeräte aufnehmenden Geräteträgers, wobei eine Kollision der vom Roboter geführten Arbeitsgeräte ralfc feststehenden Anlagenteilen wie Vorrichtungen, Schweißteile usw« ausgeschaltet ist,, gekennzeich-• net dadurch, daß das jeweilige Arbeitsgerät (1) an einem Gerätehalter befestigt ist₈ der in seiner Normallage mittels eines halbkugelförmig ausgebildeten Bolzenkopfes (5) von einer federnd gelagerten, nur senkrecht zu einem Kreuzstück (3) bewegbaren Pfanne (6) aufgenommen wird, derart, daß jede Auslenkung des Kreuzstückes (3) in eine geradlinige Bewegung der Pfanne (6) umgewandelt wird, wobei die Pfanne (6) in einem von einer vorgespannten Druckfeder (9) gehaltenen Gleitstück (7) so gelagert isfc_s daß ab einer bestimmten Kraffceinvdrkung über das Arbeitsgerät (1) auf den, Geräteträger ein Schaltfinger (10) zur Betätigung eines Kollisionsschutzschalters O2) ausgelenkt wird«
2* Einrichtimg zum Kollisionsschutz für Industrieroboter und ähnlichen automatisch nach einem Programm be~ wegter Arbeitsgeräte nach Punkt 1, gekennzeichnet da« durchj daß die Pfanne (6) eine Mittelbohrung aufweist, die zum Einrasten des halbkugslförmig ausgebildeten Bolzenkopfes (5) in, Normallage diente

- Hierzu ein Blatt Zeichnungen -