DD223663A1

DD223663A1 - Verfahren zum steuern einstellbarer kraefte und kraftmomente mittels sensoreinheit

Info

Publication number: DD223663A1
Application number: DD25875583A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Gentzen; Fritz Haehle; Johannes Volmer
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Hochschul
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1985-06-19

Abstract

Die Erfindung "Verfahren zum Steuern einstellbarer Kraefte und Kraftmomente mittels Sensoreinheit" ist vorteilhaft beim automatisierten Fuegen von Werkstueckpaaren und Maschinenbaugruppen mit Industrierobotern anwendbar. Ziel und Aufgabe war es, beim Fuegevorgang auftretende Kraefte und Momente zu ueberwachen und zu begrenzen. Erfindungsgemaess wird das dadurch geloest, dass beim Erreichen bzw. Ueberschreiten mittels Luftdruck eingestellter Kraft- und Kraftmomentengroessen in der Sensoreinheit eine Ausweichbewegung zur Gewinnung von elektrischen oder optischen Signalen zur Grenzwertmeldung an die Steuerung genutzt wird.

Description

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befestigt sein. Kommt-es beim Auftreffen auf Hindernisse zum Überschreiten der von der Kolbenflache A und dem emstellbaren bzw programmierbaren Druck p_v definierten Vorspannkraft F_v, führt der Pneumatikkolben 2 erne Ausweichbewegung, durch^ Diese Ausweichbewegung kann entgegen der Wirkungsrichtung der Vorspannkraft F_v oder als Drehmoment M erfolgen. D.ese Ausweichbewegung führt zur Betätigung der Signalgeber 3 und hat das Stoppen der Antriebe zur Folge.

Claims

1. Verfahren'zum Steuern einstellbarer Kräfte und Kraftmomente mittels Sensoreinheit beim automatisierten Fügen von Werkstückpaaren mit Industrierobotern, Manipulatoren und Sondermaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Sensoreinheit beim Auftreffen auf Hindernisse eine zu überwachende, zu begrenzende Kraft (F_P) oder ein Drehmoment (M) nicht überschritten werden und eine Grenzwertüberschreitung signalisiert wird, indem ein über einen Druckluftanschluß (4) vorgespannter Pneumatikkolben (2) beim Überschreiten der von der Kolbenfläche (A) und dem einstellbaren bzw. programmierbaren Druck (p_v) abhängigen Vorspannkraft (Fv) eine Ausweichbewegung ausführt, die zur Betätigung von Signalgebern (3) genutzt wird. '

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Erfindungsansprüche:

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erweiterung der Einsatzbereiche die Druckluft nicht am Druckluftanschluß (4) sondern am Druckluftanschluß (5) oder an beiden Druckluftanschlüssen (4, 5) zugeführt wird, oder daß an keinen der beiden Anschlüsse (4, 5) Druckluft angelegt wird. '.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen und Begrenzen von einstellbaren Kräften und Momenten beim automatisierten Fügen von Werkstückpaaren mit Industrierobotern und Manipulatoren im Be- und Verarbeitungs- sowie Eiektromaschinenbau und im Gerätebau.

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Beim Fügen von Werkstückpaaren und Maschinenbaugruppen mit Industrierobotern und Manipulatoren sind Positionsfehler bei jedem Werkstückpaar in unterschiedlicher Art und Größe und verschieden große Fügespiele zwischen den Paaren der zu fügenden Teile vorhanden. Der Fügevorgang wird dadurch ermöglicht, daß gesteuerte oder ungesteuerte Fügemechanismen die Fehler in Grenzen ausgleichen.

Für das Fügen von Werkstückpaaren mit Fasen werden vorwiegend ungesteuerte Fügemechanismen verwendet. Bei größeren Positionsfehlern treffen die Werkstückpaare nicht im Fasenbereich aufeinander, und es kommt zwangsläufig zur Havarie, zur Zerstörung von Werkstücken, Werkzeugen, Greifern oder von Bauteilen des Industrieroboters. Gleicher Nachteil tritt bei zu großen Fügekräften durch zu geringes Fügespiel (Preßpassung) auf. Zur Vermeidung dieser Nachteile werden zur Überwachung der Kräfte und Momente Sensoren mit elastischen Gliedern eingesetzt, die den Istzustand der Werte dieser Größen erfassen und an eine Steuereinheit weiterleiten. In der Steuerung wird ein Vergleich mit vorgegebenen Werten durchgeführt und beim Erreichen dieser Werte werden die Antriebe des Industrieroboters oder Manipulators gestoppt. Der Nachteilist ein großer technischer Aufwand an elektronischen Baugruppen zur schnellen Signalverarbeitung und die Notwendigkeit des Abbremsens der Antriebe auf sehr kurzen Wegen, weil mit fortschreitender Bewegung die Kräfte oder Kraftmomente steil ansteigen. Auch beim Einsatz von gesteuerten Fügemechanismen besteht bei größeren Positionsabweichungen oder zu geringem Fügespiel die Gefahr der Havarie. Keilwellen und Zahnräderz. B. können aufgrund der im allgemeinen nicht genau definierten Lage der Werkstückpaare nur mit Hilfe sensorgesteuerter Bewegungen gefügt werden. Eine Sensoreinheit, mit dem Nachteil, daß zu überwachende Kräfte und Momente durch Federn fest vorgegeben werden, ist bekannt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, beim Auftreffen auf Hindernisse vorgegebene Kraft- und Momentengrößen oder Fügekräfte sowie Momente bei Suchbewegungen und beim Schrauben zu überwachen, für die Ansteuerung von Positionen zu benutzen sowie mit einstellbaren Kräften und Kraftmomenten Werkstückpäare ohne Zerstörungsrisiko zu fügen sowie das Fügen z.B. von Keilweilen und Zahnradpaarungen mit unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der Fügekräfte und -momente .mittels Industrierobotern und Manipulatoren zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dargestellten Mangel beim automatisierten Fügen von Werkstückpaaren mit Industrierobotern und Manipulatoren zu beseitigen und durch Einsatz einer Sensoreihheit ohne großen Steuerungsaufwand einen störungsfreien Arbeitsablauf zu sichern. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Erreichen bzw. überschreiten mittels Luftdruck eingestellter Kraft- und Kraftmomentengrößen in der Sensoreneinheit eine Ausweichbewegung einmal zur Verhinderung des Überschreitens der eingestellten Größen und zum anderen zur einfachen Gewinnung von elektrischen oder optischen Signalen zur Grenzwertmeldung genutzt wird. Der Vergleich zwischen vorgegebenen und tatsächlichen Kräften und Kraftmomentengrößen findet unmittelbar in der Sensoreinheit statt. Beim Erreichen der Grenzwerte bleiben die Kraft- und Kraftmomentengrößen noch über eine Wegstrecke annähernd konstant, so daß nach der Signalerzeugung zum Stoppen der Antriebe'ein größerer Bremsweg zulässig ist. Die Grenzwertüberschreitung wird signalisiert, indem ein über einen Druckluftanschluß vorgespannter Pneumatikkolben beim Überschreiten der von der Kolbenfläche und von einem durch einen Druckregler einstellbaren bzw. programmierbaren Druck abhängigen Vorspannkraft eine Ausweichbewegung entgegen der Wirkungsrichtung der Vorspannkraft ausführt. Diese Ausweichbewegung kann eine Translations- oder eine Rotationsbewegung sein. Die Bewegung führt zur Betätigung von Signalgebern. Die Druckluftzufuhr kann an jedem der zwei Anschlüsse, oder an beiden gleichzeitig erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die Sensoreinheit.

In einem Gehäuse 1 ist ein Pneumatikkolben 2 angeordnet. Über Druckluftanschlüsse 4 und 5 ist das Gehäuse 1 mit einer Druckluftzufuhr verbunden. An der Innenfläche des Gehäuses sind Signalgeber 3 angebracht. Eine Verschlußplatte 6 ist lösbar mit dem Gehäuse 1 verbunden.

Über den Druckluftanschluß 4 bzw. 5 wird in dem Gehäuse 1 eine Vorspannkraft F_v erzeugt, die auf eine Kolbenfläche A wirkt.

Ist innerhalb des Gehäuses 1 ein einstellbarer bzw. programmierbarer Druck p_v erreicht, wird dieser konstant gehalten. An dem Pneumatikkolben 2 können unterschiedliche Greifereinheiten von Industrierobotern, Manipulatoren und Sondermaschinen