WO2024251629A1 - Handhabungsvorrichtung für einen handhabungsroboter und zugehöriges betriebsverfahren - Google Patents

Handhabungsvorrichtung für einen handhabungsroboter und zugehöriges betriebsverfahren Download PDF

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WO2024251629A1
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WO
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rotation
axis
handling device
handling
rotary joint
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Jonas Weidmann
Detlev Hannig
Frank PIECHULLA
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Duerr Systems AG
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Duerr Systems AG
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • B25J19/063—Safety devices working only upon contact with an outside object
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0292—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work devices for holding several workpieces to be sprayed in a spaced relationship, e.g. vehicle doors spacers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019—End effectors other than grippers

Definitions

  • the invention relates to a handling device for mounting on a handling robot, in particular for opening a hood (e.g. engine hood or trunk lid) of a motor vehicle body to be painted in a painting system by the handling robot. Furthermore, the invention relates to a corresponding operating method for such a handling device.
  • a handling device for mounting on a handling robot, in particular for opening a hood (e.g. engine hood or trunk lid) of a motor vehicle body to be painted in a painting system by the handling robot.
  • a hood e.g. engine hood or trunk lid
  • the motor vehicle bodies to be painted are usually conveyed through the painting system by a linear conveyor along a painting line and painted in a painting booth by a painting robot.
  • This also requires interior painting, i.e. painting in the interior of the motor vehicle body and in particular inside the engine compartment and the trunk.
  • interior painting it is necessary to open the trunk lid or bonnet so that the painting robot can enter the trunk or engine compartment and paint the interior surfaces there.
  • the bonnet or trunk lid is usually opened by handling robots that guide a handling device to open the bonnet or trunk lid.
  • Figure 1 shows a known example of such a handling device 1, which can be mounted on a multi-axis robot hand axis 2 of the handling robot, wherein the robot hand axis 2 has several hand axis parts 3, 4, 5, which are rotatable relative to each other and therefore enable a highly mobile guidance of the handling device 1.
  • the handling device 1 has a mounting flange 6 for mounting on the robot hand axis 2, which is mounted on a mounting flange 7 of the robot hand axis 2.
  • the handling device 1 has an elongated arm 8 which has a gripping hook 9 at its end.
  • the handling device 1 in this known embodiment does not allow any evasive movement. This limits the use of the handling device 1 to painting systems in which the motor vehicle bodies are conveyed through the painting system in stop-and-go operation, since a relatively precise positioning of the handling device 1 relative to the stationary motor vehicle bodies is then possible.
  • FIG. 2 shows a further example of a known handling device 1, this example partially corresponding to the known example described above according to Figure 1, so that in order to avoid repetition, reference is made to the above description, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • a special feature of the handling device 1 in this example is that the handling device 1 enables an evasive movement about a rotation axis Al.
  • the handling device 1 has a cylinder body 10 which carries the arm 8 and can be rotated about the rotation axis Al relative to the mounting flange 6 of the handling device 1. Due to the possibility of an evasive movement about the rotation axis Al, the handling device 1 according to this example is also suitable for so-called line tracking operation.
  • the handling device 1 requires precise positioning above the opening hood (e.g. trunk lid or engine hood), whereby the rotation axis Al of the handling device must be aligned at right angles to the conveying direction of the motor vehicle body, i.e. at right angles to the longitudinal axis of the motor vehicle body. This limits the working range of the handling robot.
  • the opening hood e.g. trunk lid or engine hood
  • the invention is therefore based on the object of creating a correspondingly improved handling device for a handling robot. Furthermore, the invention is based on the object of specifying an associated operating method.
  • the handling device according to the invention has, in accordance with the prior art described at the outset, a robot-side mounting flange with which the handling device can be mounted on a handling robot that has a corresponding mounting flange.
  • Such handling robots are known per se from the prior art and therefore do not need to be described in more detail.
  • the handling device in accordance with the prior art described at the outset, has a tool holder for receiving a handling tool, such as a hook-shaped gripper.
  • a handling tool such as a hook-shaped gripper.
  • the handling tool e.g. gripper
  • the handling tool is detachably mounted in the tool holder.
  • the handling device also comprises a first rotary joint in accordance with the prior art described at the beginning, wherein the first rotary joint enables a rotary evasive movement of the tool holder relative to the robot-side mounting flange around a first rotational axis in the event of a collision of the handling device with a spatial boundary (e.g. conveyor, cabin wall) or with a component to be handled (e.g. motor vehicle body).
  • a spatial boundary e.g. conveyor, cabin wall
  • a component to be handled e.g. motor vehicle body
  • the handling device according to the invention is distinguished from the prior art in that a second rotary joint is additionally provided for part detection in order to detect contact between the handling device and a component to be handled (e.g. motor vehicle body).
  • the second rotary joint enables a rotary evasive movement of the tool holder relative to the robot-side mounting flange of the handling device, specifically about a second axis of rotation.
  • the handling device according to the invention therefore enables two different evasive movements, namely a first evasive movement for collision detection and a second evasive movement for part detection.
  • the handling device according to the invention preferably has a first angle of rotation sensor for detecting a first angle of rotation of the first rotary joint about the first axis of rotation when a collision is detected. Furthermore, the handling device according to the invention preferably has a second angle of rotation sensor for detecting a second angle of rotation of the second rotary joint about the second axis of rotation when parts are detected.
  • the two angle of rotation sensors therefore enable reliable part detection and collision detection.
  • the handling device according to the invention preferably contains a first angle limiter for physically limiting the rotary evasive movement of the first rotary joint about the first axis of rotation during collision detection.
  • the handling device according to the invention preferably also contains a second angle limiter for physically limiting the rotary evasive movement of the second rotary joint about the second axis of rotation during part detection. It should be mentioned here that the two angle limiters work physically and thus form stops for the respective evasive movement.
  • the handling device preferably contains a first spring mechanism for generating a first restoring moment (torque) about the first axis of rotation on the first rotary joint during collision detection, wherein the first restoring moment counteracts the rotary evasive movement of the first rotary joint during collision detection.
  • the handling device according to the invention preferably also contains a second spring mechanism for generating a second restoring moment about the second axis of rotation on the second rotary joint during part detection, wherein the second restoring moment counteracts the rotary evasive movement of the second rotary joint during part detection counteracted.
  • the two spring mechanisms therefore cause the handling device to automatically return to its starting position both when parts are detected and when a collision is detected.
  • the above-mentioned first angle limiter for collision detection preferably limits the first angle of rotation about the first axis of rotation to a first angle range of at most ⁇ 45°, ⁇ 30° or ⁇ 20°.
  • the above-mentioned second angle limiter for part detection preferably limits the second angle of rotation about the second axis of rotation to a second angle range of at most ⁇ 15°, ⁇ 10°, ⁇ 5° or ⁇ 2.
  • the angle range for part detection limited by the second angle limiter is therefore preferably smaller than the first angle range limited by the first angle limiter for collision detection.
  • the handling device according to the invention is therefore preferably designed such that no damage can occur within the entire first angular range permitted by the first angle limiter.
  • the first spring mechanism for the Collision detection is therefore preferably designed such that in a partial area of the limited first angular range for collision detection, a restoring torque is generated that is greater than the opening torque required to open the hood.
  • the restoring torque generated by the second spring mechanism for part detection is preferably smaller than the opening torque required to open the hood within the entire limited second angular range for part detection.
  • the two rotation axes are preferably aligned parallel to one another.
  • the second rotary joint for part detection in the handling device is preferably arranged distally, while the first rotary joint for collision detection in the handling device is preferably arranged proximally.
  • a lever arm is preferably arranged between the first rotary joint for collision detection and the second rotary joint for part detection.
  • the robot hand axes of handling robots enable highly mobile guidance of the handling device.
  • rotation of the handling device about a distal rotation axis is also possible.
  • the lever arm of the handling device is preferably aligned with its longitudinal axis essentially in alignment with the distal rotation axis of the robot hand axis.
  • the handling tool which preferably runs with its longitudinal axis essentially in alignment with the distal rotation axis of the robot hand axis.
  • the handling device preferably has a first spring mechanism which generates a restoring moment when a collision is detected.
  • This first spring mechanism preferably has a motion converter which converts the collision-related rotational evasive movement about the first axis of rotation into a corresponding axial movement parallel to the first axis of rotation.
  • the first spring mechanism for collision detection then acts in the axial direction parallel to the first axis of rotation against the axial movement generated by the motion converter.
  • the motion converter mentioned above preferably comprises two disks (e.g. circular disks), which are preferably arranged parallel to each other.
  • the first disk is connected in a rotationally fixed manner to the lever arm of the handling device and thus rotates at a collision-related sufficient rotational movement of the lever arm around the first axis of rotation.
  • the second disk on the other hand, cannot be rotated in the handling device, but can be moved axially parallel to the first axis of rotation.
  • the two disks each have a transmission contour on their mutually facing end faces, whereby the transmission contours of the two disks slide on one another during operation and convert a rotational movement of the two disks relative to one another into an axial movement of the two disks relative to one another.
  • the second disk therefore carries out an axial evasive movement, whereby the first spring mechanism counteracts this axial evasive movement of the second disk.
  • the first spring mechanism can have several (e.g. six) coil springs that press on the second disk in an axial direction parallel to the first axis of rotation and press the second disk against the first disk.
  • the coil springs can be supported on a stationary disk that serves as a counter bearing for the coil springs.
  • the coil springs are preferably distributed over the circumference of the disks, in particular equidistantly, with the disks preferably being circular.
  • the first rotary joint for collision detection enables a non-destructive evasive movement of a tool tip of the handling tool, wherein the non-destructive evasive movement preferably comprises at least 20 mm, 50 mm, 70 mm or 100 mm compared to its force-free starting position.
  • the first spring mechanism for collision detection preferably has a significantly steeper spring characteristic than the second spring mechanism for part detection and thus generates a larger restoring moment about the first axis of rotation at a certain angle of rotation.
  • the first spring mechanism for collision detection is therefore preferably significantly harder than the second spring mechanism for part detection.
  • the handling device preferably only releases the rotary evasive movement at the first rotary joint about the first axis of rotation when the second angle limiter limits the rotary evasive movement at the second rotary joint about the second axis of rotation.
  • the rotary evasive movement for collision detection therefore preferably only begins when the rotary evasive movement is limited to its stop during part detection.
  • the handling tool is preferably curved in a hook-like manner in a tool plane and has a hook at its distal end in order to grip the component to be handled (e.g. engine hood, trunk lid), as is also the case in the prior art.
  • the two axes of rotation of the handling device according to the invention are preferably aligned at right angles to this tool plane.
  • the handling device according to the invention has been described above as an individual component. However, the invention also claims protection for a complete handling robot with such a handling device.
  • the invention also claims protection for a corresponding operating method for such a handling device, wherein the individual method steps of the operating method according to the invention already result from the above description of the handling device according to the invention and therefore do not need to be described separately.
  • the handling device according to the invention is preferably used in the so-called line-tracking operation, in which the motor vehicle bodies to be painted are continuously conveyed through the coating system, i.e. without a standstill during processing.
  • the handling device according to the invention makes it possible to open the hoods (e.g. bonnet or trunk lid) of the motor vehicle bodies during the ongoing movement. This is made possible by the first swivel joint, which allows an evasive movement in the event of a collision.
  • the handling device for opening the hoods is preferably aligned parallel to the coating line in a top view and is aligned obliquely downwards in a side view.
  • the handling device according to the invention allows incorrect positioning along the painting line of at least 20 mm, 50 mm, 70 mm or even 100 mm without this leading to damage to the handling device or the motor vehicle body to be coated.
  • Figure 1 shows a perspective view of the conventional handling device described above.
  • Figure 2 shows a perspective view of the conventional handling device also already described at the beginning.
  • Figure 3 shows a perspective view of the handling device according to the invention on a robot hand axis.
  • Figure 4 shows a perspective view of the handling device according to the invention from Figure 3 without the robot hand axis.
  • Figure 5 shows a plan view of the handling device according to the invention according to Figures 3 and 4.
  • Figure 6 shows a perspective view of the handling device according to the invention on the robot hand axis with an additionally mounted cover.
  • Figure 7 shows a characteristic diagram with an angle-dependent torque characteristic of the handling device according to the invention.
  • Figure 8 shows a schematic representation of the handling device according to the invention when opening a trunk lid of a motor vehicle body.
  • FIG. 1 The embodiment of a handling device 1 according to the invention shown in Figures 3 to 6 is now described below.
  • the handling device 1 according to the invention partially corresponds to the examples of conventional handling devices 1 described at the beginning and shown in Figures 1 and 2, so that in order to avoid repetition, reference is made to the above description, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • an angle plate 11 is screwed to the robot-side mounting flange 6 of the handling device 1, which is aligned at right angles to the plate-shaped mounting flange 6 and contains the rotary joint which enables rotation of the arm 8 about the rotation axis Al when a collision is detected.
  • the angle plate 11 carries an angle limiter 12, which limits the collision-related rotational evasive movement of the arm 8 about the rotation axis Al to an angular range of approximately ⁇ 17°.
  • the angle limiter 12 thus forms a physical stop in both directions of the rotational evasive movement of the arm 8 about the rotation axis Al.
  • the angle plate 11 carries a rotation angle sensor 13 for measuring the angle of rotation of the arm 8 about the rotation axis Al during a collision-related evasive movement.
  • the handling device 1 contains a motion converter which, when a collision is detected, converts the rotary evasive movement of the arm 8 about the rotation axis Al into an axial movement parallel to the rotation axis Al.
  • the motion converter comprises two circular disks 14, 15 which are aligned parallel to one another.
  • the circular disk 14 is connected to the arm 8 in a rotationally fixed manner and therefore follows the rotary evasive movement of the arm 8 about the rotation axis Al.
  • the circular disk 15, on the other hand cannot be rotated in the handling device 1, but can be moved axially along the rotation axis Al.
  • the two circular disks 14, 15 each have a transmission contour on their mutually facing end faces, with the transmission contours of the two circular disks 14, 15 sliding on one another during operation.
  • a rotation of the arm 8 about the rotation axis Al leads to a corresponding rotation of the circular disk 14 about the rotation axis Al.
  • This rotary motion of the circular disk 14 is converted into an axial motion of the circular disk 15 parallel to the rotation axis Al due to the mutually sliding transfer contours of the two circular disks 14, 15.
  • the motion converter described above thus converts the rotary evasive motion of the arm 8 about the rotation axis Al into a corresponding axial motion of the circular disk 15.
  • the handling device 1 comprises a spring mechanism which counteracts the axial movement of the circular disk 15 described above and exerts a corresponding restoring moment on the arm 8.
  • This spring mechanism comprises six helical springs 16, which are supported on the one hand on a stationary circular disk 17 serving as a counter bearing, and on the other hand, press against the circular disk 15 parallel to the rotation axis Al.
  • the coil springs 16 thus counteract the axial movement of the circular disk 15 parallel to the rotation axis Al and thus generate a corresponding restoring moment, which acts on the arm 8, via the transfer contours of the two circular disks 14, 15 sliding on one another.
  • the arm 8 has a pivotable end piece 18 which can be pivoted about a rotation axis A2 relative to the arm 8 and thus forms a second pivot joint.
  • This pivot joint is used for part detection in order to detect a contact between the handling device 1 and the hood to be opened (e.g. trunk lid or engine hood).
  • the gripping hook 9 has a mounting flange 20 and is detachably mounted with its mounting flange 20 on the pivotable end piece 18 of the arm 8 of the handling device 1.
  • the gripping hook 9 is curved in a tool plane 21 (see Figure 5), wherein the tool plane 21 is aligned at right angles to the two rotation axes A1 and A2.
  • Figure 6 shows the handling device 1 additionally with a cover 22.
  • the characteristic diagram shows the torque M acting on the handling device 1 as a function of the angle of rotation a. It should be mentioned here that the handling device 1 actually carries out two different rotary evasive movements, namely a first rotary evasive movement during collision detection and a second rotary evasive movement during part detection. In the characteristic diagram, however, the two evasive movements are combined as a single evasive movement.
  • the characteristic curve diagram shows a first characteristic curve section 23 for part detection and a second characteristic curve section 24 for collision detection.
  • the characteristic diagram shows a torque MZERST ⁇ R at which damage to the handling device 1 or the vehicle body to be painted occurs. It should be noted here that the torque MZERST ⁇ R is not reached during operation and therefore lies outside characteristic curve sections 23, 24.
  • the characteristic diagram shows a torque MKOLLISION that occurs during a collision.
  • the torque MKOLLISION lies within the characteristic curve section 24, but outside the characteristic curve section 23 for parts detection.
  • the characteristic diagram shows a torque MDETEKTION that first occurs when there is contact between the handling device 1 and the vehicle body and is used for part detection.
  • the torque M DETECTION lies within the characteristic curve section 23.
  • FIG 8 shows a schematic representation of a painting system according to the invention, in which a motor vehicle body 25 to be painted is conveyed on a transport carriage 26 ("skid") by a linear conveyor 27 through the painting system.
  • the drawing shows the handling device 1 when opening a trunk lid 28 of the motor vehicle body 25.
  • the representation of the handling device 1 with solid lines shows the positioning of the handling device 1 during part detection, i.e. at the beginning of contact between the gripping hook 9 of the handling device 1 and the trunk lid 28.
  • the representation of the handling device 1 with a dotted line shows a mispositioning SFEHL of the handling device 1 along the linear conveyor 27.
  • the Arm 8 performs a rotary evasive movement that prevents damage to the handling device 1 and the trunk lid 28.
  • the drawing now shows the maximum possible incorrect positioning S F EHL of the handling device 1 along the linear conveyor 27.
  • the handling device 1 is oriented obliquely downwards in the side view shown. In a plan view (not shown), however, it would be clear that the handling device 1 is positioned centrally above the motor vehicle body 25.
  • the invention offers, among others, the following advantages.
  • the handling device can be positioned above the tool attack point on the hood to be opened (e.g. bonnet or trunk lid) and can be aligned at an angle downwards.
  • the handling device can be displaced relative to the vehicle body by 100 mm along the conveying direction without damaging the handling device or the vehicle body.
  • the handling device resets itself after an evasive movement caused by a collision, so that in the event of a collision no employee has to enter the paint booth to manually reset the handling device. This reduces the length of downtime after a collision and no employee has to enter the paint booth.
  • MZERST ⁇ R torque that leads to destruction Torque that occurs during a collision Torque that occurs during part detection
  • Torque required to open the hood e.g. bonnet or trunk lid

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung (1) zur Montage an einem Handhabungsroboter zum Öffnen einer Haube einer zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserie in einer Lackieranlage durch den Handhabungsroboter. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung (1) umfasst einen roboterseitigen Montageflansch (6) zur Montage der Handhabungsvorrichtung (1) an dem Handhabungsroboter und eine Werkzeugaufnahme (18) zur Aufnahme eines Handhabungswerkzeugs (9) sowie ein erstes Drehgelenk zur Kollisionserkennung, wobei das erste Drehgelenk bei einer Kollision der Handhabungsvorrichtung (1) eine rotatorische Ausweichbewegung der Werkzeugaufnahme (18) relativ zu dem roboterseitigen Montageflansch (6) um eine erste Rotationsachse (A1) ermöglicht. Die Erfindung sieht zusätzlich ein zweites Drehgelenk zur Teiledetektion vor, um einen Berührungskontakt mit einem zu handhabenden Bauteil zu detektieren, wobei das zweite Drehgelenk eine rotatorische Ausweichbewegung der Werkzeugaufnahme (18) relativ zu dem roboterseitigen Montageflansch (6) um eine zweite Rotationsachse (A2) ermöglicht. Weiterhin umfasst die Erfindung ein zugehöriges Betriebsverfahren.

Description

BESCHREIBUNG
Handhabungsvorrichtung für einen Handhabungsroboter und zugehöriges Betriebsverfahren
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zur Montage an einem Handhabungsroboter, insbesondere zum Öffnen einer Haube (z.B. Motorhaube oder Kofferraumdeckel) einer zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserie in einer Lackieranlage durch den Handhabungsroboter. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Betriebsverfahren für eine solche Handhabungsvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzugkarosserien werden die zu lackierenden Kraftfahrzugkarosserien üblicherweise von einem Linearförderer entlang einer Lackierstraße durch die Lackieranlage gefördert und in einer Lackierkabine von einem Lackierroboter lackiert. Hierbei ist auch eine Innenlackierung erforderlich, d.h. eine Lackierung in den Innenräumen der Kraftfahrzeugkarosserie und insbesondere innerhalb des Motorraums und des Kofferraums. Für eine solche Innenlackierung ist es erforderlich, den Kofferraumdeckel bzw. die Motorhaube zu öffnen, damit der Lackierroboter in den Kofferraum bzw. in den Motorraum eindringen kann und die dortigen Innenflächen lackieren kann. Das Öffnen der Motorhaube bzw. des Kofferraumdeckels erfolgt üblicherweise durch Handhabungsroboter, die eine Handhabungsvorrichtung zum Öffnen der Motorhaube bzw. des Kofferraumdeckels führen.
Figur 1 zeigt ein bekanntes Beispiel einer solchen Handhabungsvorrichtung 1, die an einer mehrachsigen Roboterhandachse 2 des Handhabungsroboters montiert werden kann, wobei die Roboterhandachse 2 mehrere Handachsenteile 3, 4, 5 aufweist, die relativ zueinander drehbar sind und deshalb eine hochbewegliche Führung der Handhabungsvorrichtung 1 ermöglichen. Die Handhabungsvorrichtung 1 weist zur Montage an der Roboterhandachse 2 einen Montageflansch 6 auf, der an einem Montageflansch 7 der Roboterhandachse 2 montiert ist. Zum Öffnen einer Haube (z.B. Kofferraumdeckel oder Motorhaube) einer Kraftfahrzeugkarosserie weist die Handhabungs- Vorrichtung 1 einen langgestreckten Arm 8 auf, der an seinem Ende einen Greifhaken 9 trägt. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Handhabungsvorrichtung 1 in diesem bekannten Ausführungsbeispiel keine Ausweichbewegung ermöglicht. Dies beschränkt den Einsatz der Handhabungsvorrichtung 1 auf Lackieranlagen, bei denen die Kraftfahrzugkarosserien im Stop-and-go-Betrieb durch die Lackieranlage gefördert werden, da dann eine relativ genaue Positionierung der Handhabungsvorrichtung 1 relativ zu den stillstehenden Kraftfahrzeugkarosserien möglich ist. Es gibt jedoch auch Lackieranlagen, bei denen die zu lackierenden Kraftfahrzugkarosserien im sogenannten Line-Tra- cking-Betrieb durch die Lackieranlage gefördert werden. Dies bedeutet, dass sich die zu lackierenden Kraftfahrzugkarosserien kontinuierlich durch die Lackieranlage bewegen, so dass die Hauben (z.B. Motorhaube oder Kofferraumdeckel) auch während der Bewegung der Kraftfahrzugkarosserien geöffnet werden müssen. Dieser sogenannte Line-Tracking-Betrieb stellt jedoch größere Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit der Handhabungsvorrichtung 1, so dass es im Betrieb zu Kollisionen kommen kann, die die Handhabungsvorrichtung 1 beschädigen könnten, weil diese keine Ausweichbewegung erlaubt. Nachteilig an der bekannten Handhabungsvorrichtung 1 ist also die fehlende Eignung für den Line-Tracking-Betrieb.
Figur 2 zeigt ein weiteres Beispiel einer bekannten Handhabungsvorrichtung 1, wobei dieses Beispiel teilweise mit dem vorstehend beschriebenen bekannten Beispiel gemäß Figur 1 übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Eine Besonderheit der Handhabungsvorrichtung 1 besteht in diesem Beispiel darin, dass die Handhabungsvorrichtung 1 eine Ausweichbewegung um eine Rotationsachse Al ermöglicht. Hierzu weist die Handhabungsvorrichtung 1 einen Zylinderkörper 10 auf, der den Arm 8 trägt und relativ zu dem Montageflansch 6 der Handhabungsvorrichtung 1 um die Rotationsachse Al drehbar ist. Durch die Möglichkeit einer Ausweichbewegung um die Rotationsachse Al eignet sich die Handhabungsvorrichtung 1 gemäß diesem Beispiel auch für den sogenannten Line-Tracking-Betrieb. Allerdings erfordert die Handhabungsvorrichtung 1 hierbei eine genaue Positionierung oberhalb der öffnenden Haube (z.B. Kofferraumdeckel oder Motorhaube), wobei die Rotationsachse Al der Handhabungsvorrichtung rechtwinklig zur Förderrichtung der Kraftfahrzeugkarosserie ausgerichtet sein muss, d.h. rechtwinklig zur Längsachse der Kraftfahrzeugkarosserie. Damit ist der Arbeitsbereich des Handhabungsroboters eingeschränkt.
Die beiden vorstehend beschriebenen Beispiele für eine Handhabungsvorrichtung sind also noch nicht vollständig befriedigend. Zum allgemeinen technischen Hintergrund der Erfindung ist auch hinzuweisen auf „robolink Katalog 2014" (https://www.igus.de/contentData/wpck/pdf/global/DE_robolink_2014_s.pdf), DE 10 2015 107 394 Al, DE 10 2010 052 418 Al, DE 10 2018 105 041 Al und DE 10 2021 118 180 Al.
Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend verbesserte Handhabungsvorrichtung für einen Handhabungsroboter zu schaffen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zugehöriges Betriebsverfahren anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung bzw. ein entsprechendes Betriebsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung weist zunächst in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen Stand der Technik einen roboterseitigen Montageflansch auf, mit dem die Handhabungsvorrichtung an einem Handhabungsroboter montiert werden kann, der einen entsprechenden Montageflansch aufweist. Derartige Handhabungsroboter sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb nicht näher beschrieben werden.
Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen Stand der Technik eine Werkzeugaufnahme auf, um ein Handhabungswerkzeug aufzunehmen, wie beispielsweise einen hakenförmigen Greifer. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Handhabungswerkzeug (z.B. Greifer) lösbar in der Werkzeugaufnahme montiert. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass das Handhabungswerkzeug einstückig an der Werkzeugaufnahme angeformt ist oder nicht lösbar in der Werkzeugaufnahme montiert ist.
Weiterhin umfasst auch die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen Stand der Technik ein erstes Drehgelenk, wobei das erste Drehgelenk bei einer Kollision der Handhabungsvorrichtung mit einer Raumbegrenzung (z.B. Förderer, Kabinenwand) oder mit einem zu handhabenden Bauteil (z.B. Kraftfahrzeugkarosserie) eine rotatorische Ausweichbewegung der Werkzeugaufnahme relativ zu dem roboterseitigen Montageflansch ermöglicht und zwar um eine erste Rotationsachse. Diese Ausweichbewegung ermöglicht - wie bereits eingangs zum Stand der Technik erwähnt - vorzugsweise eine Anwendung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung bei dem sogenannten Line-Tracking-Betrieb. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung zeichnet sich nun gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, dass zusätzlich ein zweites Drehgelenk zur Teiledetektion vorgesehen ist, um einen Berührungskontakt der Handhabungsvorrichtung mit einem zu handhabenden Bauteil (z.B. Kraftfahrzeugkarosserie) zu detektieren. Das zweite Drehgelenk ermöglicht hierbei eine rotatorische Ausweichbewegung der Werkzeugaufnahme relativ zu dem roboterseitigen Montageflansch der Handhabungsvorrichtung und zwar um eine zweite Rotationsachse. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung ermöglicht also zwei verschiedene Ausweichbewegungen, nämlich eine erste Ausweichbewegung zur Kollisionserkennung und eine zweite Ausweichbewegung zur Teiledetektion.
Darüber hinaus verfügt die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung vorzugsweise über einen ersten Drehwinkelsensor zur Detektion eines ersten Verdrehwinkels des ersten Drehgelenks um die erste Rotationsachse bei einer Kollisionserkennung. Ferner verfügt die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung vorzugsweise über einen zweiten Drehwinkelsensor zur Detektion eines zweiten Verdrehwinkels des zweiten Drehgelenks um die zweite Rotationsachse bei der Teiledetektion. Die beiden Drehwinkelsensoren ermöglichen also zuverlässig eine Teiledetektion und eine Kollisionserkennung.
Ferner enthält die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung vorzugsweise einen ersten Winkelbegrenzer zur physischen Begrenzung der rotatorischen Ausweichbewegung des ersten Drehgelenks um die erste Rotationsachse bei der Kollisionserkennung. Darüber hinaus enthält die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung vorzugsweise auch einen zweiten Winkelbegrenzer zur physischen Begrenzung der rotatorischen Ausweichbewegung des zweiten Drehgelenks um die zweite Rotationsachse bei der Teiledetektion. Hierbei ist zu erwähnen, dass die beiden Winkelbegrenzer physisch arbeiten und somit Anschläge für die jeweilige Ausweichbewegung bilden.
Darüber hinaus enthält die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung vorzugsweise einen ersten Federmechanismus zur Erzeugung eines ersten Rückstellmoments (Drehmoment) um die erste Rotationsachse an dem ersten Drehgelenk bei der Kollisionserkennung, wobei das erste Rückstellmoment der rotatorischen Ausweichbewegung des ersten Drehgelenks bei der Kollisionserkennung entgegengewirkt. Ferner enthält die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung vorzugsweise auch einen zweiten Federmechanismus zur Erzeugung eines zweiten Rückstellmoments um die zweite Rotationsachse an dem zweiten Drehgelenk bei der Teiledetektion, wobei das zweite Rückstellmoment der rotatorischen Ausweichbewegung des zweiten Drehgelenks bei der Teiledetektion entgegengewirkt. Die beiden Federmechanismen bewirken also sowohl bei einer Teiledetektion als auch bei einer Kollisionserkennung eine automatische Rückstellung der Handhabungsvorrichtung in ihre Ausgangsstellung. Es ist deshalb auch im Falle einer Kollision der Handhabungsvorrichtung nicht erforderlich, dass ein Mitarbeiter die Lackierkabine betritt und die Handhabungsvorrichtung manuell in ihre Ausgangsstellung zurücksetzt. Damit kann bei einer Kollision die erforderliche Dauer des Stillstands der Lackieranlage reduziert werden und die Lackierkabine muss nicht von einem Mitarbeiter betreten werden.
Der vorstehend genannte erste Winkelbegrenzer für die Kollisionserkennung begrenzt den ersten Verdrehwinkel um die erste Rotationsachse vorzugsweise auf einen ersten Winkelbereich von höchstens ±45°, ±30° oder ±20°. Der vorstehend genannte zweite Winkelbegrenzer für die Teiledetektion begrenzt dagegen den zweiten Verdrehwinkel um die zweite Rotationsachse vorzugsweise auf einen zweiten Winkelbereich von höchstens ±15°, ±10°, ±5° oder ±2. Der von dem zweiten Winkelbegrenzer begrenzte Winkelbereich für die Teiledetektion ist also vorzugsweise kleiner als der von dem ersten Winkelbegrenzer für die Kollisionserkennung begrenzte erste Winkelbereich.
Hierbei ist auch zu bemerken, dass bei der kollisionsbedingten rotatorischen Ausweichbewegung des ersten Drehgelenks um die erste Rotationsachse innerhalb des begrenzten ersten Winkelbereichs keine Kräfte entstehen, die zu einer Beschädigung der Handhabungsvorrichtung oder der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie führen. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung ist also vorzugsweise so ausgelegt, dass innerhalb des gesamten ersten Winkelbereichs, der von dem ersten Winkelbegrenzer erlaubt wird, keine Beschädigung auftreten kann.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass bei der rotatorischen Ausweichbewegung des zweiten Drehgelenks um die zweite Rotationsachse innerhalb des von dem zweiten Winkelbegrenzer begrenzten zweiten Winkelbereichs bei der Teiledetektion ebenfalls keine Kräfte entstehen, die zu einer Beschädigung der Handhabungsvorrichtung oder der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie führen. Die bei der Teiledetektion auftretenden Kräfte bzw. Drehmomente sind also so gering, dass keine Beschädigung der Handhabungsvorrichtung oder der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie auftritt.
Beim Öffnen der Haube (z.B. Motorhaube oder Kofferraumdeckel) der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie ist in der Praxis ein bestimmtes minimales Öffnung-Drehmoment erforderlich, das die Handhabungsvorrichtung auf das Handhabungswerkzeug ausüben muss, damit die Haube (z.B. Kofferraumdeckel oder Motorhaube) geöffnet werden kann. Der erste Federmechanismus für die Kollisionserkennung ist deshalb vorzugsweise so ausgelegt, dass in einem Teilbereich des begrenzten ersten Winkelbereichs für die Kollisionserkennung ein Rückstellmoment erzeugt wird, das größer ist als das zum Öffnen der Haube erforderliche Öffnungs-Drehmoment. Das von dem zweiten Federmechanismus für die Teiledetektion erzeugte Rückstellmoment ist dagegen vorzugsweise innerhalb des gesamten begrenzten zweiten Winkelbereich für die Teiledetektion kleiner als das zum Öffnen der Haube erforderliche Öffnungs-Drehmoment.
Allgemein ist zu erwähnen, dass die beiden Rotationsachsen vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Darüber hinaus ist allgemein zu erwähnen, dass das zweite Drehgelenk für die Teiledetektion in der Handhabungsvorrichtung vorzugsweise distal angeordnet ist, während das erste Drehgelenk für die Kollisionserkennung in der Handhabungsvorrichtung vorzugsweise proximal angeordnet ist. Ferner ist allgemein zu erwähnen, dass zwischen dem ersten Drehgelenk für die Kollisionserkennung und dem zweiten Drehgelenk für die Teiledetektion vorzugsweise ein Hebelarm angeordnet ist.
Es wurde eingangs bereits erwähnt, dass die Roboterhandachsen von Handhabungsrobotern eine hochbewegliche Führung der Handhabungsvorrichtung ermöglichen. Beispielsweise ist hierbei auch eine Drehung der Handhabungsvorrichtung um eine distale Rotationsachse möglich. Der Hebelarm der Handhabungsvorrichtung ist hierbei vorzugsweise mit seiner Längsachse im Wesentlichen fluchtend zu der distalen Rotationsachse der Roboterhandachse ausgerichtet. Das gleiche gilt vorzugsweise auch für das Handhabungswerkzeug, das mit seiner Längsachse vorzugsweise im Wesentlichen fluchtend zu der distalen Rotationsachse der Roboterhandachse verläuft.
Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass die Handhabungsvorrichtung vorzugsweise einen ersten Federmechanismus aufweist, der bei einer Kollisionserkennung ein Rückstellmoment erzeugt. Dieser erste Federmechanismus weist vorzugsweise einen Bewegungswandler auf, der die kollisionsbedingte rotatorische Ausweichbewegung um die erste Rotationsachse in eine entsprechende Axialbewegung parallel zu der ersten Rotationsachse umwandelt. Der erste Federmechanismus für die Kollisionserkennung wirkt dann in axialer Richtung parallel zu der ersten Rotationsachse gegen die von dem Bewegungswandler erzeugte Axialbewegung.
Der vorstehend angesprochene Bewegungswandler umfasst vorzugsweise zwei Scheiben (z.B. Kreisscheiben), die vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind. Die erste Scheibe ist hierbei drehfest mit dem Hebelarm der Handhabungsvorrichtung verbunden und dreht sich somit bei einer kollisionsbedingten rotatorische ausreichende Bewegung des Hebelarms um die erste Rotationsachse. Die zweite Scheibe ist dagegen in der Handhabungsvorrichtung nicht drehbar, aber parallel zu der ersten Rotationsachse axial verschiebbar. Die beiden Scheiben weisen an ihren einander zugewandten Stirnflächen jeweils eine Übertragungskontur auf, wobei die Übertragungskonturen der beiden Scheiben im Betrieb aufeinander gleiten und eine Drehbewegung der beiden Scheiben relativ zueinander in eine Axialbewegung der beiden Scheiben relativ zueinander umwandeln. Bei einer kollisionsbedingten Ausweichbewegung führt die zweite Scheibe also eine axiale Ausweichbewegung aus, wobei der erste Federmechanismus dieser axialen Ausweichbewegung der zweiten Scheibe entgegengewirkt.
Hierzu kann der erste Federmechanismus mehrere (z.B. sechs) Schraubenfedern aufweisen, die in axialer Richtung parallel zu der ersten Rotationsachse auf die zweite Scheibe drücken und die zweite Scheibe gegen die erste Scheibe drücken. Hierzu können sich die Schraubenfedern an einer ortsfesten Scheibe abstützen, die als Gegenlager für die Schraubenfedern dient. Vorzugsweise sind die Schraubenfedern hierbei über den Umfang der Scheiben verteilt, insbesondere äquidistant, wobei die Scheiben vorzugsweise kreisförmig sind.
Allgemein ist auch zu erwähnen, dass das erste Drehgelenk für die Kollisionserkennung eine zerstörungsfreie Ausweichbewegung einer Werkzeugspitze des Handhabungswerkzeugs ermöglicht, wobei die die zerstörungsfreie Ausweichbewegung vorzugsweise mindestens 20 mm, 50 mm, 70 mm oder 100 mm gegenüber ihrer kräftefreien Ausgangsposition umfasst.
Ferner ist auch zu erwähnen, dass der erste Federmechanismus für die Kollisionserkennung vorzugsweise eine wesentlich steilere Federkennlinie hat als der zweite Federmechanismus für die Teiledetektion und somit bei einem bestimmten Drehwinkel ein größeres Rückstellmoment um die erste Rotationsachse erzeugt. Der erste Federmechanismus für die Kollisionserkennung ist also vorzugsweise wesentlich härter als der zweite Federmechanismus für die Teiledetektion.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Handhabungsvorrichtung die rotatorische Ausweichbewegung an dem ersten Drehgelenk um die erste Rotationsachse vorzugsweise erst dann freigibt, wenn der zweite Winkelbegrenzer die rotatorische Ausweichbewegung an dem zweiten Drehgelenk um die zweite Rotationsachse begrenzt. Die rotatorische Ausweichbewegung für die Kollisionserkennung setzt also vorzugsweise erst dann ein, wenn die rotatorische Ausweichbewegung bei der Teiledetektion an ihrem Anschlag begrenzt wird. Bei der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung ist das Handhabungswerkzeug vorzugsweise in einer Werkzeugebene hakenförmig gekrümmt und weist an seinem distalen Ende einen Haken auf, um das zu handhabende Bauteil (z.B. Motorhaube, Kofferraumdeckel) zu greifen, wie es auch beim Stand der Technik der Fall ist. Die beiden Rotationsachsen der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung sind hierbei vorzugsweise rechtwinklig zu dieser Werkzeugebene ausgerichtet.
Vorstehend wurde die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung als einzelnes Bauteil beschrieben. Die Erfindung beansprucht jedoch auch Schutz für einen kompletten Handhabungsroboter mit einer solchen Handhabungsvorrichtung.
Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für ein entsprechendes Betriebsverfahren für eine solche Handhabungsvorrichtung, wobei sich die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens bereits aus der vorstehenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung ergeben und deshalb nicht separat beschrieben werden müssen.
Vorzugsweise erfolgt der Einsatz der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung jedoch in dem sogenannten Line-Tracking-Betrieb, in dem die zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserien kontinuierlich durch die Beschichtungsanlage gefördert werden, d.h. ohne einen Stillstand während der Bearbeitung. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung ermöglicht es hierbei, die Hauben (z.B. Motorhaube oder Kofferraumdeckel) der Kraftfahrzugkarosserien während der laufenden Bewegung zu öffnen. Dies wird durch das erste Drehgelenk ermöglicht, das eine Ausweichbewegung bei einer Kollision erlaubt.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Handhabungsvorrichtung zum Öffnen der Hauben in einer Aufsicht vorzugweise parallel zu der Beschichtungsstraße ausgerichtet wird und in einer Seitenansicht schräg nach unten ausgerichtet ist.
Darüber hinaus ist noch zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung eine Fehlpositionierung entlang der Lackierstraße von mindestens 20 mm, 50 mm, 70 mm oder sogar 100 mm erlaubt, ohne dass dies zu einer Beschädigung der Handhabungsvorrichtung oder der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie führt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Perspektivansicht der eingangs beschriebenen herkömmlichen Handhabungsvorrichtung.
Figur 2 zeigt eine Perspektivansicht der ebenfalls bereits eingangs beschriebenen herkömmlichen Handhabungsvorrichtung.
Figur 3 zeigt eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung an einer Roboterhandachse.
Figur 4 zeigt eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung aus Figur 3 ohne die Roboterhandachse.
Figur 5 zeigt eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung gemäß den Figuren 3 und 4.
Figur 6 zeigt eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung an der Roboterhandachse mit einer zusätzlich montierten Abdeckung.
Figur 7 zeigt ein Kennliniendiagramm mit einer winkelabhängigen Drehmomentkennlinie der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung.
Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung beim Öffnen eines Kofferraumdeckels einer Kraftfahrzeugkarosserie.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird nun das in den Figuren 3 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung 1 beschrieben. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung 1 stimmt teilweise mit den eingangs beschriebenen und in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beispielen für herkömmliche Handhabungsvorrichtungen 1 überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Bei der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung 1 ist an dem roboterseitigen Montageflansch 6 der Handhabungsvorrichtung 1 eine Winkelplatte 11 angeschraubt, die rechtwinklig zu dem plattenförmigen Montageflansch 6 ausgerichtet ist und das Drehgelenk enthält, das bei der Kollisionserkennung eine Drehung des Arms 8 um die Rotationsachse Al ermöglicht.
Darüber hinaus trägt die Winkelplatte 11 einen Winkelbegrenzer 12, der die kollisionsbedingte rotatorische Ausweichbewegung des Arms 8 um die Rotationsachse Al auf einen Winkelbereich von ca. ±17° begrenzt. Der Winkelbegrenzer 12 bildet hierbei also in beiden Richtungen der rotatorischen Ausweichbewegung des Arms 8 um die Rotationsachse Al einen physischen Anschlag.
Weiterhin trägt die Winkelplatte 11 einen Drehwinkelsensor 13 zur Messung des Drehwinkels des Arms 8 um die Rotationsachse Al bei einer kollisionsbedingten Ausweichbewegung.
Darüber hinaus enthält die Handhabungsvorrichtung 1 einen Bewegungswandler, der bei der Kollisionserkennung die rotatorische Ausweichbewegung des Arms 8 um die Rotationsachse Al in eine Axialbewegung parallel zu der Rotationsachse Al umwandelt. Der Bewegungswandler umfasst zwei Kreisscheiben 14, 15, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Kreisscheibe 14 ist hierbei drehfest mit dem Arm 8 verbunden und folgt deshalb der rotatorische Ausweichbewegung des Arms 8 um die Rotationsachse Al. Die Kreisscheibe 15 ist dagegen in der Handhabungsvorrichtung 1 nicht drehbar, aber entlang der Rotationsachse Al axial verschiebbar. Die beiden Kreisscheiben 14, 15 weisen an ihren einander zugewandten Stirnseiten jeweils eine Übertragungskontur auf, wobei die Übertragungskonturen der beiden Kreisscheiben 14, 15 im Betrieb aufeinander gleiten. Eine Drehung des Arms 8 um die Rotationsachse Al führt hierbei zu einer entsprechenden Drehung der Kreisscheibe 14 um die Rotationsachse Al. Diese Drehbewegung der Kreisscheibe 14 wird aufgrund der aufeinander gleitenden Übertragungskonturen der beiden Kreisscheiben 14, 15 umgewandelt in eine Axialbewegung der Kreisscheibe 15 parallel zu der Rotationsachse Al. Der vorstehend beschriebene Bewegungswandler wandelt also die rotatorische Ausweichbewegung des Arms 8 um die Rotationsachse Al in eine entsprechende Axialbewegung der Kreisscheibe 15 um.
Ferner umfasst die Handhabungsvorrichtung 1 einen Federmechanismus, der der vorstehend beschriebenen Axialbewegung der Kreisscheibe 15 entgegenwirkt und ein entsprechendes Rückstellmoment auf den Arm 8 ausübt. Dieser Federmechanismus umfasst sechs Schraubenfedern 16, die sich einerseits an einer ortsfesten und als Gegenlager dienenden Kreisscheibe 17 abstützen, und andererseits parallel zu der Rotationsachse Al gegen die Kreisscheibe 15 drücken. Die Schraubenfedern 16 wirken also der Axialbewegung der Kreisscheibe 15 parallel zu der Rotationsachse Al entgegen und erzeugen somit über die aufeinander gleitenden Übertragungskonturen der beiden Kreisscheiben 14, 15 ein entsprechendes Rückstellmoment, das auf den Arm 8 wirkt.
An seinem distalen Ende weist der Arm 8 ein schwenkbares Endstück 18 auf, das um eine Rotationsachse A2 relativ zu dem Arm 8 schwenkbar ist und somit ein zweites Drehgelenk bildet. Dieses Drehgelenk dient zur Teiledetektion, um einen Berührungskontakt zwischen der Handhabungsvorrichtung 1 und der zu öffnenden Haube (z.B. Kofferraumdeckel oder Motorhaube) zu erkennen.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die rotatorische Ausweichbewegung des schwenkbaren Endstücks 18 um die Rotationsachse A2 ebenfalls von einem Drehwinkelsensor detektiert wird, der jedoch in der Zeichnung nicht erkennbar ist.
Weiterhin ist zu bemerken, dass auch die rotatorische Ausweichbewegung des schwenkbaren Endstücks 18 um die Rotationsachse A2 durch einen Winkelbegrenzer 19 begrenzt wird, der hier nur schematisch dargestellt ist und durch die Spaltmaße des Spalts zwischen dem schwenkbaren Endstücks 18 und dem Rest des Arms 8 realisiert wird.
Aus den Zeichnungen ist weiterhin ersichtlich, dass der Greifhaken 9 einen Montageflansch 20 aufweist und mit seinem Montageflansch 20 lösbar an dem schwenkbaren Endstücks 18 des Arms 8 der Handhabungsvorrichtung 1 montiert ist. Der Greifhaken 9 ist hierbei in einer Werkzeugebene 21 (siehe Figur 5) gekrümmt, wobei die Werkzeugebene 21 rechtwinklig zu den beiden Rotationsachse Al und A2 ausgerichtet ist.
Figur 6 zeigt die Handhabungsvorrichtung 1 zusätzlich mit einer Abdeckung 22.
Im Folgenden wird nun das Kennliniendiagramm gemäß Figur 7 beschrieben. So zeigt das Kennliniendiagramm das auf die Handhabungsvorrichtung 1 wirkende Drehmoment M in Abhängigkeit von dem Drehwinkel a. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Handhabungsvorrichtung 1 eigentlich zwei verschiedene rotatorische Ausweichbewegungen ausführt, nämlich eine erste rotatorische Ausweichbewegung bei der Kollisionserkennung und eine zweite rotatorische Ausweichbewegung bei der Teiledetektion. In dem Kennliniendiagramm sind die beiden Ausweichbewegungen jedoch als eine einzige Ausweichbewegung zusammengefasst. Das Kennliniendiagramm zeigt einen ersten Kennlinienabschnitt 23 für die Teiledetektion und einen zweiten Kennlinienabschnitt 24 für die Kollisionserkennung. Der Kennlinienabschnitt 23 für die Teiledetektion umfasst relativ kleine Drehwinkel im Bereich von a=0 bis a=a2MAx und entsprechend kleine Drehmomente von M=0 bis M=M 2MAX- Der Kennlinienabschnitt 24 für die Kollisionserkennung umfasst dagegen relativ große Drehwinkel von a=a2MAx bis a=alMAx und entsprechend große Drehmomente von M=M 2MAX bis M=M 1MAX.
Weiterhin zeigt das Kennliniendiagramm ein Drehmoment MZERSTÖR, bei dem eine Beschädigung der Handhabungsvorrichtung 1 oder der zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserie auftritt. Hierbei ist zu erwähnen, dass das Drehmoment MZERSTÖR im Betrieb nicht erreicht wird und deshalb außerhalb Kennlinienabschnitte 23, 24 liegt.
Darüber hinaus zeigt das Kennliniendiagramm ein Drehmoment MKOLLISION, das bei einer Kollision auftritt. Das Drehmoment MKOLLISION liegt hierbei innerhalb des Kennlinienabschnitts 24, aber außerhalb des Kennlinienabschnitts 23 für die Teiledetektion.
Ferner zeigt das Kennliniendiagramm ein Drehmoment MDETEKTION, das bei einem Berührungskontakt zwischen der Handhabungsvorrichtung 1 und der Kraftfahrzeugkarosserie erstmals auftritt und zur Teiledetektion dient. Das Drehmoment M DETEKTION liegt hierbei innerhalb des Kennlinienabschnitts 23.
Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lackieranlage, bei der eine zu lackierende Kraftfahrzeugkarosserie 25 auf einem Transportschlitten 26 („Skid") von einem Linearförderer 27 durch die Lackieranlage gefördert wird.
Darüber hinaus zeigt die Zeichnung die Handhabungsvorrichtung 1 beim Öffnen eines Kofferraumdeckels 28 der Kraftfahrzeugkarosserie 25.
Die Darstellung der Handhabungsvorrichtung 1 mit durchgezogenen Linien zeigt hierbei die Positionierung der Handhabungsvorrichtung 1 bei der Teiledetektion, d.h. beim beginnenden Berührungskontakt zwischen dem Greifhaken 9 der Handhabungsvorrichtung 1 und dem Kofferraumdeckel 28.
Die Darstellung der Handhabungsvorrichtung 1 mit einer gepunkteten Linie zeigt dagegen eine Fehlpositionierung SFEHL der Handhabungsvorrichtung 1 entlang dem Linearförderer 27. Dabei führt der Arm 8 eine rotatorische Ausweichbewegung aus, die eine Beschädigung der Handhabungsvorrichtung 1 und des Kofferraumdeckels 28 verhindert. In der Zeichnung ist nun die maximal mögliche Fehlpositionierung SFEHL der Handhabungsvorrichtung 1 entlang dem Linearförderer 27 dargestellt. Die maximale Fehlpositionierung SFEHL ohne eine Beschädigung beträgt hierbei ungefähr SFEHL=100 mm.
Weiterhin ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass die Handhabungsvorrichtung 1 in der dargestellten Seitenansicht schräg nach unten ausgerichtet ist. In einer nicht dargestellten Aufsicht wäre dagegen ersichtlich, dass die Handhabungsvorrichtung 1 mittig über der Kraftfahrzeugkarosserie 25 positioniert wird.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung bietet unter anderem die folgenden Vorteile.
• Die Handhabungsvorrichtung kann oberhalb des Werkzeugangriffspunkts an der zu öffnenden Haube (z.B. Motorhaube oder Kofferraumdeckel) positioniert werden und dabei schräg nach unten ausgerichtet sein.
• Bei einer Kollision kann eine relative Verschiebung der Handhabungsvorrichtung relativ zu der Kraftfahrzeugkarosserie um 100 mm entlang der Förderrichtung erfolgen, ohne dass die Handhabungsvorrichtung oder die Kraftfahrzeugkarosserie beschädigt werden.
• Die Handhabungsvorrichtung stellt sich nach einer kollisionsbedingten Ausweichbewegung selbstständig zurück, so dass bei einer Kollision kein Mitarbeiter die Lackierkabine betreten muss, um die Handhabungsvorrichtung manuell zurückzustellen. Dadurch wird die Dauer eines Stillstands nach einer Kollision reduziert und kein Mitarbeiter muss die Lackierkabine betreten. Bezugszeichenliste
1 Handhabungsvorrichtung
2 Roboterhandachse
3 Handachsenteil
4 Handachsenteil
5 Handachsenteil
6 Roboterseitiger Montageflansch der Handhabungsvorrichtung
7 Werkzeugseitiger Montageflansch der Roboterhandachse
8 Arm der Handhabungsvorrichtung
9 Greifhaken der Handhabungsvorrichtung
10 Zylinderkörper
11 Winkelplatte an dem Montageflansch der Handhabungsvorrichtung
12 Winkelbegrenzer zur Begrenzung des Drehwinkels um die erste Rotationsachse Al
13 Drehwinkelsensor zur Messung des Drehwinkels um die erste Rotationsachse Al
14 Drehbare Kreisscheibe des Bewegungswandlers
15 Axial verschiebbare Kreisscheibe des Bewegungswandlers
16 Schraubenfedern
17 Ortsfeste Kreisscheibe als Gegenlager für die Schraubenfedern
18 Schwenkbares Endstück des Arms der Handhabungsvorrichtung (Werkzeugaufnahme)
19 Winkelbegrenzer zur Begrenzung des Drehwinkels um die zweite Rotationsachse A2
20 Montageflansch des Greifhakens
21 Werkzeugebene des Greifhakens
22 Abdeckung für die Handhabungsvorrichtung
23 Kennlinienabschnitt für Teiledetektion
24 Kennlinienabschnitt für Kollisionserkennung
25 Kraftfahrzeugkarosserie
26 Transportschlitten („Skid") für die Kraftfahrzeugkarosserie
27 Linearförderer
28 Kofferraumdeckel der Kraftfahrzeugkarosserie
A2 Rotationsachse der Handhabungsvorrichtung zur Ermöglichung einer Teiledetektion
Al Rotationsachse der Handhabungsvorrichtung zur Ermöglichung einer Ausweichbewegung bei einer Kollision
M Drehmoment, das auf die Handhabungsvorrichtung wirkt
MZERSTÖR Drehmoment, das zur Zerstörung führt Drehmoment, das bei einer Kollision auftritt Drehmoment, das bei einer Teiledetektion auftritt
Drehmoment, das zum Öffnen der Haube (z.B. Motorhaube oder Kofferraumdeckel) er- forderlich ist maximales Drehmoment bis zum Erreichen des maximalen Drehwinkels des zweiten Dreh- gelenks für die Teiledetektion maximales Drehmoment bis zum Erreichen des maximalen Drehwinkels des ersten Drehgelenks für die Kollisionserkennung
Fehlpositionierung der Handhabungsvorrichtung maximaler Drehwinkel des ersten Drehgelenks für die Kollisionserkennung maximaler Drehwinkel des ersten zweiten für die Teiledetektion
Kombinierter Drehwinkel der beiden Drehgelenke

Claims

ANSPRÜCHE
1. Handhabungsvorrichtung (1) zur Montage an einem Handhabungsroboter, insbesondere zum Öffnen einer Haube (28) einer zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserie (25) in einer Lackieranlage durch den Handhabungsroboter, mit a) einem roboterseitigen Montageflansch (6) zur Montage der Handhabungsvorrichtung (1) an dem Handhabungsroboter, insbesondere an einem entsprechenden Montageflansch (7) einer Roboterhandachse (2) des Handhabungsroboters, b) einer werkzeugseitigen Werkzeugaufnahme (18) zur Aufnahme eines Handhabungswerkzeugs (9), insbesondere eines hakenförmigen Greifers (9), und c) einem ersten Drehgelenk zur Kollisionserkennung, wobei das erste Drehgelenk bei einer Kollision der Handhabungsvorrichtung (1) mit einer Raumbegrenzung oder mit einem zu handhabenden Bauteil (25) eine rotatorische Ausweichbewegung der Werkzeugaufnahme (18) relativ zu dem roboterseitigen Montageflansch (6) um eine erste Rotationsachse (Al) ermöglicht, gekennzeichnet durch d) ein zweites Drehgelenk zur Teiledetektion, um einen Berührungskontakt mit einem zu handhabenden Bauteil (25) zu detektieren, wobei das zweite Drehgelenk eine rotatorische Ausweichbewegung der Werkzeugaufnahme (18) relativ zu dem roboterseitigen Montageflansch (6) um eine zweite Rotationsachse (A2) ermöglicht.
2. Handhabungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch a) einen ersten Drehwinkelsensor (13) zur Detektion eines ersten Verdrehwinkels des ersten Drehgelenks um die erste Rotationsachse (Al) bei der Kollisionserkennung, und/oder b) einen zweiten Drehwinkelsensor zur Detektion eines zweiten Verdrehwinkels des zweiten Drehgelenks um die zweite Rotationsachse (A2) bei der Teiledetektion, und/oder c) einen ersten Winkelbegrenzer (12) zur physischen Begrenzung der rotatorischen Ausweichbewegung des ersten Drehgelenks um die erste Rotationsachse (Al) bei der Kollisionserkennung, und/oder d) einen zweiten Winkelbegrenzer (19) zur physischen Begrenzung der rotatorischen Ausweichbewegung des zweiten Drehgelenks um die zweite Rotationsachse (A2) bei der Teiledetektion, und/oder e) einen ersten Federmechanismus (14-17) zur Erzeugung eines ersten Rückstellmoments um die erste Rotationsachse (Al) an dem ersten Drehgelenk bei der Kollisionserkennung, wobei das erste Rückstellmoment der rotatorischen Ausweichbewegung des ersten Drehgelenks bei der Kollisionserkennung entgegenwirkt, und/oder f) einen zweiten Federmechanismus zur Erzeugung eines zweiten Rückstellmoments um die zweite Rotationsachse (A2) an dem zweiten Drehgelenk bei der Teiledetektion, wobei das zweite Rückstellmoment der rotatorischen Ausweichbewegung des zweiten Drehgelenks bei der Teiledetektion entgegenwirkt.
3. Handhabungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, a) dass der erste Winkelbegrenzer (12) den ersten Verdrehwinkel um die erste Rotationsachse (Al) auf einen ersten Winkelbereich von höchstens ±45°, ±30° oder ±20° begrenzt, und/oder b) dass der zweite Winkelbegrenzer (19) den zweiten Verdrehwinkel um die zweite Rotationsachse (A2) auf einen zweiten Winkelbereich von höchstens ±15°, ±10°, ±5° oder ±2° begrenzt, und/oder c) dass der von dem zweiten Winkelbegrenzer (19) begrenzte zweite Winkelbereich für die Teiledetektion kleiner ist als der von dem ersten Winkelbegrenzer (12) begrenzte erste Winkelbereich für die Kollisionserkennung, und/oder d) dass bei der kollisionsbedingten rotatorischen Ausweichbewegung des ersten Drehgelenks um die erste Rotationsachse (Al) innerhalb des ersten Winkelbereichs keine Kräfte entstehen, die zu einer Beschädigung der Handhabungsvorrichtung (1) oder der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie (25) führen, und/oder e) dass bei der rotatorischen Ausweichbewegung des zweiten Drehgelenks um die zweite Rotationsachse innerhalb des zweiten Winkelbereichs bei der Teiledetektion keine Kräfte entstehen, die zu einer Beschädigung der Handhabungsvorrichtung (1) oder der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie (25) führen.
4. Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass zum Öffnen der Haube (28) der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie (25) ein bestimmtes minimales Öffnungs-Drehmoment ( MÖFFNUNG) erforderlich ist, das die Handhabungsvorrichtung (1) auf das Handhabungswerkzeug ausüben muss, und b) dass das von dem ersten Federmechanismus (14-17) in einem Teilbereich des begrenzten ersten Winkelbereichs für die Kollisionserkennung erzeugte maximale Rückstellmoment größer ist als das zum Öffnen der Haube (28) erforderliche Öffnungs-Drehmoment ( MÖFF- NUNG), und/oder c) dass das von dem zweiten Federmechanismus innerhalb des begrenzten zweiten Winkelbereichs für die Teiledetektion erzeugte maximale Rückstellmoment kleiner ist als das zum Öffnen der Haube (28) erforderliche Öffnungs-Drehmoment ( MÖFFNUNG).
5. Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die erste Rotationsachse (Al) parallel zu der zweiten Rotationsachse (A2) ausgerichtet ist, und/oder b) dass das zweite Drehgelenk in der Handhabungsvorrichtung (1) distal angeordnet ist, während das erste Drehgelenk in der Handhabungsvorrichtung (1) proximal angeordnet ist, und/oder c) dass zwischen dem ersten Drehgelenk und dem zweiten Drehgelenk ein Hebelarm (8) angeordnet ist.
6. Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Roboterhandachse (2) des Handhabungsroboters an dem roboterseitigen Montageflansch eine Drehung der Handhabungsvorrichtung (1) um eine distale Rotationsachse ermöglicht, b) dass der Hebelarm (8) mit seiner Längsachse im Wesentlichen fluchtend zu der distalen Rotationsachse der Roboterhandachse (2) verläuft, und/oder c) dass das Handhabungswerkzeug (9) mit seiner Längsachse im Wesentlichen fluchtend zu der distalen Rotationsachse der Roboterhandachse (2) verläuft.
7. Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass der erste Federmechanismus (14-17) für die Kollisionserkennung einen Bewegungswandler aufweist, der die kollisionsbedingte rotatorische Ausweichbewegung um die erste Rotationsachse (Al) in eine entsprechende Axialbewegung parallel zu der ersten Rotationsachse (Al) umwandelt, und b) dass der erste Federmechanismus (14-17) für die Kollisionserkennung in axialer Richtung parallel zu der ersten Rotationsachse (Al) gegen die von dem Bewegungswandler erzeugte Axialbewegung wirkt und somit über den Bewegungswandler das Rückstellmoment erzeugt, das um die erste Rotationsachse (Al) wirkt.
8. Handhabungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, a) dass der Bewegungswandler eine erste Scheibe (14) und eine zweite Scheibe (15) aufweist, b) dass die erste Scheibe (14) und die zweite Scheibe (15) parallel zueinander angeordnet sind, c) dass die erste Scheibe (14) drehfest mit dem Hebelarm (8) verbunden ist und sich bei einer kollisionsbedingten rotatorischen Ausweichbewegung des Hebelarms (8) um die erste Rotationsachse (Al) mitdreht, d) dass die zweite Scheibe (15) in der Handhabungsvorrichtung (1) nicht drehbar, aber parallel zu der ersten Rotationsachse (Al) axial verschiebbar ist, und e) dass die beiden Scheiben (14, 15) an ihren einander zugewandten Stirnflächen Übertragungskonturen aufweisen, die im Betrieb aufeinander gleiten und eine Drehbewegung der ersten Scheibe (14) um die erste Rotationsachse (Al) in eine Axialbewegung der zweiten Scheibe (15) parallel zu der ersten Rotationsachse (Al) umwandeln und umgekehrt und dadurch das Rückstellmoment erzeugen.
9. Handhabungsvorrichtung (1), nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, a) dass der erste Federmechanismus (14-17) mehrere Schraubenfedern (6) aufweist, insbesondere sechs Schraubenfedern (6), die in axialer Richtung parallel zu der ersten Rotationsachse (Al) auf die zweite Scheibe (15) drücken und die zweite Scheibe (15) gegen die erste Scheibe (14) drücken, und/oder b) dass die Schraubenfedern (6) über den Umfang der zweiten Schreibe (15) verteilt sind, insbesondere äquidistant, und/oder c) dass die erste Scheibe (14) und/oder die zweite Scheibe (15) kreisförmig ist.
10. Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehgelenk für die Kollisionserkennung eine zerstörungsfreie Ausweichbewegung (SFEHL) einer Werkzeugspitze des Handhabungswerkzeugs von mindestens 20 mm,
50 mm, 70 mm oder 100 mm gegenüber ihrer kräftefreien Ausgangsposition erlaubt.
11. Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der erste Federmechanismus (14-17) für die Kollisionserkennung eine wesentlich steilere Federkennlinie hat als der zweite Federmechanismus für die Teiledetektion und somit bei einem bestimmten Drehwinkel ein größeres Rückstellmoment um die erste Rotationsachse (Al) erzeugt, und/oder b) dass die Handhabungsvorrichtung (1) die rotatorische Ausweichbewegung an dem ersten Drehgelenk um die erste Rotationsachse (Al) erst freigibt, wenn der zweite Winkelbegrenzer (19) die rotatorische Ausweichbewegung an dem zweiten Drehgelenk um die zweite Rotationsachse (A2) begrenzt.
12. Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Handhabungswerkzeug (9) in einer Werkzeugebene (21) hakenförmig gekrümmt ist und an seinem distalen Ende einen Haken (9) aufweist, um das zu handhabende Bauteil (25) zu greifen, b) dass die erste Rotationsachse (Al) rechtwinklig zu der Werkzeugebene (21) ausgerichtet ist, und/oder c) dass die zweite Rotationsachse (A2) rechtwinklig zu der Werkzeugebene (21) ausgerichtet ist.
13. Handhabungsroboter, insbesondere Haubenöffner-Roboter, mit einer mehrachsigen Roboterhandachse (2) und einer an der Roboterhandachse (2) montierten Handhabungsvorrichtung (1) zum Handhaben einer zu öffnenden Haube (28) einer Kraftfahrzeugkarosserie (25), dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
14. Betriebsverfahren für eine Beschichtungsanlage zur Beschichtung von Kraftfahrzeugkarosserien (25), insbesondere für eine Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien, mit den folgenden Schritten: a) Fördern der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserien (25) entlang einer Beschichtungsstraße durch die Beschichtungsanlage, und b) Öffnen von Hauben (28) der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserien mittels eines Handhabungsroboters, der eine Handhabungsvorrichtung (1) zum Öffnen der Hauben (289 führt, dadurch gekennzeichnet, c) dass die Handhabungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
15. Betriebsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass die zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserien (25) im Line-Tracking-Betrieb entlang der Beschichtungsstraße durch die Beschichtungsanlage gefördert werden, und b) dass bei den sich im Line-Tracking-Betrieb bewegenden Kraftfahrzeugkarosserien (25) die Hauben (28) während der Bewegung der Kraftfahrzeugkarosserien (25) von dem Handhabungsroboter geöffnet werden.
16. Betriebsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Handhabungsvorrichtung (1) zum Öffnen der Hauben (28) in einer Aufsicht parallel zu der Beschichtungsstraße ausgerichtet wird, und/oder b) dass die Handhabungsvorrichtung (1) zum Öffnen der Hauben (28) in einer Seitenansicht schräg nach unten ausgerichtet wird.
17. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (1) eine Fehlpositionierung (SFEHL) der Handhabungsvorrichtung (1) relativ zu der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie (25) entlang der Lackierstraße toleriert, ohne dass die Fehlpositionierung (SFEHL) ZU einer kollisionsbedingten Beschädigung der Handha- bungsvorrichtung (1) oder der zu beschichtenden Kraftfahrzeugkarosserie (25) führt, wobei die mögliche Fehlpositionierung (SFEHL) entlang der Lackierstraße mindestens 20 mm, 50 mm, 70 mm oder 100 mm beträgt.
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS571693A (en) * 1980-06-03 1982-01-06 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Safety device for wrist section of industrial robot
US4498414A (en) * 1981-11-30 1985-02-12 Mazda Motor Corporation Vehicle body painting robot
US5954446A (en) * 1997-04-11 1999-09-21 Ireland; Randy L. Breakaway tool coupler for robot arm
US20040175227A1 (en) * 2001-07-03 2004-09-09 Heinz-Martin Munch Toolholder for coupling a tool to a handling device
DE102010052418A1 (de) 2009-11-30 2011-06-30 GM Global Technology Operations LLC, ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ), Mich. Kraftbegrenzungseinrichtung und Verfahren
CN104646882A (zh) * 2015-01-30 2015-05-27 李世强 焊接机器人防碰撞焊枪座
DE102015107394A1 (de) 2015-05-12 2016-11-17 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Effektor, Vorrichtung und Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen
CN109352192A (zh) * 2018-11-12 2019-02-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统
DE102018105041A1 (de) 2018-03-06 2019-09-12 Dürr Systems Ag Schwenkeinheit für einen Handhabungsroboter und zugehöriges Verfahren
US20220111525A1 (en) * 2020-10-08 2022-04-14 Robert Bosch Gmbh Handling Appliance Having an Adaptive Collision Protection System
DE102021118180A1 (de) 2021-07-14 2023-01-19 Dürr Systems Ag Handhabungsvorrichtung zum Handhaben eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS571693A (en) * 1980-06-03 1982-01-06 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Safety device for wrist section of industrial robot
US4498414A (en) * 1981-11-30 1985-02-12 Mazda Motor Corporation Vehicle body painting robot
US5954446A (en) * 1997-04-11 1999-09-21 Ireland; Randy L. Breakaway tool coupler for robot arm
US20040175227A1 (en) * 2001-07-03 2004-09-09 Heinz-Martin Munch Toolholder for coupling a tool to a handling device
DE102010052418A1 (de) 2009-11-30 2011-06-30 GM Global Technology Operations LLC, ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ), Mich. Kraftbegrenzungseinrichtung und Verfahren
US20150114165A1 (en) * 2009-11-30 2015-04-30 Universite Laval Force limiting device and method
CN104646882A (zh) * 2015-01-30 2015-05-27 李世强 焊接机器人防碰撞焊枪座
DE102015107394A1 (de) 2015-05-12 2016-11-17 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Effektor, Vorrichtung und Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen
DE102018105041A1 (de) 2018-03-06 2019-09-12 Dürr Systems Ag Schwenkeinheit für einen Handhabungsroboter und zugehöriges Verfahren
CN109352192A (zh) * 2018-11-12 2019-02-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统
US20220111525A1 (en) * 2020-10-08 2022-04-14 Robert Bosch Gmbh Handling Appliance Having an Adaptive Collision Protection System
DE102021118180A1 (de) 2021-07-14 2023-01-19 Dürr Systems Ag Handhabungsvorrichtung zum Handhaben eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils

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