DD260889A1

DD260889A1 - Anordnung zum kollisionsschutz an industrierobotern

Info

Publication number: DD260889A1
Application number: DD30409287A
Authority: DD
Inventors: Gerald Geissler; Karsten Peper; Rainer Marsch; Manfred Paasch
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1988-10-12

Abstract

Zur Ausfuehrung manipulatorischer Vorgaenge mittels Industrierobotern, wie z. B. Schweissrobotern, Farbspritzrobotern, in deren Arbeitsbereich Kollisionen des Effektors mit der Peripherie u. ae. auftreten koennen ist, im Falle einer Kollision die Trennung des Effektors vom Handgelenk des Industrieroboters und gleichzeitig die Bereitstellung eines Signals zur Unterbrechung der Arbeitsaufgabe des Industrieroboters zu gewaehrleisten. Erfingungsgemaess ist der Effektor 10 mit elektrisch leitendem Ueberzug versehenen keramischen Sollbruchelementen 5 am Handgelenk 1 des Industrieroboters in an sich bekannter Weise derart angeordnet, dass diese bei Kollision im Arbeitsbereich als Sollbruchstelle fungieren und gleichzeitig mittels einer UND-Verknuepfung dieser Sollbruchstelle die Stromversorgung 9 unterbricht. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kollisionsschutz an Industrierobotern, insbesondere zur Ausführung manipulatorischer Vorgänge.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Es ist bekannt, zum Zwecke des Kollisionsschutzes Vorrichtungen einzusetzen (DE-OS 3310193), die nach einer definierten Deformation des zwischen Manipulator und Effektor (z. B. Schweißbrenner) befindlichen elastischen Elements einen elektrischen Schaltkontakt auslösen, durch den die Antriebe des Manipulators abgeschaltet und gebremst werden.

Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß der elektrische Schaltvorgang nicht unmittelbar bei Kollision erfolgt, sondern zunächst eine definierte Verformung des elastischen Elements vonstatten gehen muß. Der Bremsvorgang kann somit erst nach Verformung des elastischen Elements eingeleitet werden. Die mögliche Auslenkung des elastischen Elements, das den Effektor vor einer Zerstörung durch Kollision bewahrt, verminderte somit um den Wert des Weges, der zur Auslösung des elektrischen Schaltvorganges erforderlich ist. Wird der Wert des Weges der möglichen Auslenkung überschritten, kommt es zur bleibenden Lageveränderung des Effektors und somit wird eine Korrektur des gespeicherten Bewegungsprogrammes erforderlich oder der Effektor wird zerstört. Dieses elastische Element hat zwei gegenläufige Forderungen zu genügen. Einerseits muß es über eine solche Steife verfügen, daß infolge des Gewichts des Effektors und möglicher Versorgungsleitungen, z. B.

Schlauchpaket, der Effektor nicht unzulässig ausgelenkt wird.

Andererseits muß das elastische Element über eine Elastizität verfügen, daß der Effektor bei Kollision ohne bleibende Verformung ausgelenkt wird.

Weiterhin ist bekannt, zum Zwecke des Kollisionsschutzes Vorrichtungen einzusetzen, die derart wirken, daß der Effektor des Manipulators und peripherer Einrichtungen unterschiedliches Spannungspotential besitzen und ein durch Kollision erzeugtes elektrisches Signal zum Abschalten und Bremsen der Antriebsmotore verwendet wird und die Auslenkung des Effektors bei Kollision durch ein elastisches Element kompensiert wird.

Ebenfalls ist bekannt, daß ein solches Signal zur Trennung des Effektors vom Manipulator mittels Magnetkupplung verwendet

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, den Effektor eines Industrieroboters bei Kollision vor Zerstörung oder bleibender Lageänderung durch Deformation zu schützen.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, den Effektor bei Kollision durch Trennen vom Manipulator eines Industrieroboters zu schützen und durch geeignete Mittel den Effektor am Manipulator reproduzierbar anzukoppeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Effektor mittels keramischer Stäbe, welche mit leitendem Material beschichtet sind in bekannter Weise am Manipulator derart angeordnet ist, daß diese bei Kollision im Arbeitsbereich als Sollbruchstelle fungieren und gleichzeitig durch eine UNDverknüpfung dieser Sollbruchteile die Stromzufuhr unterbrechen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Figuren haben folgende Bedeutung:

- ί - £DU OO3

Fig. 1 Prinzipdarstellung eines MAG-Schweißroboters mit dazugehöriger Peripherie und dem Kollisionsschutz Fig.2 Darstellung des Kollisionsschutzes

Gemäß Fig. 1 ist zwischen dem Handgelenk 1 und der Schweißbrenneraufnahme 2 des MAG-Schweißroboters die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kollisionsschutz angeordnet. Im Falle einer Kollision wirken die mit elektrisch leitendem Überzug versehenen keramischen Elemente als Sollbruchelemente 5 und geben gleichzeitig über eine Auswerteeinheit 7 ein Signal an die Robotersteuerung 8, welches ein Stillstand des MAG-Schweißroboters durch Abschalten der Antriebe und Betätigen der Bremsen bewirkt. Das von der Auswerteeinheit 7 ausgehende Signal wird außerdem zur Unterbrechung der Stromversorgung 9 für das Schweißgerät genutzt. Eine Fangvorrichtung 6 verhindert das Herunterfallen und damit verbundene mögliche Deformationen des Effektors 10. Die Reproduzierbarkeit der Ankupplung des Effektors 10 ist durch eine eindeutige Lagefixierung der Sollbruchelemente 5 gewährleistet.

Nach Fig. 2 besteht der Kollisionsschutz im einzelnen aus elektrische nichtleitenden Aufnahmeteilen 3, elektrisch leitenden Befestigungselementen 4 und mit leitendem Überzug versehenden, aus keramischem Werkstoff bestehenden Sollbruchelementen 5, welche mittels einer U ND-Verknüpfung miteinander verbunden und Bestandteile des Steuerstromkreises sind, sowie aus einer Fangvorrichtung 6.

Claims

Anordnung zum Kollisionsschutz an Industrierobotern, um im Falle einer Kollision die Trennung eines Effektors vom Handgelenk des Industrieroboters und zeitgleich die Bereitstellung eines Signals zur Unterbrechung der Arbeitsaufgabe des Industrieroboters und des Schweißgerätes zu gewährleisten, gekennzeichnet dadurch, daß der Effektor (10) mit elektrisch leitendem Überzug versehenen keramischen Sollbruchelementen (5) am Handgelenk (1) des Industrieroboters in an sich bekannter Weise derart angeordnet ist, daß diese bei Kollision im Arbeitsbereich als Sollbruchsteile fungieren und gleichzeitig mittels einer UND-Verknüpfung dieser Sollbruchstelle die Stromversorgung (9) unterbricht.

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