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DE10313463B3 - Carrying out working operation on moving workpiece with synchronously moved robot involves raising base from longitudinal guide to floating state relative to all 6 degrees of freedom in working phase - Google Patents

Carrying out working operation on moving workpiece with synchronously moved robot involves raising base from longitudinal guide to floating state relative to all 6 degrees of freedom in working phase Download PDF

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DE10313463B3
DE10313463B3 DE2003113463 DE10313463A DE10313463B3 DE 10313463 B3 DE10313463 B3 DE 10313463B3 DE 2003113463 DE2003113463 DE 2003113463 DE 10313463 A DE10313463 A DE 10313463A DE 10313463 B3 DE10313463 B3 DE 10313463B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
industrial robot
subframe
base part
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE2003113463
Other languages
German (de)
Inventor
Uwe Dipl.-Ing. Habisreitinger
Bernhard Nordmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE2003113463 priority Critical patent/DE10313463B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10313463B3 publication Critical patent/DE10313463B3/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Abstract

Method involves coupling the base part of the robot rigidly to the workpiece or to a component rigidly attached to the workpiece in all 6 degrees of freedom on the one hand and raising it from a guide on the other hand and holding it in a floating state relative to all 6 degrees of freedom in a known movement play volume during a working phase. The base is only carried by the guide in non-floating manner during acceleration and static phases. The method involves coupling the base part (14) of the industrial robot (10) rigidly to the workpiece (3) or to a component (5) rigidly attached to the workpiece in all six degrees of freedom on the one hand and raising it from a longitudinal guide on the other hand and holding it in a floating state relative to all six degrees of freedom within a known movement play volume during the working phase. The base part is only carried by the guide in non-floating manner during acceleration and stationary phases. AN Independent claim is also included for a device for carrying out a working operation on a moving workpiece with a synchronously moved industrial robot.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen einer Arbeitsoperation an einem auf einer Fördereinrichtung kontinuierlich voranbewegten Werkstück durch einen mit dem Werkstück mitbewegten Industrieroboter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 (Verfahren) bzw. von Anspruch 7 (Vorrichtung), wie beides beispielsweise aus der US-PS 3 283 918 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a method and a device for performing a working operation on a continuously moving on a conveyor workpiece by a mitbewegende with the workpiece industrial robot according to the preamble of claim 1 (method) or of claim 7 (device), both of which, for example, from U.S. Patent 3,283,918 as known.

Bei der Serienfertigung von Gütern hat das kontinuierliche Voranbewegen der Werkstücke neben der Vermeidung immer wiederkehrender Beschleunigungs- und Abbremsvorgängen des Werkstücks den ganz besonderen Vorteil, dass die Arbeitsstationen nicht an eine einheitliche Länge bzw. einen einheitlichen, starren Stationenabstand gebunden sind und dass ein Wechsel zwischen kontinuierlicher und getakteter Fertigung entfallen kann. Letzteres machte immer wieder platzaufwändige Pufferzonen und/oder kostspielige Werkstückspeicher in den Fertigungshallen erforderlich. Vielmehr können die Arbeitsstationen flexibel dem kontinuierlichen Werkstückfluss zugeordnet werden.In mass production of goods has the continuous advancing of the workpieces besides avoiding always recurring acceleration and deceleration processes of the workpiece very special advantage that the workstations are not connected to one uniform length or a uniform, rigid station spacing are bound and that a change between continuous and clocked manufacturing can be omitted. The latter always made space-consuming buffer zones and / or expensive workpiece storage required in the production halls. Rather, the workstations can be flexible the continuous workpiece flow be assigned.

Beim automatisierten Lackieren von Werkstücken, z.B. beim Innenlackieren von Fahrzeugkarosserien mittels Lackierroboter, ist es bekannt (vgl. z.B. die EP 220 687 B1 ), die Werkstücke kontinuierlich auf einer Fördereinrichtung voranzubewegen und die Lackierroboter während des Lackierens synchron mit dem entsprechenden Werkstück mitzubewegen. Beim Innenlackieren von Fahrzeugkarosserien können die Türen oder Klappen der Karosserie während des Karosserielaufes durch ebenfalls synchron mitfahrende, einfache Öffnungs- und Schließvorrichtungen geöffnet und wieder geschlossen werden.In the automated painting of workpieces, for example in the interior painting of vehicle bodies by means of painting robot, it is known (cf., for example, the EP 220 687 B1 ) to advance the workpieces continuously on a conveyor and to move the painting robots during painting synchronously with the corresponding workpiece. When interior painting of vehicle bodies, the doors or flaps of the body can be opened and closed again during the body race by also synchronously mitfahrende, simple opening and closing devices.

Zwar hat man schon lange angestrebt, diese automatisierte, bandsynchrone Arbeitsweise auch auf Montage- oder andere Arbeitsoperationen als das Lackieren auszudehnen, um auch dort die Vorteile einer taktfreien Arbeitsweise und einer flexiblen Stationenaufteilung erzielen zu können. Dieses Bemühen scheiterte aber stets daran, dass die für Montagevorgänge, mechanische Bearbeitungsvorgänge, Schweißoperationen oder dgl. am Werkstück erforderliche Lagekonstanz zwischen Werkstück einerseits und Industrieroboter andererseits nicht in hinreichendem Maß erreicht werden konnte. Lediglich Lackiervorgänge lassen eine gewisse gegenseitige Lagetoleranz zu, die mit herkömmlichen Systemen der angesprochenen Art erreichbar war.Although it has long been the goal This automated, belt-synchronous mode of operation also applies to assembly or to extend other working operations than painting There, too, the advantages of a tact-free operation and a flexible station distribution to achieve. This effort failed always because that for assembly operations, mechanical Machining operations, welding operations or the like. On the workpiece Required constant position between the workpiece on the one hand and industrial robots On the other hand, could not be achieved to a sufficient degree. Only lacquering allow a certain mutual positional tolerance, which with conventional Systems of the type mentioned was achievable.

Die eingangs genannte US-PS 3 283 918 zeigt einen mehrachsigen, programmierbaren Industrieroboter, der parallel zu einem Förderband einer Montage- oder Bearbeitungslinie mittels Spurkranzrädern auf Führungsschienen in Längsrichtung beweglich und gezielt antreibbar ist. Am Ende seines Arbeitsarmes trägt der Industrieroboter ein zur Durchführung einer Arbeitsoperation ausgebildetes Roboterwerkzeug. Es ist angestrebt, den Industrieroboter während der Durchführung der programmierten Arbeit bandsynchron dem Montageband nachzuführen, so dass während der Bewegung und der Durchführung der Arbeitsoperation eine möglichst konstante Relativlage zwischen Industrieroboter und Werkstück beibehalten wird. Am Ende der Bearbeitung wird der Industrieroboter im Eilgang an die Ausgangsposition zurückgeführt, damit er beim nächstfolgenden Werkstück die gleiche Bearbeitung bandsynchron durchführen kann. Um einen Gleichlauf zwischen Industrieroboter und Werkstück herbei zu führen, ist bei einem in der US-PS 3 283 918 gezeigten Ausführungsbeispiel an jedem auf dem Förderband bewegten Werkstück selber oder an einem starr mit dem Werkstück verbundenen Werkstückträger jeweils ein seitlich abragender Mitnahmezapfen angeordnet, an den der Industrieroboter angekoppelt wird. Damit der Industrieroboter nicht durch das Förderband mitgeschleppt zu werden braucht, wird der Industrieroboter bei einem anderen dort gezeigten Ausführungsbeispiel während des Synchronlaufes durch einen Eigenantrieb des Industrieroboters bewegt.The aforementioned U.S. Patent 3,283,918 shows a multi-axis, programmable industrial robot, which is parallel to a conveyor belt assembly or processing line by means of flange wheels on guide rails in the longitudinal direction movable and selectively driven. At the end of his working arm, the industrial robot carries a robot tool designed to carry out a work operation. It is desirable to track the industrial robot during the execution of the programmed work belt synchronously to the assembly line, so that as constant as possible relative position between the industrial robot and the workpiece is maintained during the movement and the execution of the working operation. At the end of processing, the industrial robot is returned at full speed to the starting position, so that it can perform the same processing in a synchronized manner on the next workpiece. In order to bring about a synchronization between industrial robot and workpiece, is in a in the U.S. Patent 3,283,918 shown embodiment of each moving on the conveyor workpiece itself or on a rigidly connected to the workpiece workpiece carrier each a laterally projecting driving pin arranged, to which the industrial robot is coupled. So that the industrial robot does not need to be dragged by the conveyor belt, the industrial robot is moved in another embodiment shown there during synchronous operation by a self-propelled industrial robot.

Nachteilig an der aus der US-PS 3 283 918 bekannten Vorrichtung zur bandsynchronen Montage ist, dass trotz des durch die mechanische Koppelung zwischen Industrieroboter und Werkstück erzwungenen beiderseitigen Gleichlaufs immer noch Relativbewegungen zwischen ihnen vorkommen, die eine exakte Arbeitsoperation verhindern. Wie nämlich herausgefunden wurde, sind für diese überraschenden Relativbewegungen die Führungsungenauigkeiten des Förderbandes für das Werkstück einerseits und Ungenauigkeiten der Führungsschienen für den Industrieroboter andererseits verantwortlich. Diese Ungenauigkeiten summieren sich zu relativen Bewegungsausschlägen, welche die für einen mechanisierten Füge-, Bearbeitungs- oder Schweißvorgang erforderliche Lagetoleranz überschreiten. Deshalb ist selbst ein durch eine formschlüssige Koppelung zwischen Industrieroboter und Werkstück herbeigeführter Synchronlauf nicht zur Durchführung genauer Arbeitsoperationen durch einen mitbewegten Industrieroboter geeignet.A disadvantage of the U.S. Patent 3,283,918 known device for belt-synchronous assembly is that despite the enforced by the mechanical coupling between industrial robot and workpiece reciprocal synchronism still occur relative movements between them, which prevent an exact working operation. As has been found out, the guiding inaccuracies of the conveyor belt for the workpiece on the one hand and inaccuracies of the guide rails for the industrial robot on the other hand are responsible for these surprising relative movements. These inaccuracies add up to relative movements that exceed the positional tolerance required for a mechanized joining, machining, or welding operation. Therefore, synchronous operation caused by a positive coupling between the industrial robot and the workpiece is not suitable for carrying out accurate work operations by a co-moving industrial robot.

Die DE 35 16 284 A1 zeigt eine Vorrichtung zur automatisierten, bandsynchronen Montage von Türen an Fahrzeugkarossen, die auf einer Fördereinrichtung, nämlich auf geschleppten, durch Schienen geführten und auf Rollen fahrbaren Karosserieträgern kontinuierlich befördert werden. Die oberhalb der Fördereinrichtung für die Karossen in einem Hängeförderer der Montagestation zugeführten Türen werden gleichzeitig auf beiden gegenüberliegenden Karosserieseiten montiert, wofür für jede Fahrzeugseite gegenüberliegend jeweils ein Montageroboter vorgesehen ist. Jeder der Roboter ist auf parallel zur Fördereinrichtung beweglichen Plattformen angeordnet, die mittels Schlitten auf ortsfesten Führungsprofilen geführt und durch einen Antrieb gezielt verfahrbar sind. Außer dem Roboter und dem Antrieb ist auch noch jeweils eine Anschraubvorrichtung auf den beweglichen Plattformen vorgesehen. Um bei der bekannten Montagevorrichtung nicht nur einen exakten Synchronlauf zwischen den beiden gegenüberliegenden Robotern und der kontinuierlich beförderten Karosse, sondern auch eine definierte und stets gleichbleibende Relativposition zwischen beiden gewährleistet zu können, ist an jeder der beiden die Roboter tragenden Plattformen an der dem Förderband zugekehrten Längsseite jeweils eine Hub- und Zentriervorrichtung vorgesehen, mit denen die Karosse im Schwellerbereich rechts und links gleichzeitig erfasst, vom Karosserieträger abgehoben und in Längs- und/oder Querrichtung zentriert werden kann.The DE 35 16 284 A1 shows an apparatus for automated, belt synchronous assembly of doors to vehicle bodies, which are conveyed on a conveyor, namely on towed guided by rails and wheeled on body supports continuously. The above the conveyor for the bodies in a suspension conveyor of the assembly station supplied doors are mounted simultaneously on two opposite sides of the body, for which each side of the vehicle a respective mounting robot is provided. Each of the robots is mounted on platforms movable parallel to the conveyor net, which are guided by means of slides on fixed guide profiles and can be selectively moved by a drive. In addition to the robot and the drive, a screw-on device is also provided on the movable platforms. In order to ensure in the known mounting device not only exact synchronism between the two opposing robots and the continuously transported body, but also a defined and always consistent relative position between the two, is at each of the two robotic platforms on the conveyor belt facing longitudinal side in each case a lifting and centering device is provided, with which the body detected in the sill area right and left at the same time, lifted from the body support and can be centered in the longitudinal and / or transverse direction.

Zu Beginn eines Arbeitsspiels der aus der DE 35 16 284 A1 bekannten Montagevorrichtung werden zunächst die beiden Türen von den Robotern im Stillstand aus dem Hängeförderer übernommen. Anschließend werden die gegenüberliegenden Plattformen zeitgleich nach einem bestimmten Regelalgorithmus auf Bandgeschwindigkeit beschleunigt. Bei Geschwindigkeitsgleichheit und richtiger Relativlage in Längsrichtung zwischen Plattform und Karosse wird diese während des Laufes angehoben, zentriert und fixiert. Danach kann der Montagevorgang bei kontinuierlichem, bandsynchronem Weiterlauf der Plattform durchgeführt werden. Nach Beendigung der Montage wird die Karosse während des Laufes auf den Karosserieträger abgesenkt, wodurch die Koppelung zwischen Robotern und Karosse gelöst ist. Die Plattform kehrt anschließend im Eilgang zu ihrer Ausgangsposition zurück und ist bereit für ein neues Arbeitsspiel.At the beginning of a working game of the DE 35 16 284 A1 known mounting device, the two doors are initially taken by the robots at a standstill from the overhead conveyor. Subsequently, the opposite platforms are simultaneously accelerated to belt speed according to a specific control algorithm. At the same speed and correct longitudinal relative position between platform and body, it is lifted, centered and fixed during the run. Thereafter, the assembly process can be carried out with continuous, belt synchronous continuation of the platform. After completion of the assembly, the body is lowered during the run on the body support, whereby the coupling between the robot and body is solved. The platform then returns at full speed to its starting position and is ready for a new working game.

Zwar kann sich bei der aus der DE 35 16 284 A1 bekannten Montagevorrichtung eine Führungsungenauigkeit der die fahrbaren Karosserieträger führenden Schienen nicht auf eine Relativbewegung zwischen Karosse und Montageroboter auswirken. Dafür sind es jedoch gewisse, unvermeidbare Führungsungenauigkeiten der gegenüberliegenden, die beiden Plattformen tragenden und führenden Führungsschienen der Montageroboter, die zu Relativbewegungen zwischen Karosse und den Montagerobotern führen. Allenfalls in einem mehr theoretisch anzusehenden Fall, in welchem die Führungsschienen für die Plattformen der Montageroboter mit einer nur für Werkzeugmaschinen üblichen Genauigkeit exakt geradlinig sowie dies- und jenseits der Fördereinrichtung für die Karossen mit Werkzeugmaschinen-Genauigkeit in Höhen- und Breitenrichtung exakt parallel zueinander angeordnet sind, könnten derartige Relativbewegungen zwischen Karosse und den gegenüberliegenden Montagerobotern auf ein vernachlässigbares Maß reduziert werden. Um eine so hohe Genauigkeit der beiden gegenüberliegenden Plattformführungen erreichen zu können, müssten beide Führungen an einem einheitlichen, aus Stahl bestehenden Führungsbett angebracht sein. Wenn man Bedenkt, dass die beiden gegenüberliegenden Führungen einen Abstand über alles von etwa 3,50 m haben und sich eine Arbeitsstation in Längsrichtung einschließlich Beschleunigungsstrecke über mindestens zwei Fahrzeuglängen, also etwa 10 bis 12 m erstreckt, so würde die Forderung nach einem einheitlichen, biegesteifen Stahlwerkstück für die Plattformführungen auf ein exakt bearbeitetes Maschinenbett von einer Grundrissabmessung von 3,50 m × 10 m und einer für die Biegesteifigkeit verantwortlichen Höhenabmessung von mindestens etwa 0,5 m hinauslaufen. Ein so großes, mit Werkzeugmaschinengenauigkeit exakt bearbeitetes Maschinenbett wäre für den vorliegenden Anwendungsfall unvertretbar kostspielig. Außerdem würde die Höhenabmessung des Maschinenbettes eine entsprechend angehobene Anordnung der Fördereinrichtung für die Karossen erforderlich machen, was mit Rücksicht auf ein einheitliches Förderniveau für die Karossen innerhalb der gesamten Fabrik sehr störend wäre. Eine Führung der gegenüberliegenden Roboterplattformen auf einem mit Werkzeugmaschinen genauigkeit exakt bearbeiteten Maschinenbett ist deshalb in der Tat eine nur theoretische Erwägung.Although, at the time of the DE 35 16 284 A1 known mounting device a leadership inaccuracy of the movable body rails leading rails do not affect a relative movement between body and assembly robot. But there are certain unavoidable leadership inaccuracies of the opposite, the two platforms supporting and leading guide rails of the assembly robots, which lead to relative movements between the body and the assembly robots. At best, in a more theoretical case to be considered, in which the guide rails for the platforms of the assembly robots with a standard accuracy only for machine tools exactly rectilinear and on both sides of the conveyor for the bodies with machine tool accuracy in the height and width directions are arranged exactly parallel to each other , Such relative movements between the body and the opposite assembly robots could be reduced to a negligible degree. In order to achieve such a high accuracy of the two opposite platform guides, both guides would have to be mounted on a uniform, existing steel guide bed. Considering that the two opposing guides have a distance above about 3.50 m and a longitudinal workstation including acceleration section extends over at least two vehicle lengths, ie about 10 to 12 m, the requirement would be for a uniform, rigid Steel work piece for the platform guides onto a precisely machined machine bed with a ground plan dimension of 3.50 m × 10 m and a height dimension responsible for the flexural rigidity of at least approximately 0.5 m. Such a large machine bed accurately machined with machine tool accuracy would be unreasonably expensive for the present application. In addition, the height dimension of the machine bed would require a correspondingly raised arrangement of the conveyor for the bodies, which would be very disturbing with regard to a uniform level of conveyance for the bodies throughout the factory. Guiding the opposing robot platforms on a machine-tool accurately machined machine bed is therefore in fact only a theoretical consideration.

Konsequenter Weise sind die in der DE 35 16 284 A1 gezeigten vier Führungsschienen für die gegenüberliegenden Roboterplattformen wie üblich einzeln auf dem Hallenboden verlegt, wobei allerdings eine gewisse, nicht zu vermeidende Ungenauigkeit bezüglich exakter Geradheit und Parallelität der Führungsschienen in Kauf genommen wird. Abgesehen von dadurch bewirkten Relativbewegungen zwischen Montageroboter und Karosserie kann außerdem ein gewisser Zwang in Horizontalrichtung auf die beiderseits fest in den gegenüberliegenden Plattformen eingespannte Karosserie ausgeübt werden, was selbstverständlich sehr schädlich für letztere ist. Im übrigen setzt die bekannte Montagetechnik zum einen voraus, dass auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten simultan Arbeitsoperationen von gleichem Zeitbedarf vorgenommen werden, was in der Regel nur für die Montage von Gleichteilen bzw. symmetrischen Teile wie Türen, Fahrzeugsitze oder Fahrzeugräder zutrifft. Eine weitere, einschränkende Voraussetzung der bekannten Montagetechnik besteht in der zum Voranbewegen der Karossen einsetzbaren Fördertechnik, die ein freies Abheben der Karosserien von einem Karosserieträger erlaubt. Häufig werden jedoch für den Karosserietransport innerhalb der Fabrik Fördergehänge eingesetzt, in denen die Karosserien starr aufgenommen sind. Bei Verwendung solcher Fördergehänge könnte die bekannte Montagetechnik nicht eingesetzt werden.Consistently, those are in the DE 35 16 284 A1 As shown, four guide rails for the opposite robot platforms are laid individually on the hall floor as usual, although a certain unavoidable inaccuracy with regard to exact straightness and parallelism of the guide rails is accepted. Apart from thereby causing relative movements between assembly robot and body also a certain constraint in the horizontal direction on the both sides firmly clamped in the opposite platforms body can be exercised, which of course is very harmful to the latter. Moreover, the known assembly technique requires, on the one hand, that simultaneous work operations of the same amount of time are undertaken on opposite sides of the vehicle, which generally applies only to the assembly of identical parts or symmetrical parts such as doors, vehicle seats or vehicle wheels. Another restrictive prerequisite of the known assembly technique consists in the advancing the bodies used conveyor technology, which allows a free lifting of the bodies of a body support. Often, however, for the body transport within the factory conveyor hangers are used, in which the bodies are rigidly received. When using such conveyor hanger the known assembly technique could not be used.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrunde gelegte Verfahren bzw. die entsprechende Vorrichtung dahingehend zu verbessern, dass trotz etwaiger Führungsungenauigkeiten der Führungsschienen für den verfahrbaren Industrieroboter Relativbewegungen während der Arbeitsphase zwischen Werkstück und Industrieroboter gleichwohl vermieden werden können und dass im übrigen jedes beliebige Fördersystem zur Beförderung der Werkstücke innerhalb der Fertigung uneingeschränkt zugelassen werden kann.The object of the invention is the generic method based on or the entspre To improve the device to the effect that despite any leadership inaccuracies of the guide rails for the movable industrial robot relative movements during the working phase between the workpiece and industrial robots can nevertheless be avoided and that, moreover, any conveyor system for the carriage of workpieces within the production can be fully authorized.

Ausgehend von den jeweils zugrundegelegten Gattungen wird die o.g. Aufgabe bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 und bezüglich einer entsprechenden Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 7 gelöst.Based on the respective underlying Genera is the o.g. Task with respect to the method according to the invention by the characterizing features of claim 1 and with respect to a corresponding device by the characterizing features of Claim 7 solved.

Danach wird das Basisteil des Industrieroboters während der Arbeitsphase einerseits bezüglich aller sechs Freiheitsgrade starr mit dem Werkstück gekoppelt sowie andererseits von der Längsführung abgehoben und gewichtsausgeglichen innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung schwimmend gehaltert, so dass das Basisteil des Industrieroboters den Bewegungen des Werkstückes in allen Richtungen zwanglos zu folgen vermag und eine exakt konstante Relativlage zwischen Industrieroboter und Werkstück während der Arbeitsphase aufrecht erhalten bleibt. Der Industrieroboter "fliegt" gewissermaßen während der Arbeitsphase über seine Längsführung hinweg und fährt "huckepack" mit dem Werkstück mit.Thereafter, the base part of the industrial robot while the working phase on the one hand with respect to all six degrees of freedom rigidly coupled to the workpiece and on the other hand lifted off the longitudinal guide and weight balanced within a certain range of motion in terms of of all six degrees of freedom of movement held floating, so that the base part of the industrial robot the movements of the workpiece in is able to follow all directions without restraint and an exactly constant Relative position between industrial robot and workpiece during the working phase upright preserved. The industrial robot "flies" in a sense during his working phase over his Longitudinal guide away and drives "piggyback" with the workpiece.

Abgesehen von der höheren Arbeitsgenauigkeit während der Arbeitsphase des Industrieroboters bestehen die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile in folgendem:Apart from the higher working accuracy while the working phase of the industrial robot pass the invention achievable Advantages in the following:

  • – Es werden nur sehr geringe Genauigkeitsanforderungen an die Führungsschienen zur Längsführung des Industrieroboters gestellt, was sowohl die Beschaffungs- als auch die Installationskosten des Industrieroboter günstig beeinflusst.- It Only very low accuracy requirements for the guide rails for longitudinal guidance of the Industrial robot made what both the procurement and the installation costs of the industrial robot favorably influenced.
  • – Trotzdem kann eine hohe Lagekonstanz zwischen Werkstück und Industrieroboter während der Arbeitsphase gewährleistet werden.- Nevertheless can be a high positional stability between workpiece and industrial robot during the Guaranteed working phase become.
  • – Dadurch können alle möglichen Arbeitsoperationen an Werkstücken für eine bandsynchrone Roboterbearbeitung zugelassen werden.- Thereby can all possible Work operations on workpieces for one band synchronous robot processing.
  • – Für die erfindungsgemäße, objektgekoppelte Roboterbearbeitung können alle möglichen Fördersysteme zum Weitertransport der Werkstücke durch die Fertigung zugelassen werden, und zwar wahlweise bodengestützte Fördersysteme oder Hänge förderer, mit lose aufliegenden oder mechanisch an ein Fördergefäß gekoppelten Werkstücken.- For the inventive, object-coupled robot processing can all possible conveyor systems for further transport of the workpieces the production is permitted, and optionally ground-based conveyor systems or suspension conveyors, with loose lying or mechanically coupled to a bucket workpieces.
  • – Die erfindungsgemäße, objektgekoppelte Roboterbearbeitung kann ohne weiteres auch in bestehende Fertigungsanlagen nachgerüstet werden.- The according to the invention, object-coupled Robot processing can also be used in existing production facilities retrofitted become.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand verschiedener in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:Advantageous embodiments of the invention can the dependent claims be removed; Furthermore the invention is illustrated with reference to various in the drawings embodiments explained below; show:

1 eine Draufsicht auf eine Arbeitsstation bestehend aus einer als Rollenförderbahn ausgebildeten Fördereinrichtung zur kontinuierlichen Beförderung von Fahrzeugkarosserien sowie aus einem neben der Förderlinie beweglichen, mit der Karosserie starr gekoppelten und synchron mit ihr mitfahrenden Industrieroboter zur Durchführung einer Arbeitsoperation, 1 a plan view of a workstation consisting of a trained as a roller conveyor conveyor for the continuous transport of vehicle bodies and from a movable next to the conveyor line, rigidly coupled to the body and synchronously with her rides moving industrial robot to perform a working operation,

2 eine Ansicht auf die Arbeitsstation nach 1 entgegen der Förderrichtung, d.h. gemäß der Schnittlinie II-II in 1, wobei das Basisteil des Industrieroboters lösbar aber gewichtsausgeglichen mit einem den Industrieroboter tragenden Fahrschemel verbunden ist und wobei der Industrieroboter zur Verhinderung relativer Wankbewegungen zwischen Roboter und Fahrzeugkarosserie an diese mittels einer oben an deren Mittelsäule angreifenden Zange gekoppelt ist, 2 a view of the workstation 1 against the conveying direction, ie according to the section line II-II in 1 wherein the base part of the industrial robot is detachably but weight-balanced with a subframe supporting the industrial robot, and wherein the industrial robot is coupled thereto by means of a pair of pliers engaging at the top of its center column to prevent relative roll motions between the robot and the vehicle body;

3 ein gegenüber 2 modifiziertes Ausführungsbeispiel des Industrieroboters, bei dem dieser zur Verhinderung relativer Wankbewegungen an die Fahrzeugkarosserie mittels eines am Dach angreifenden Sauggreifers gekoppelt ist, 3 one opposite 2 modified embodiment of the industrial robot, in which this is coupled to prevent relative rolling movements to the vehicle body by means of a suction cup engaging on the roof,

4 ein weiteres, gegenüber 2 modifiziertes Ausführungsbeispiel des Industrieroboters, bei dem dieser zur Verhinderung relativer Wankbewegungen an die Fahrzeugkarosserie mittels zweier durch die beiden gegenüber liegenden Adapterschienen hindurch geschobener, biegesteifer Koppelschwerte gekoppelt ist, 4 another, opposite 2 modified embodiment of the industrial robot, in which this is coupled to prevent relative rolling movements of the vehicle body by means of two pushed through the two opposite adapter rails through, rigid coupling coupling blades,

5 eine vierte Variante des Industrieroboters, bei dem dieser zur Verhinderung relativer Wankbewegungen an die Fahrzeugkarosserie mittels eines am Dach angreifenden Sauggreifers gekoppelt ist, wobei dieser jedoch über einen weit ausladenden Ausleger starr mit dem Basisteil des Industrieroboters verbunden ist, 5 a fourth variant of the industrial robot, in which this is coupled to prevent relative rolling movements of the vehicle body by means of a suction gripper acting on the roof, but this is rigidly connected via a wide cantilever with the base part of the industrial robot,

6 eine fünfte Variante des Industrieroboters, bei dem zur Verhinderung relativer Wankbewegungen – ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach 4 – eine biegesteife Verbindung zwischen Industrieroboter und einem sich über die gesamte Karosseriebreite erstreckenden, starren Adaptergestell hergestellt wird, das eine gewisse Bauhöhe aufweist; im übrigen ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Fördereinrichtung für die Karosserien eine Hängefördereinrichtung mit C-förmigen Fördergehängen vorgesehen, 6 a fifth variant of the industrial robot, in which to prevent relative rolling movements - similar to the embodiment according to 4 - A rigid connection between industrial robot and over the entire body width extending, rigid adapter frame is made, which has a certain height; Incidentally, a suspension conveyor with C-shaped conveyor hangers is provided in this embodiment as a conveyor for the bodies,

7 das C-förmige Fördergehänge nach 6 mit darin aufgenommener Karosserie in Seitenansicht 7 the C-shaped conveyor hanger after 6 with body received in it in side view

8 eine vergrößerte Einzelheit im Bereich der schwimmenden und gewichtsausgeglichenen Halterung des Basisteils des Industrieroboters nach einer der 1 bis 6 auf der Oberseite des Fahrschemels mittels eines Luftfederbalges und eines dynamischen, unten offenen Luftkissens, 8th an enlarged detail in the field of floating and weight balanced Holder of the base part of the industrial robot according to one of 1 to 6 on the top of the subframe by means of an air spring bellows and a dynamic, open-bottom air cushion,

9 in einer Vergrößerung die starre aber lösbare Fixierung des Basisteils des Industrieroboters nach 8 auf der Oberseite des Fahrschemels mittels Fixierbolzen, wobei das Basisteil im gelösten Zustand räumlich allseits aber begrenzt gegenüber dem Fahrschemel beweglich ist, 9 in an enlargement the rigid but releasable fixation of the base part of the industrial robot 8th on the upper side of the subframe by means of fixing bolts, wherein the base part in the released state is movable on all sides but limited relative to the subframe,

10 ein Detail eines der Roboter nach den 1 bis 3, 5 und 6, welches die Fixierung der unteren, an der Adapterschiene angreifenden, teleskopartig ausfahrbaren Koppelstange betrifft, 10 a detail of one of the robots after the 1 to 3 . 5 and 6 relating to the fixation of the lower, telescopically extendable connecting rod acting on the adapter rail,

11 eine Ansicht ähnlich wie die nach 2 auf eine andere Ausführung der Arbeitsstation, bei dem das Basisteil des Industrieroboters selber einen Fahrschemel bildet und dieser durch einen sich am Hallenboden über ein dynamisches Luftkissen abstützenden Luftfederbalg gewichtsausgeglichen von den Führungsschienen abhebbar und starr an die Karosserie ankoppelbar ist, und 11 a view similar to the one after 2 to another embodiment of the workstation, in which the base part of the industrial robot itself forms a subframe and this by a supported on the hall floor via a dynamic air cushion air spring bellows weight balanced from the guide rails can be lifted and rigidly coupled to the body, and

12 und 13 je eine Schnittansicht parallel zur Förderrichtung (12) bzw. quer zu ihr (13) auf bzw. durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Industrieroboters, der über ein dynamisches Luftkissen und einen Luftfederbalg gewichtsausgeglichen am Hallenboden abgestützt ist, wobei der Roboter während der Beschleunigungsphase oder des Eilrücklaufes durch einen rahmenartigen, den Roboter umgebenden, schienengeführten und antreibbaren Fahrschemel geführt ist. 12 and 13 each a sectional view parallel to the conveying direction ( 12 ) or transversely to her ( 13 ) on or by another embodiment of an industrial robot, which is supported on the hall floor weight balanced by a dynamic air cushion and an air spring bellows, wherein the robot is guided during the acceleration phase or the rapid return by a frame-like, surrounding the robot, rail-guided and drivable subframe.

Die in drei grundlegenden Varianten, nämlich in den 1 bis 6 mit verschiedenen Unterarten zum einen, 11 zum anderen und schließlich in den 12 und 13 gezeigte Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum bewegungssynchronen Durchführen einer bestimmten Arbeitsoperation an einem auf einer Fördereinrichtung, beispielsweise einer Rollenförderbahn 1 kontinuierlich voranbewegten Werkstück, z.B. eine Fahrzeugkarosserie 3 durch einen mit dem Werkstück mitbewegten Industrieroboter 10, 10' bzw. 10''. Nachfolgend sollen zunächst die Gemeinsamkeiten dieser grundlegenden Varianten geschildert werden.The in three basic variants, namely in the 1 to 6 with different subspecies on the one hand, 11 to the other and finally into the 12 and 13 The invention relates to a method and a device for the movement synchronous performing a specific work operation on a on a conveyor, such as a roller conveyor 1 continuously advancing workpiece, such as a vehicle body 3 by an industrial robot moving with the workpiece 10 . 10 ' respectively. 10 '' , In the following, the similarities of these basic variants will be described.

Die bei den dargestellten Ausführungsbeispielen als Werkstück gezeigte Fahrzeugkarosserie 3 ist an ihren beiden Seitenschwellern unterseitig starr mit jeweils einer Adapterschiene 5 bzw. mit einem Adaptergestell 5' verbunden. Die beiden in sich steifen und genau gefertigten Adapterschienen und auch das Adaptergestell sind über besondere, jeweils eine Steckhülse enthaltende Karosserie-Knotenpunkte von hoher lokaler Festigkeit und überwachter Fertigungsgenauigkeit mit der Karosserie verbunden und weisen dadurch nicht nur eine genau definierte Relativlage zur Karosserie auf, sondern die Verbindung hält auch gewissen Belastungen stand, ohne in unzumutbarer Weise nachzugeben.The vehicle body shown as a workpiece in the illustrated embodiments 3 is at its two side sills on the underside rigid, each with an adapter rail 5 or with an adapter frame 5 ' connected. The two inherently stiff and accurately manufactured adapter rails and the adapter frame are connected via special, each containing a receptacle body nodes of high local strength and monitored manufacturing accuracy with the body and thus not only have a well-defined relative position to the body, but the Connection also withstands certain stresses without giving in unreasonably.

Bei den in den 1 bis 5, 10 und 11 gezeigten Ausführungsbeispielen mit einer als Rollenförderbahn 1 ausgebildeten Fördereinrichtung ruht die Karosserie 3 mit den Adapterschienen 5 lose, aber durch Anschläge formschlüssig in ihrer Horizontallage gesichert, auf einem Karosserieträger 4, der sich über die gesamte Länge und Breite der Karosserie erstreckt und der unterseitig eben ist oder zumindest beiderseits jeweils eine geradlinige Kufe aufweist. Dadurch kann der Karosserieträger auf den zum Teil angetriebenen Tragrollen 2 der Rollenförderbahn 1 aufliegen, die ihn kontinuierlich in Förderrichtung 6 voranbewegen. Alle angetriebenen Tragrollen der Rollenförderbahn innerhalb der gesamten Fertigungslinie sind mit der gleichen, genau justierbaren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, so dass alle Karosserien mit der gleichen Geschwindigkeit voranbewegt werden. Bei Veränderung dieser Fördergeschwindigkeit werden sämtliche angetriebenen Tragrollen der Rollenförderbahn innerhalb der gesamten Fertigungslinie synchron in ihrer Umfangsgeschwindigkeit verändert. Im Falle eines Not-Haltes werden alle angetriebenen Tragrollen nach einer relativ steilen für alle Tragrollen gleichen Geschwingigkeitsrampe auf Null herunter gefahren, damit es massebedingt nicht zu einem unkontrollierten Verrutschen der Karosserien auf der Rollenförderbahn kommt. Die beim Not-Halt der Rollenförderbahn realisierten Verzögerungswerte sind so zu bemessen, dass sie von den fahrbaren Industrierobotern der Fertigungslinie ohne weiteres regelungstechnisch nachgefahren werden können.In the in the 1 to 5 . 10 and 11 shown embodiments with a roller conveyor 1 trained conveyor rests the bodywork 3 with the adapter rails 5 loose, but secured by stops positively in their horizontal position, on a body support 4 which extends over the entire length and width of the body and the bottom is flat or at least on both sides each having a straight runner. As a result, the body support on the partially driven support rollers 2 the roller conveyor 1 rest him continuously in the conveying direction 6 forward move. All driven conveyor rollers of the roller conveyor within the entire production line are driven at the same, precisely adjustable peripheral speed, so that all bodies are moved forward at the same speed. When this conveying speed is changed, all the driven carrying rollers of the roller conveyor track are changed synchronously in their circumferential speed within the entire production line. In the event of an emergency stop, all driven idlers are driven down to zero after a relatively steep speed ramp, which is the same for all idlers, so that, due to the mass, there is no uncontrolled slippage of the bodies on the roller conveyor track. The deceleration values realized during the emergency stop of the roller conveyor are to be dimensioned in such a way that they can be traced by the mobile industrial robots of the production line without additional control technology.

Bei dem in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Fördereinrichtung ist eine Hängeförderbahn 1' vorgesehen, bei der die Karosserieträger als in Seitenansicht (7) C-förmige Fördergehänge 4' ausgebildet sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind letztere zur pendelsicheren Führung in einem Paar von Führungsprofilen, z.B. Doppel-T-Trägern, die im Überkopfbereich parallel verlaufend im Abstand der Karosseriebreite verlegt sind, über gehängeseitig angebrachte Tragrollen getragen und geführt, wobei beiderseits des Fördergehänges jeweils zwei Tragrollen vorgesehen sind. Bei der gezeigten Hängeförderbahn sind die Fördergehänge passiv, d.h. ohne Eigenantrieb ausgebildet. Zum einheitlichen Voranbewegen aller Fördergehänge einer Fertigungslinie ist gemäß 6 und 7 zwischen den beiden Führungsprofilen im Überkopfbereich ein Schleppkettenförderer 54 angeordnet. Eine mit Fördergeschwindigkeit angetriebene Schleppkette ist in einem unterseitig schlitzförmig offenen Hohlprofil mittels mehrerer Führungsglieder geführt, wobei von einigen dieser Führungsglieder ein Mitnahmebolzen unterseitig aus dem Längsschlitz herausragt. Dieser kann in ein oberseitig an jedem der Fördergehänge vorgesehen Mitnehmer 55 eingreifen, so dass dadurch das Fördergehänge in Vorwärts- wie in Rückwärtsrichtung unnachgiebig an die Schleppkette angekoppelt ist. Anstelle eines Paares einzelner Adapterschienen ist beim Ausführungsbeispiel nach den 6 und 7 ein in sich steifes Adaptergestell 5' im Schwellerbereich der Karosserie befestigt, worauf weiter unten noch einmal eingegangen werden soll.In the in the 6 and 7 illustrated embodiment of a conveyor is a suspension conveyor 1' provided that the body carrier as in side view ( 7 ) C-shaped conveyor hanger 4 ' are formed. In the illustrated embodiment, the latter are for pendulum-safe guidance in a pair of guide profiles, eg double T-beams, which are laid parallel in the overhead area at a distance of the body width, supported and guided by the hanger side mounted support rollers, on both sides of the conveyor hanger two support rollers are provided , In the suspended conveyor track shown the conveyor hangers are passive, ie formed without self-propulsion. For uniform advancement of all conveyor hanger a production line is in accordance with 6 and 7 between the two guide profiles in the overhead area a drag chain conveyor 54 arranged. A driven with a conveying speed drag chain is guided in a slot-shaped hollow profile open on the underside by means of a plurality of guide members, wherein a driving pin protrudes from the underside of some of these guide members from the longitudinal slot. This can be in a driver provided on top of each of the conveyor hanger 55 engage, so that thereby the conveyor hanger in the forward as well as in the reverse direction is relentlessly coupled to the drag chain. Instead of a pair of individual adapter rails according to the embodiment the 6 and 7 a rigid adapter frame 5 ' fastened in the sill area of the body, which will be discussed again below.

Die Industrieroboter 10, 10' bzw. 10'' weisen einen Roboterarm 11 auf, an dessen Handgelenk ein an die durchzuführende Arbeitsoperation angepasstes Roboterwerkzeug 12 angebracht ist. In dem bei den Ausführungsbeispielen unterstellen Einsatzfall sollen Zubauteile 9 in die Karosserie eingebaut werden. Diese Zubauteile sind lagedefiniert und für den Roboter entnahmegerecht auf einem Bereitstellungstisch 8 bereitgestellt, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel in der Nähe der Warteposition W angeordnet ist.The industrial robots 10 . 10 ' respectively. 10 '' have a robotic arm 11 on, at the wrist a adapted to the work operation to be performed robot tool 12 is appropriate. In the case of the exemplary embodiments assume auxiliary components 9 be installed in the body. These accessory parts are position-defined and accessible to the robot on a supply table 8th provided, which is arranged in the illustrated embodiment in the vicinity of the waiting position W.

Die Industrieroboter 10, 10' bzw. 10'' sind innerhalb der jeweiligen Arbeitsstation parallel neben der Fördereinrichtung für das Werkstück auf einer gesonderten Längsführung, im Beispiel zwei Führungsschienen 17 bzw. 17', zwischen der Warteposition W und der Endposition E hin und her verfahrbar. Zu diesem Zweck ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen das Basisteil 14, 14', 14'' des Industrieroboters auf einem durch die Längsführung geführten und mit einem robotereigenen Längsantrieb versehen Fahrschemel 15, 16 bzw. 16' getragen. Beim Roboter 10 nach den 1 bis 6, 8, 9 ist das Basisteil 14 lösbar mit dem Fahrschemel 15 verbunden, wogegen beim Industrieroboter 10' (11) das Roboter-Basisteil 14' eine starre und unlösbare Einheit mit dem Fahrschemel 16 bildet; bei dem in den 12 und 13 dargestellten Industrieroboter 10'' ist das Basisteil 14'' gegenüber dem Fahrschemel 16' als gesondertes, rahmenartiges Bauteil ausgebildet, gleichwohl stützt sich das Basisteil während des Arbeitszyklus' nicht am Fahrschemel, sondern am Boden (Stützfläche 49') ab. Der Fahrschemel 15 bzw. 16 ist bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen von Industrierobotern 10 bzw. 10' mittels Spurkranzrädern auf Führungsschienen 17 verfahrbar. Beim dritten beispielsweise gezeigten Roboter 10'' wird der Fahrschemel 16' mittels beiderseits V-förmig angeordneter Führungsrollen 59 und einem Paar von entsprechenden Führungsschienen 17' geführt. Der Längsantrieb des Fahrschemels 15 bzw. 16 erfolgt über eine ortsfest verlegte Zahnstange 19, in die ein fahrschemelseitiges Antriebszahnrad 74 eingreift. Dieses ist über eine überbrückbare Schlupfkupplung 18 von einem regelbaren Antriebsmotor aus antreibbar. Der Fahrschemel 16' ist über drehangetrieben und bedarfsweise auf den Boden (Stützfläche 49') ablenkbare Reibrollen 61 bzw. 61' in Längs richtung antreibbar. Die gesamten Steuerbefehle für den Industrieroboter 10, 10' bzw. 10'' werden ihm von der im Steuerschrank 13 untergebrachten Robotersteuerung zugeleitet.The industrial robots 10 . 10 ' respectively. 10 '' are within the respective workstation parallel to the conveyor for the workpiece on a separate longitudinal guide, in the example two guide rails 17 respectively. 17 ' , between the waiting position W and the end position E back and forth movable. For this purpose, in the illustrated embodiments, the base part 14 . 14 ' . 14 '' of the industrial robot on a guided through the longitudinal guide and provided with a robot's own longitudinal drive subframe 15 . 16 respectively. 16 ' carried. At the robot 10 after the 1 to 6 . 8th . 9 is the base part 14 detachable with the subframe 15 connected, whereas the industrial robot 10 ' ( 11 ) the robot base part 14 ' a rigid and indissoluble unit with the subframe 16 forms; in the in the 12 and 13 illustrated industrial robot 10 '' is the base part 14 '' opposite the subframe 16 ' formed as a separate, frame-like component, however, the base part is supported during the work cycle 'not on the subframe, but on the ground (support surface 49 ' ). The subframe 15 respectively. 16 is in the first two embodiments of industrial robots 10 respectively. 10 ' by means of flange wheels on guide rails 17 traversable. In the third robot shown, for example 10 '' becomes the subframe 16 ' by means of both sides arranged V-shaped guide rollers 59 and a pair of corresponding guide rails 17 ' guided. The longitudinal drive of the subframe 15 respectively. 16 via a fixedly installed rack 19 , in which a Fahrschemelseitiges drive gear 74 intervenes. This is via a bridgeable slip clutch 18 drivable by a controllable drive motor. The subframe 16 ' is about drehangetrieben and, if necessary, on the ground (support surface 49 ' ) deflectable friction rollers 61 respectively. 61 ' drivable in the longitudinal direction. The complete control commands for the industrial robot 10 . 10 ' respectively. 10 '' be him from the in the control cabinet 13 supplied robotic control.

Die in 1 in Grundrissdarstellung gezeigte Arbeitsstation umfasst neben der zwischen den Punkten A (Anfang) und E (Ende) gelegene Arbeitsstrecke 23 auch noch eine in Förderrichtung 6 davor angeordnete, zwischen den Punkten W (Warten) und A gelegene Beschleunigungsstrecke 7. Außerdem muss am Ende der Arbeitsstrecke noch eine Verzögerungsstrecke 7' vorgesehen werden, innerhalb der der Roboter vom kontinuierlich weiterbewegten Werkstück gelöst und bis zum Stillstand (Umkehrpunkt U) verzögert wird. Die Gesamtlänge der Arbeitsstation setzt sich also zusammen aus der Länge der Arbeitsstrecke 23 zuzüglich der Länge der Beschleunigungsstrecke 7, der Verzögerungsstrecke 7' und einer in Längsrichtung gemessenen Breite des Industrieroboters 10, 10', 10''. Die Länge der Arbeitsstrecke 23 ihrerseits richtet sich nach dem Umfang der vom Roboter durchzuführenden Arbeiten und nach der Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung 1, 1'. Bei der taktunabhängigen, kontinuierlich voranschreitenden Fertigung können ohne weiteres kürzere und längere Arbeitsstationen hintereinander in ein und derselben Fertigungslinie angeordnet werden, ohne dass dies den Fertigungsablauf in irgendeiner Weise stören würde. Dies ist ein ganz erheblicher Vorteil gegenüber der sog. getakteten Fertigung.In the 1 Workstation shown in plan view includes next to the working distance between the points A (beginning) and E (end) 23 also one in the conveying direction 6 in front of it, between the points W (waiting) and A located acceleration section 7 , In addition, at the end of the working distance still has a delay line 7 ' can be provided within which the robot is released from the continuously moving workpiece and delayed to a stop (reversal point U). The total length of the workstation is thus composed of the length of the working distance 23 plus the length of the acceleration section 7 , the delay line 7 ' and a longitudinal width of the industrial robot 10 . 10 ' . 10 '' , The length of the working distance 23 in turn depends on the scope of the work to be performed by the robot and the conveying speed of the conveyor 1 . 1' , With the clock-independent, continuously progressing production, shorter and longer workstations can be arranged one behind the other in one and the same production line without this disturbing the production process in any way. This is a very significant advantage over the so-called clocked production.

Dem gegenüber werden bei der getakteten, automatisierten Fertigung alle hintereinander folgenden, durch Roboter vorzunehmenden Arbeitsoperationen einer Fließbandfertigung jeweils im Stillstand der Werkstücke durchgeführt. Die dabei installierten Arbeitsstationen müssen alle exakt die gleiche Länge haben, widrigenfalls es zu Störungen im Fertigungsablauf kommen würde. Die getaktete Fertigung aller Arbeitsstationen erzwingt es außerdem, den gesamten Arbeitsprozess in einzelne, untereinander zeitgleiche Arbeitsumfänge zu unterteilen, was nicht immer gelingt und u.U. einen erhöhten Stationen- und Investitionsaufwand erfordert.In contrast, the clocked, automated Manufacturing all consecutive, to be performed by robots Work operations of a production line production each at standstill of the workpieces carried out. The installed workstations must all be exactly the same Have length, otherwise it will interfere would come in the production process. The clocked production of all workstations also forces it to the entire work process into individual, mutually simultaneous scope of work to subdivide, which does not always succeed and u.U. an increased station and investment required.

Die in einer Arbeitsstation (1) bewegungssynchron zu leistende Arbeitsoperation wird während des gemeinsamen Durchlaufes von Roboter 10, 10', 10'' und Werkstück 3 durch die erwähnte Arbeitsstrecke 23 hindurch durchgeführt. Ausgehend von einer vor der Arbeitsstrecke, nämlich zu Beginn der Arbeitsstation gelegenen, in 1 strichpunktiert dargestellten Warteposition W wird der Industrieroboter bei Annäherung des Werkstücks an die Warteposition zunächst auf Fördergeschwindigkeit des Werkstücks beschleunigt (Beschleunigungsphase); die zu Beginn der Beschleunigungsphase sich annähernde Karosserie 3 ist in 1 ebenfalls strichpunktiert dargestellt. Die Länge der Beschleunigungsstrecke 7 muss so ausgelegt sein, dass bei Erreichen des Anfangspunktes A der Arbeitsstrecke 23 Geschwindigkeitsgleichheit und Positionsübereinstimmung zwischen Roboter und Werkstück in engen Grenzen, d.h. positionsgleicher Synchronlauf herbeigeführt werden kann. In diesem Zustand wird dann das verfahrbare Basisteil 14, 14', 14'' des Industrieroboters 10, 10', 10'' zumindest mittelbar mit dem Werkstück mechanisch gekoppelt. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird das Basisteil über die Koppelstangen 20, 20', 29, 31 bzw. über den Koppeltubus 34 mit der Adapterschiene 5 bzw. dem Adaptergestell 5' starr verbunden. Auf diese Einrichtung zum mechanischen Koppeln des Basisteils des Industrieroboters mit dem Werkstück oder einem starr mit ihm verbundenen Werkstückträger soll weiter unten noch näher eingegangen werden.In a workstation ( 1 Movement synchronous work operation is performed during the joint pass of robots 10 . 10 ' . 10 '' and workpiece 3 through the mentioned working distance 23 passed through. Starting from one in front of the working distance, namely at the beginning of the workstation located in 1 dot-dashed waiting position W is the industrial robot when approaching the workpiece to the waiting position initially accelerated to conveying speed of the workpiece (acceleration phase); the approaching at the beginning of the acceleration phase body 3 is in 1 also shown in phantom. The length of the acceleration section 7 must be designed so that when reaching the starting point A of the working distance 23 Velocity equality and position match between robot and workpiece within narrow limits, ie position-identical synchronous operation can be brought about. In this state then the movable base part 14 . 14 ' . 14 '' of the industrial robot 10 . 10 ' . 10 '' mechanically coupled at least indirectly to the workpiece. In the illustrated embodiments, the base part via the coupling rods 20 . 20 ' . 29 . 31 or over the Koppeltu bus 34 with the adapter rail 5 or the adapter frame 5 ' rigidly connected. In this device for mechanically coupling the base part of the industrial robot with the workpiece or a rigidly connected to him workpiece carrier will be discussed in more detail below.

Ausgehend vom Anfangspunkt A der Arbeitsstrecke 23, bei dem Synchronlauf von Roboter und Karosse herbeigeführt und beide mechanisch miteinander verbunden sind, wird die Arbeitsoperation am Werkstück vom Industrieroboter selbsttätig durchgeführt (Arbeitsphase), wobei der Industrieroboter mit dem Werkstück synchron mitbewegt wird. Am Ende E der Arbeitsstrecke 23, d.h. nach Vollendung der Arbeitsoperation, wird das Basisteil des Industrieroboters vom Werkstück gelöst, der Roboter bis zum Stillstand verzögert (Verzögerungsstrecke 7') und der Industrieroboter vom Umkehrpunkt U aus im Eilgang in die Warteposition W zurückbewegt (Eilrücklauf).Starting from the starting point A of the working distance 23 , are brought about in the synchronous operation of robot and body and both are mechanically connected to each other, the work operation on the workpiece by the industrial robot is carried out automatically (working phase), wherein the industrial robot is moved synchronously with the workpiece. At the end E of the working distance 23 , ie after completion of the working operation, the base part of the industrial robot is released from the workpiece, the robot is delayed to a stop (delay distance 7 ' ) and the industrial robot from the reversal point U in rapid traverse back to the waiting position W (rapid return).

Um nach Annäherung einer Karosserie an die Arbeitsstation bzw. an die Warteposition W des Industrieroboters innerhalb der Beschleunigungsstrecke 7 nicht nur einen Synchronlauf zwischen Roboter und Werkstück, sondern auch eine Positionsgleichheit am Punkt A regelungstechnisch herbeiführen zu können, sind eine Reihe gesonderter, weitgehend im Steuerschrank 13 untergebrachter Steuerungen vorgesehen. Zur laufenden Erfassung der jeweilige Längsposition und der Geschwindigkeit des zu bearbeitenden Werkstückes sind Sensoren an der Rollenförderbahn 1 installiert, was jedoch in den Figuren nicht dargestellt ist. Ferner ist ein durch die Positions- und/oder Geschwindigkeitssignale des Werkstücks gespeister Geschwindigkeitsregler vorhanden, der den robotereigenen Längsantrieb für den Fahrschemel beeinflusst. Nicht zuletzt ist selbstverständlich eine programmierbare Steuerung zum Steuern des vollständigen Arbeitszyklus' des Industrieroboters vorhanden. Der Verfahrantrieb des Fahrschemels 15, 16 bzw. 16' stellt gewissermaßen einen weiteren Freiheitsgrad der Bewegung des Industrieroboters dar, der ebenfalls einschließlich der erwähnten, gesonderten steuerungstechnischen Module in die programmierbare Robotersteuerung integriert ist. Auch die Ankoppelung des Industrieroboters an das Werkstück stellt steuerungstechnisch ebenfalls eine weitere Bewegungsachse des Roboters dar, die in die programmierbare Robotersteuerung einbezogen ist. Mit der Robotersteuerung können folgende Funktionen bzw. Phasen ausgeführt werden:After approaching a body to the workstation or to the waiting position W of the industrial robot within the acceleration section 7 Not only synchronism between robot and workpiece, but also a position equality at point A to bring about control technology, are a number of separate, largely in the control cabinet 13 provided controllers. For continuous detection of the respective longitudinal position and the speed of the workpiece to be machined are sensors on the roller conveyor 1 installed, which is not shown in the figures. Furthermore, there is a speed controller which is fed by the position and / or speed signals of the workpiece and influences the robot's own longitudinal drive for the subframe. Not least, of course, there is a programmable controller for controlling the complete duty cycle of the industrial robot. The travel drive of the subframe 15 . 16 respectively. 16 ' represents, as it were, another degree of freedom of movement of the industrial robot, which is also integrated into the programmable robot controller, including the aforementioned separate control modules. The coupling of the industrial robot to the workpiece is also a further movement axis of the robot, which is included in the programmable robot control. The following functions or phases can be executed with the robot control:

  • – Beschleunigen des Industrieroboters während der Beschleunigungsphase aus der Warteposition heraus bei sensorisch detektierter Annäherung des Werkstücks an die Warteposition auf Fördergeschwindigkeit des Werkstücks.- Accelerate of the industrial robot during the Acceleration phase from the waiting position with sensory detected approach of the workpiece to the waiting position for conveying speed of the workpiece.
  • – Mechanisches Ankoppeln des Basisteiles des Industrieroboters an das Werkstück bzw. an ein mit dem Werkstück fest verbundenen Bauteil bei erreichtem Gleichlauf zwischen beiden am Anfangspunkt der Arbeitsstrecke.- Mechanical Coupling the base part of the industrial robot to the workpiece or at one with the workpiece firmly connected component with achieved synchronization between the two at the starting point of the working distance.
  • – Durchführen der Arbeitsoperation am Werkstück während des gemeinsamen Durchlaufes durch die Arbeitsstrecke (Arbeitsphase).- Perform the Work operation on the workpiece during the joint passage through the working distance (working phase).
  • – Lösen des Industrieroboters vom kontinuierlich weiterbewegten Werkstück am Ende E der Arbeitsstrecke und verzögern bis zum Stillstand beim Umkehrpunkt U.- release the Industrial robot from the continuously moving workpiece at the end E of the working distance and delay until the stop at the reversing point U.
  • – Zurückbewegen des Industrieroboters im Eilgang in die Warteposition (Eilrücklauf) nach Beendigung der Arbeitsoperation am Werkstück.- move back of the industrial robot in rapid traverse to the waiting position (rapid return) after completion of the work operation on the workpiece.
  • – Gegebenenfalls Aufnehmen eines Zubauteiles in das Roboterwerkzeug als Vorbereitung für den nächsten Arbeitszyklus.- Possibly Picking up an accessory part in the robot tool in preparation for the next work cycle.

Zur ordnungsgemäßen und qualitativ anspruchsvollen Durchführung der Arbeiten seitens des Industrieroboters am Werkstück dürfen während der Arbeitsphase keine Relativbewegungen zwischen Werkstück und Industrieroboter auftreten, die auf Führungsungenauigkeiten der Führungsschienen für den verfahrbaren Industrieroboter einerseits und auf Führungsungenauigkeiten der Fördereinrichtung für die Werkstücke andererseits zurückzuführen sind. Es stellt einen wesentlichen Vorteil der vorliegenden Erfindung dar, dass nicht nur die Längsführung des Roboters lediglich geringe Genauigkeitsforderungen stellt, sondern dass auch die Führungsgenauigkeit der Fördereinrichtung für die Werkstück gering sein darf. Die relativ ungenaue Führung des Industrieroboters bzw. dessen Fahrschemels mittels Spurkranzräder oder Führungsrollen 59 und Schienen 17, 17' ist diesbezüglich ebenso ausreichend wie die einer Rollenförderbahn 1 oder eines Hängeförderers 1' für das Werkstück.For proper and qualitatively demanding execution of the work on the part of the industrial robot on the workpiece no relative movements between the workpiece and industrial robots must occur due to inaccuracies in the guide rails for the movable industrial robot on the one hand and on leadership inaccuracies of the conveyor for the workpieces on the other. It is a significant advantage of the present invention that not only the longitudinal guide of the robot only low accuracy requirements, but also the guide accuracy of the conveyor for the workpiece must be low. The relatively inaccurate guidance of the industrial robot or its subframe by means of flange wheels or guide rollers 59 and rails 17 . 17 ' is just as adequate as a roller conveyor 1 or an overhead conveyor 1' for the workpiece.

Um trotz solcher Führungsungenauigkeiten Relativbewegungen zwischen Werkstück und Industrieroboter während der Arbeitsphase zwischen Werkstück und Industrieroboter gleichwohl vermeiden und um jedes beliebige Fördersystem zur Beförderung der Werkstücke innerhalb der Fertigung uneingeschränkt zulas sen zu können, wird das Basisteil 14, 14', 14'' des Industrieroboters 10, 10', 10'' während der Arbeitsphase erfindungsgemäß zum einen bezüglich aller sechs Freiheitsgrade starr mit dem Werkstück 3 oder – wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel – starr mit einem mit dem Werkstück unverrückbar verbundenen Bauteil, nämlich der Adapterschiene 5 bzw. dem Adaptergestell 5' gekoppelt. Zum anderen wird das Basisteil mittelbar oder unmittelbar von der Längsführung 17, 17' abgehoben und gewichtsausgeglichen, z.B. mittels eines Luftfederbalgs 40, innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung schwimmend gehaltert. Während der Beschleunigungsphase bis zur Koppelung mit dem Werkstück 3 sowie während der Verzögerung und während des Eilrücklaufes wird hingegen das Basisteil 14, 14', 14'' – mittelbar oder unmittelbar – von der Längsführung 17 nicht schwimmend gelagert bzw. getragen.In spite of such leadership inaccuracies to avoid relative movements between the workpiece and industrial robots during the working phase between the workpiece and industrial robots and to allow any conveyor system for transporting the workpieces within the manufacturing unrestricted zulas sen, the base part 14 . 14 ' . 14 '' of the industrial robot 10 . 10 ' . 10 '' during the working phase according to the invention for a rigid with respect to all six degrees of freedom with the workpiece 3 or - as in the illustrated embodiment - rigid with an immovably connected to the workpiece component, namely the adapter rail 5 or the adapter frame 5 ' coupled. On the other hand, the base part is directly or indirectly from the longitudinal guide 17 . 17 ' lifted and balanced, eg by means of an air spring bellows 40 , floating within a certain range of motion with respect to all six degrees of freedom of the movement. During the acceleration phase until coupling with the workpiece 3 as well as during the delay and during the rapid return, however, the base part 14 . 14 ' . 14 '' - indirectly or directly - from the longitudinal guide 17 not floating or stored carried.

Um dieses Ziel erreichen zu können, ist die Einrichtung zum mechanischen Koppeln des Basisteils 14, 14', 14'' mit dem Werkstück, d.h. mit der Karosserie 3 bzw. mit der starr mit ihr verbundenen Adapterschiene 5 bzw. Adaptergestell 5' derart ausgebildet, dass alle sechs Freiheitsgrade der Bewegung zwischen dem Werkstück 3 einerseits und dem Basisteil 14, 14', 14'' des Industrieroboters 10, 10', 10'' andererseits auch bezüglich kleiner Bewegungsausschläge aufgehoben sind. Zugleich mit der starren Kopplung des Basisteiles 14, 14', 14'' an das Werkstück wird auch eine von Werkstück zu Werkstück stets gleich bleibende, durch die Koppelglieder mechanisch definierte Relativlage herbeigeführt.In order to achieve this goal, the device is for mechanically coupling the base part 14 . 14 ' . 14 '' with the workpiece, ie with the body 3 or with the adapter rail rigidly connected to it 5 or adapter frame 5 ' designed so that all six degrees of freedom of movement between the workpiece 3 on the one hand and the base part 14 . 14 ' . 14 '' of the industrial robot 10 . 10 ' . 10 '' On the other hand, also with respect to small movements are canceled. At the same time with the rigid coupling of the base part 14 . 14 ' . 14 '' To the workpiece also from one workpiece to workpiece always consistent, mechanically induced by the coupling members relative position is brought about.

In soweit stimmen die drei grundsätzlichen Varianten der Erfindung (1-6, 8, 9 bzw. 11 bzw. 12 und 13) überein. Bezüglich eines weiteren erfindungsgemäßen Merkmals weichen die beiden Varianten jedoch voneinander ab. In soweit ist das Basisteil des Industrieroboters gemäß einer der nachfolgend genannten, alternativ in Betracht kommenden Ausführungen gestaltet:In so far agree the three basic variants of the invention ( 1 - 6 . 8th . 9 respectively. 11 respectively. 12 and 13 ) match. With regard to a further feature according to the invention, however, the two variants deviate from one another. In this respect, the basic part of the industrial robot is designed in accordance with one of the following alternative embodiments:

  • – Was die in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele anlangt, so ist das Basisteil 14 des Industrieroboters 10 lösbar mit dessen Fahrschemel 15 verbunden. Im Gegenzug ist das mit einem Gewichtsausgleich, z.B. in Form des unterseitig angebrachten Luftfederbalgs 40, versehene Basisteil 14 des Industrieroboters 10 in der Weise vom Fahrschemel 15 des Industrieroboters 10 abhebbar, dass das Basisteil 14 innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung vom Fahrschemel 15 beweglich gehaltert ist. Die Ausführungsbeispiele zeigen eine Abstützung auf der ebenen und horizontalen Oberseite – der Stützplatte 49 – des Fahrschemels. Denkbar wäre zum Gewichtsausgleich stattdessen auch eine hängende oder pendelnde Anordnung des vom Fahrschemel abgekoppelten Basisteiles an einem vom Fahrschemel getragenen, das Basisteil in weitem Bogen überspannenden Portal. Im Fall der Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 6 wird der Industrieroboter 10 bzw. sein Basisteil 14 mittelbar von der Längsführung 17 abgehoben. Der von den Führungsschienen 17 geführte Fahrschemel 15 verbleibt während des gesamten Arbeitszyklus auf den Führungsschienen. Dem gegenüber wird das vom Fahrschemel getragene Basisteil während der Arbeitsphase, und nur während dieser Zeit, vom Fahrschemel bezüglich aller Richtungen gelöst und unter Ausgleich des Gewichts des Industrieroboters z.B. mittels des Luftfederbalgs 40 räumlich beweglich gegenüber dem Fahrschemel gehaltert. Nur während der Beschleunigungsphase bis zur Koppelung mit dem Werkstück 3 sowie während der Verzögerung und während des Eilrücklaufes ist das Basisteil 14 unnachgiebig mit dem Fahrschemel 15 verbunden.- What in the 1 to 6 arrives at illustrated embodiments, so is the base part 14 of the industrial robot 10 detachable with its subframe 15 connected. In return, this is with a counterbalance, eg in the form of the underside mounted bellows 40 , provided base part 14 of the industrial robot 10 in the way of the subframe 15 of the industrial robot 10 liftable, that the base part 14 within a certain range of motion with respect to all six degrees of freedom of movement of the subframe 15 is held movably. The embodiments show a support on the flat and horizontal top - the support plate 49 - of the subframe. It would also be conceivable for weight balance instead of a suspended or oscillating arrangement of the decoupled from the subframe base part on a carried by the subframe, the base part in a wide arc spanning portal. In the case of the embodiments according to the 1 to 6 becomes the industrial robot 10 or its base part 14 indirectly from the longitudinal guide 17 lifted. The one of the guide rails 17 Guided subframe 15 remains on the guide rails throughout the work cycle. On the other hand, the basic part carried by the subframe during the working phase, and only during this time, is released from the subframe with respect to all directions and balancing the weight of the industrial robot eg by means of the air spring bellows 40 spatially movable with respect to the subframe. Only during the acceleration phase until coupling with the workpiece 3 as well as during the delay and during the fast return is the basic part 14 relentless with the subframe 15 connected.
  • – Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 11 kann statt dessen das Basisteil 14' des Industrieroboters 10' aber auch permanent starr mit dem Fahrschemel 16 verbunden sein oder das Basisteil selber als der auf Führungsschienen 17 geführte Fahrschemel 16 ausgebildet sein. In diesem Fall muss der Fahrschemel in der Weise von den Führungsschienen abhebbar sein, dass der Fahrschemel gemeinsam mit dem Basisteil 14' innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung unter Ausgleich des Gesamtgewichts des Industrieroboters 10' – abgestützt oder aufgehängt an einem raumfesten Bezugssystem – beweglich gehaltert ist.- According to the embodiment according to 11 can instead the base part 14 ' of the industrial robot 10 ' but also permanently rigid with the subframe 16 be connected or the base part itself as the on guide rails 17 Guided subframe 16 be educated. In this case, the subframe must be liftable in the manner of the guide rails that the subframe together with the base part 14 ' within a certain range of motion with respect to all six degrees of freedom of movement while balancing the total weight of the industrial robot 10 ' - supported or suspended on a fixed space frame - is movably supported.
  • – Beim Ausführungsbeispiel nach den 12 und 13 ist das Basisteil 14'' des Industrieroboters 10'' mit dem Fahrschemel 16' über eine Führung 57 verbunden, die lediglich vertikale Relativverschiebungen, und aufgrund von Endanschläge 58 auch diese nur mit einem begrenzten Hub zulässt. Der Fahrschemel 16' ist in der Weise von den Führungsschienen 17' abhebbar oder von ihnen lösbar, dass der Fahrschemel 16' gemeinsam mit dem Basisteil 14'' innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung beweglich gegenüber den Führungsschienen 17' von dem gegenüber Grund wirksamen Gewichtsausgleich gehaltert ist.- In the embodiment of the 12 and 13 is the base part 14 '' of the industrial robot 10 '' with the subframe 16 ' about a guide 57 connected, the only vertical Relativverschiebungen, and due to end stops 58 even this only with a limited stroke allows. The subframe 16 ' is in the way of the guide rails 17 ' liftable or detachable from them, that the subframe 16 ' together with the base part 14 '' Within a certain range of motion with respect to all six degrees of freedom of movement movable relative to the guide rails 17 ' is supported by the opposite reason effective weight balance.

Die erfindungsgemäße Wirkung der räumlich starren und reproduziergenauen Kopplung des gewichtsausgeglichen mit dem Werkstück mitgeführten Industrieroboters besteht darin, dass das Basisteil des Industrieroboters während der Arbeitsphase in einer maßlich stets gleich bleibenden Relativposition festgelegt ist und während der Arbeitsphase keinerlei Relativbewegung zum Werkstück mehr ausführt. Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:The inventive effect of spatially rigid and reproducible coupling of the weight balanced with the workpiece entrained industrial robot is that the base part of the industrial robot during the Working phase in a dimensional is always set constant relative position and during the Working phase no relative movement to the workpiece more performs. This results in the following advantages:

  • – Es können ohne weiters auch Arbeiten mit hohen Genauigkeitsanforderungen durch Industrieroboter bei kontinuierlich bewegtem Werkstück durchgeführt werden.- It can without further work also with high accuracy requirements by Industrial robots are carried out with continuously moving workpiece.
  • – An die Längsführung des Industrieroboters werden nur geringe Genauigkeitsanforderungen gestellt.- On the longitudinal guidance of the Industrial robots are made only low accuracy requirements.
  • – Dadurch können die Arbeitsstationen kostengünstiger gestaltet werden.- Thereby can the workstations cheaper be designed.
  • – Auf Seiten des Werkstückes können beliebige Fördersysteme zugelassen werden, wodurch das System sehr universell einsetzbar ist. - On Sides of the workpiece can any conveyor systems be admitted, making the system very universally applicable is.
  • – Erfindungsgemäß können auch präzise durchzuführende Roboterarbeiten erstmals in einer kontinuierlichen, d.h. ungetakteten Fertigung realisiert werden.- According to the invention can also precise to be performed Robot work for the first time in a continuous, i. non-synchronized Manufacturing be realized.
  • – Dadurch können die Arbeitsstationen unterschiedlich lang, d.h. im Hinblick auf die jeweils durchzuführenden Arbeitsoperationen optimiert ausgelegt werden.- Thereby can the workstations have different lengths, i. with regard each to be performed Work operations are designed to be optimized.
  • – Dadurch kann innerhalb einer vollständigen Fertigungslinie die Anzahl der erforderlichen Roboter-Arbeitsstationen minimal gehalten werden, d.h. der Zwang zur Aufteilung der gesamten Arbeit in zeitgleiche Arbeitstakte und in dementsprechend viele Arbeitsstationen besteht nicht mehr.- Thereby can be within a complete Assembly line the number of required robot workstations kept minimal, i. the compulsion to divide the whole Work in simultaneous work cycles and in accordingly many Workstations no longer exist.

Nachfolgen soll näher auf verschiedene Arten der räumlich starren Kopplung des Basisteils des Industrieroboters an das Werkstück eingegangen werden, die in den 2 bis 6 in fünf Varianten dargestellt sind. Diese Varianten der Kopplung sind nicht nur bei dem in den 2 bis 6 gezeigten Industrieroboter 10, sondern auch beim Industrieroboter 10' nach 11 und beim Industrieroboter 10'' nach den 12 und 13 einsetzbar.It should be discussed in more detail on different types of spatially rigid coupling of the base part of the industrial robot to the workpiece, which in the 2 to 6 are shown in five variants. These variants of the coupling are not only in the in the 2 to 6 shown industrial robots 10 , but also in the industrial robot 10 ' after 11 and the industrial robot 10 '' after the 12 and 13 used.

In vier der dargestellten Ausführungsbeispielen der Ankoppelung des Basisteils (2 bis 5 und 11) ist dieses über ein Paar von unteren Koppelstangen 20, 20', 29 oder 31 mit der oder den Adapterschienen 5 befestigt; die Ankoppelungen gemäß 2 und 11 stimmen im Prinzip überein. Die unteren Koppelstangen sind, wie es in der Grundrissdarstellung nach 1 zu erkennen ist, durch Diagonalstäbe gegeneinander versteift und im übrigen dauerhaft und biegesteif mit dem Basisteil 14, 14' des Industrieroboters 10, 10' verbunden. Bei einem fünften Ausführungsbeispiel der Ankoppelung des Basisteils gemäß 6 wird dieses mittels eines horizontal verschiebbaren Koppeltubus 34 und einer Koppelplatte biegesteif an das Adaptergestell 5' angekoppelt.In four of the illustrated embodiments of the coupling of the base part ( 2 to 5 and 11 ) This is about a pair of lower tie rods 20 . 20 ' . 29 or 31 with the or the adapter rails 5 attached; the couplings according to 2 and 11 agree in principle. The lower tie rods are, as in the plan view 1 can be seen, stiffened by diagonal bars against each other and otherwise durable and rigid with the base part 14 . 14 ' of the industrial robot 10 . 10 ' connected. In a fifth embodiment of the coupling of the base part according to 6 this is done by means of a horizontally displaceable coupling tube 34 and a coupling plate rigidly to the adapter frame 5 ' coupled.

Die in den Ausführungsbeispielen nach den 2 und 3 gezeigten unteren Koppelstangen sind jeweils zweiteilig mit einem stabförmigen, vorderen (21) und einem hülsenförmigen, hinteren Koppelstangenteil 22 ausgebildet, die teleskopartig im Sinne einer Verlängerung bzw. Verkürzung zueinander bewegt und die in der verlängerten Endstellung unbeweglich zueinander verklemmt werden können. Völlig analog sind auch die unteren Koppelstangen 20' (11) bzw. 31 (5) der Ausführungsbeispiele nach den 11 bzw. 5 ausgebildet. Durch Ausfahren der oberen und unteren Koppelstangen in ihre jeweilige Endstellung wird das angekoppelte Basisteil in die vorgeschriebene Relativlage zum Werkstück gebracht.In the embodiments according to the 2 and 3 shown lower coupling rods are each in two parts with a rod-shaped, front ( 21 ) and a sleeve-shaped, rear coupling rod part 22 formed, which moves telescopically in the sense of an extension or shortening each other and which can be clamped immovable to each other in the extended end position. Completely analogue are the lower coupling rods 20 ' ( 11 ) respectively. 31 ( 5 ) of the embodiments according to the 11 respectively. 5 educated. By extending the upper and lower coupling rods in their respective end position, the coupled base part is brought into the prescribed relative position to the workpiece.

Am unteren Ende des vorderen Koppelstangenteils 21 ist, wie 10 deutlicher erkennen lässt, eine horizontal ausgerichtete Gleitführung 51 für einen mit einem Verschiebeantrieb versehenen Schlitten 51 angebracht, die – im Grundriss gesehen – rechtwinklig zur Adapterschiene 5 orientiert ist. Der Schlitten 51 kann auf der Gleitführung gesteuert hin und her bewegt und in der vorderen Endstellung starr auf der Gleitführung festgeklemmt werden. Am Schlitten ist ein Schraubermotor gehaltert, dessen Wellenzapfen in Form einer Fixierschraube 52 mit einem Führungszapfen 53 ausgebildet ist.At the lower end of the front coupling rod part 21 is like 10 can be seen more clearly, a horizontally oriented sliding guide 51 for a carriage provided with a shift drive 51 attached, which - seen in plan view - perpendicular to the adapter rail 5 is oriented. The sled 51 can be moved back and forth on the sliding guide and rigidly clamped in the front end position on the sliding guide. On the carriage, a screwdriver motor is supported, the shaft journal in the form of a fixing screw 52 with a guide pin 53 is trained.

Bei positionsgleichem Synchronlauf von Industrieroboter und Werkstück am Anfang A der Arbeitsstrecke 23 werden die vorderen Koppelstangenteile aus der in 10 strichpunktiert angedeuteten, zurückgezogenen Stellung in Richtung auf die Adapterschiene 5 vorgeschoben. Dabei gelangt die in einer zunächst noch zurückgezogenen, ebenfalls strichpunktiert angedeuteten Position befindliche Fixierschraube 52 gleichachsig zu einer Gewindebohrung in der Adapterschiene. Der Schlitten 51 wird nun bei laufendem Schraubermotor nach vorne geschoben, wobei mit Hilfe des Führungszapfens 53 die Fixierschraube in die Gewindebohrung eingeführt, darin eingeschraubt und schließlich festgezogen wird. Anschließend werden der Schlit ten 51 auf der Gleitführung 50 und der vordere (21) im hinteren Koppelstangenteil 22 in der mechanisch vorgegebenen Endstellung festgeklemmt. Damit sind die unteren Koppelstangen starr mit der Adapterschiene und somit starr mit der Karosserie verbunden und in soweit auch die gewünschte Relativlage zwischen Karosserie und Roboter herbeigeführt.At the same synchronous operation of industrial robot and workpiece at the beginning A of the working distance 23 be the front coupling rod parts of the in 10 dash-dotted lines indicated, retracted position in the direction of the adapter rail 5 advanced. In this case, the fixing screw located in a position initially retracted, also indicated by dash-dot lines, arrives 52 equiaxial to a threaded hole in the adapter rail. The sled 51 is now pushed forward with the engine running, with the help of the guide pin 53 the fixing screw inserted into the threaded hole, screwed into it and finally tightened. Then the Schlit th 51 on the sliding guide 50 and the front ( 21 ) in the rear coupling rod part 22 clamped in the mechanically predetermined end position. Thus, the lower coupling rods are rigidly connected to the adapter rail and thus rigidly connected to the body and in so far brought about the desired relative position between the body and robot.

Selbstverständlich sind noch viele andere Ausführungen zur starren Befestigung des unteren Endes der Koppelstangen mit der Adapterschiene denkbar; die beschriebene Ausführung stellt lediglich eine beispielsweise gegebene Möglichkeit dar. Bei allen diesbezüglichen Lösungen ist zum einen wichtig, dass eine zug- und druckfeste Verbindung zwischen Koppelstangenende und Adapterschiene schnell hergestellt und ebenso schnell auch wieder gelöst werden kann. Zum anderen ist wichtig, dass durch die Koppelstangen eine maßlich genau definierte und bei jedem Arbeitszyklus gleiche Relativlage zwischen dem Basisteil des Roboters und dem Werkstück herbeigeführt wird.Of course, there are many other designs for rigid attachment of the lower end of the coupling rods with the adapter rail conceivable; the described embodiment provides just an example given opportunity. In all related solutions On the one hand, it is important that a tension- and pressure-resistant connection made quickly between coupling rod end and adapter rail and can be solved just as quickly again. On the other hand is important that by the tie rods a dimensionally accurate defined and with each work cycle same relative position between the base part of the robot and the workpiece is brought about.

Durch die zug- und druckfeste Verbindung zwischen dem unteren Ende der beiden gegeneinander versteiften und biegesteif am Basisteil des Industrieroboters befestigten Koppelstangen 20 einerseits und der Adapterschiene 5 andererseits sind bereits drei von sechs möglichen Freiheiten einer Relativbewegung zwischen Industrieroboter und Werkstück wirkungsvoll aufgehoben. Und zwar sind durch die bisher geschilderte Koppelung nicht nur eine horizontale Querverschiebung, sondern auch eine horizontale Längsverschiebung des Basisteils relativ zur Karosserie, d.h. eine Abstandsänderung sowie ein Voreilen bzw. Zurückbleiben der Karosserie gegenüber dem Industrieroboter wirkungsvoll verhindert. Ferner ist dadurch auch ein gegenseitiges Verschwenken um eine vertikale Achse im Sinne einer sog. Gierbewegung ausgeschlossen. Darüber hinaus sind andere Relativbewegungen erschwert. Würde es bei der geschilderten, unten an der Karosserie angreifenden Koppelung bleiben, so wären im Rahmen einer gewissen verbleibenden Biege elastizität des Koppelstangenpaares noch eine relative Wankbewegung sowie eine Nickbewegung der Karosserie gegenüber dem. Industrieroboter möglich. Ferner könnte sich bei vertikalen Beschleunigungen z.B. aufgrund von Erschütterungen u.U. der vertikale Abstand zwischen Roboter und Werkstück ändern.Due to the tension and pressure-resistant connection between the lower end of the two stiffened against each other and rigidly attached to the base part of the industrial robot coupling rods 20 on the one hand and the adapter rail 5 On the other hand, already three out of six possible freedoms of a relative movement between the industrial robot and the workpiece are effectively canceled out. Namely, not only a horizontal transverse displacement, but also a horizontal longitudinal displacement of the base part relative to the body, ie a change in distance and a lead or lag the body relative to the industrial robot effectively prevented by the previously described coupling. Furthermore, thereby also a mutual pivoting about a vertical axis in the sense of a so-called. Yaw movement is excluded. In addition, other relative movements are difficult. Would it remain in the described, attacking the bottom of the body coupling, so would be in the context of a certain remaining bending elasticity of the coupling rod pair still a relative rolling motion and a pitching motion of the body over the. Industrial robot possible. Furthermore, in vertical accelerations, for example, due to Vibrations may change the vertical distance between the robot and the workpiece.

Durch das Hinzutreten einer weiteren, oben an der Karosserie angreifenden Koppelung zwischen Basisteil und Karosserie werden jedoch die verbleibenden drei Freiheiten der Relativbewegung ebenfalls aufgehoben, wobei hier ein Zusammenwirken mit der bereits geschilderten Koppelung durch die unteren Koppelstangen wichtig ist. Die vier in den 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich bezüglich dieser zusätzlichen Koppelung.By the addition of another, attacking the top of the body coupling between base and body, however, the remaining three freedoms of relative movement are also canceled, with a cooperation with the already described coupling by the lower coupling rods is important here. The four in the 2 to 5 illustrated embodiments differ with respect to this additional coupling.

Bei den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein oberer Koppelausleger 24 bzw. 27 am Basisteil 14 des Industrieroboters angebracht, der in Längsrichtung sowie in Vertikalrichtung in sich schub- und biegesteif ausgebildet und biegesteif am Basisteil befestigt ist. Der Koppelausleger 24 nach 2 ist an seinem vorderen Ende mit einem quer verschiebbaren Greifer 25 versehen, der bezüglich des lichten Querschnitts seines Greifmauls an den Querschnitt der Mittelsäule 26 der Karosserie im oberen Bereich der Mittelsäule angepasst ist. Während zum Zeitpunkt des positionsgleichen Synchronlaufs am Ende der Beschleunigungsstrecke die Enden der unteren Koppelstangen mit der Adapterschiene 5 in der bereits geschilderten Weise verbunden werden, wird zeitgleich der zunächst in einer zurückgezogenen Position befindliche, geöffnete Greifer 25 in Richtung auf die Mittelsäule 26 ausgefahren und dann geschlossen, so dass er diese spielfrei und formschlüssig umschließt. Durch die Wirkung der oberen Ankoppelung werden im Zusammengehen mit der unteren Ankoppelung nicht nur relative Vertikalverschiebungen (Höhenveränderungen) der Karosserie gegenüber dem Industrieroboter wirkungsvoll verhindert, sondern auch Verschwenkungen um eine Horizontalachse in Längsrichtung (Wankbewegungen) als auch Horizontalverschwenkungen im Sinne einer Nickbewegung vermieden.In the in the 2 and 3 Illustrated embodiments is an upper coupling arm 24 respectively. 27 at the base part 14 attached to the industrial robot, which is formed in the longitudinal direction and in the vertical direction in pushing and bending stiff and rigidly attached to the base part. The coupling boom 24 after 2 is at its front end with a transversely movable gripper 25 provided with respect to the clear cross section of its gripping jaw to the cross section of the center column 26 the body is adapted in the upper part of the center column. While at the time of the same position synchronous running at the end of the acceleration section, the ends of the lower coupling rods with the adapter rail 5 be connected in the manner already described, at the same time the first located in a retracted position, open gripper 25 towards the center column 26 extended and then closed, so that it encloses this clearance and form-fitting. Due to the effect of the upper coupling not only relative vertical displacements (changes in height) of the body against the industrial robot are effectively prevented in conjunction with the lower coupling, but also avoided pivoting about a horizontal axis in the longitudinal direction (rolling motions) and Horizontalverschwenkungen in the sense of a pitching motion.

Bei der in 3 gezeigten, gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach 2 nur geringfügig anders ausgebildeten Ankoppelung ist der obere Koppelausleger 27 mit einem beweglich an ihm angelenkten Sauggreifer 28 versehen. Dieser kann mit seinen unterseitig angebrachten Saugnäpfen auf das Karosseriedach angelegt werden und hält nach Anlegen eines Vakuums das Dach sicher fest. Die stabilisierende Wirkung der oberen Ankoppelung nach 3 ist im Prinzip die gleiche, wie die nach 2. Falls die Karosserie – wie in der Fertigmontage der Fahrzeuge üblich – lackiert sein sollte, so wird man das Dach zur Schonung der Lackierung zuvor zweckmäßigerweise mit einer selbstklebenden Schutzfolie überkleben.At the in 3 shown, compared to the embodiment according to 2 only slightly different trained coupling is the upper coupling arm 27 with a movably attached to it suction pads 28 Provided. This can be created with its underside mounted suction cups on the body roof and holds after applying a vacuum, the roof securely. The stabilizing effect of the upper coupling after 3 is basically the same as the one after 2 , If the body - as in the final assembly of vehicles usual - should be painted, so you will cover the roof to protect the paint before expediently with a self-adhesive protective film.

Beim Ausführungsbeispiel nach 4 wird ein anderer Weg zur vollständigen Koppelung des Basisteils des Industrieroboters an das Werkstück beschritten. Zwar ist auch hier ein unteres Paar von Koppelstangen 29 am Basisteil 14 angebracht, die in Horizontalrichtung gegeneinander ausgesteift und biegesteif am Basisteil befestigt sind. Jedoch sind die beiden Koppelstangen 29 dieser Ausführung horizontal und auf Höhe der Adapterschienen 5 der Karosserie am Basisteil angebracht und – im Grundriss gesehen – exakt rechtwinklig zur Förderrichtung 6 ausgerichtet. Im Innern der Koppelstangen ist jeweils eine axialbeweglich darin geführte, biegesteife Stange – nachfolgend Koppelschwert 30 genannt – gelagert, welches mit einem Verschiebeantrieb versehen ist, durch den es um wenigstens die Breite der Karosserie hin und her verschoben werden kann. Beide Adapterschienen sind mit an den Querschnitt des Koppelschwerts angepassten, rechts und links deckungsgleich positionierten Durchtrittsöffnungen versehen, durch die die Koppelschwerte bei geringem Spiel hindurch gesteckt werden können. Im Inneren der Koppelschwerte ist noch eine Vorkehrung getroffen, mit der sich die Koppelschwerte nach dem vollständigen Einführen in die Durchtrittsöffnung der Adapterschienen darin mechanisch verriegeln lassen. Dies kann z.B. durch quer in den Koppelschwerten verlaufende Verriegelungsbolzen geschehen, die durch eine axial im Inneren der Koppelschwerter angeordnete Zugstange im Verriegelungssinne oder im Entriegelungssinne betätigt werden können.According to the embodiment 4 another approach is taken for the complete coupling of the base part of the industrial robot to the workpiece. Although here is a lower pair of coupling rods 29 at the base part 14 attached, which are stiffened against each other in the horizontal direction and rigidly attached to the base part. However, the two coupling rods 29 this version horizontally and at the height of the adapter rails 5 the body attached to the base part and - seen in plan view - exactly perpendicular to the conveying direction 6 aligned. In the interior of the coupling rods is in each case an axially movable guided therein, rigid rod - hereinafter coupling blade 30 called - stored, which is provided with a displacement drive, by which it can be moved to at least the width of the body back and forth. Both adapter rails are provided with adapted to the cross section of the coupling blade, right and left congruently positioned passage openings through which the coupling blades can be inserted with little play through. In the interior of the coupling blades, a precaution is taken with which the coupling blades can be mechanically locked therein after the complete insertion into the passage opening of the adapter rails. This can for example be done by transversely extending in the coupling blades locking bolt, which can be actuated by an axially arranged in the interior of the coupling rods pull rod in the locking direction or in the unlocking sense.

Durch Einführen der Koppelschwerte in die beiden rechts und links an der Karosserie angebrachten Adapterschienen 5 und durch das Verriegeln der Koppelschwerte darin können alle sechs Freiheitsgrade der Bewegung zwischen Industrieroboter und Karosserie aufgehoben werden. Zwar müssen zur wirkungsvollen Verhinderung von etwaigen relativen Wankbewegungen der Karosserie gegenüber dem Industrieroboter die Koppelschwerter sehr biegesteif ausgeführt werden, was eine gewisse Bauhöhe derselben und der Adapterschienen voraussetzt. In gleicher Weise muss auch die untere, jeweils ein Koppelschwert führende Koppelstange 29 selber sehr biegesteif ausgeführt und hoch biegesteif am Basisteil befestigt sein. Darüber hinaus sind die Koppelstangen und die in ihnen gleitenden Koppelschwerter sehr lang. Alles dies läuft auf einen gewissen Bauaufwand und Baugewicht, also auf gewisse Bau- und Investitionskosten hinaus. Der erhebliche Vorteil der Anordnung nach 4 gegenüber den anderen Varianten besteht jedoch darin, dass die Koppelung von Roboter und Werkstück ausschließlich in einem die Bewegung des Arbeitsarmes 11 nicht beeinträchtigen Bereich, d.h. ausschließlich unten am Werkstück stattfindet. Der Arbeitsarm des Industrieroboters ist dadurch in seiner Beweglichkeit nicht beeinträchtigt, was im Sinne einer universellen Einsetzbarkeit des Industrieroboters sehr hoch zu veranschlagen ist.By inserting the coupling tabs in the two right and left on the body mounted adapter rails 5 and by locking the coupling blades therein, all six degrees of freedom of movement between the industrial robot and the body can be canceled. Although to effectively prevent any relative rolling movements of the body relative to the industrial robot, the coupling blades must be made very rigid, which requires a certain height of the same and the adapter rails. In the same way must also lower, each a coupling sword leading coupling rod 29 be carried out very rigid and be highly resistant to bending attached to the base. In addition, the coupling rods and sliding in them coupling blades are very long. All this goes to a certain construction cost and construction weight, so on certain construction and investment costs. The considerable advantage of the arrangement 4 Compared to the other variants, however, is that the coupling of robot and workpiece exclusively in one movement of the working arm 11 not affect area, ie only takes place at the bottom of the workpiece. The working arm of the industrial robot is thus not impaired in its mobility, which is very high in terms of a universal applicability of industrial robots.

In eine ähnliche Richtung zielt das Ausführungsbeispiel nach 5. Dort ist eine Ankoppelung mittels eines Paares unterer Koppelstangen 31 vorgesehen, die gegeneinander biegesteif verstrebt sind und auch biegesteif am Basisteil 14 des Industrieroboters 10 befestigt sind. Die beiden Koppelstangen greifen nur an der einen, dem Industrieroboter zugekehrt lie genden Adapterschiene an, und zwar in der im Zusammenhang mit 10 bereits geschilderten Weise. Zur vollständigen, d.h. alle sechs Freiheitsgrade der Bewegung blockierenden Koppelung von Basisteil und Karosserie ist beim Ausführungsbeispiel nach 5 ein sehr großer Koppelausleger 32 am Basisteil 14 des Industrieroboters angebracht, der den Bewegungsspielraum des Arbeitsarmes 11 überspannt und aus diesem Grunde dessen Beweglichkeit nicht beeinträchtigt. Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist am Ende des Koppelauslegers ein vertikal beweglicher Sauggreifer 33 angebracht, mit dem der Koppelausleger endseitig am Karosseriedach festgesetzt werden kann. Der Koppelausleger 32 muss in allen Belastungsrichtungen in sich ebenfalls sehr biegesteif ausgebildet und biegesteif am Basisteil befestigt sein.In a similar direction, the embodiment aims 5 , There is a coupling by means of a pair of lower coupling rods 31 provided, which are braced rigidly against each other and also rigid on the base part 14 of the industrial robot 10 are attached. The two coupling rods only access the one, the industrial robot returns lie ing adapter rail, in the context of 10 already described way. For complete, ie all six degrees of freedom of movement blocking coupling of base and body is in the embodiment after 5 a very large coupling boom 32 at the base part 14 of the industrial robot, which provides the range of motion of the working arm 11 spans and therefore does not affect its mobility. At the in 5 embodiment shown is a vertically movable suction gripper at the end of the coupling arm 33 attached, with which the coupling arm end can be fixed to the body roof. The coupling boom 32 must also be designed very rigid in all directions of load and be rigidly attached to the base part.

In 6 ist eine weitere Koppelung zwischen dem Basisteil 14 des Roboters und der Karosserie 3 gezeigt, die – ähnlich wie die Koppelung nach 4 – besonders für die Anwendung in Hängeförderbahnen geeignet erscheint, weil mit ihr eine vollständige, d.h. alle sechs Freiheitsgrade der Bewegung aufhebende Koppelung ohne oberseitige Koppelglieder zustande kommt. In diesem Fall wird ein in sich starres, genau gefertigtes Adaptergestell 5' eingesetzt, welches sich über die gesamte Breite der Karosserie erstreckt und welches – ähnlich wie die beiden einzelnen Adapterschienen 5 – ebenfalls an den stabilen und genau gefertigten Karosseriepunkten über dortige Steckhülsen befestigt ist. Außerdem erstreckt sich das Adaptergestell über eine gewisse Bauhöhe, so dass seitlich über diese Höhe hinweg roboterseitige Koppelglieder bei hoher Biegesteifigkeit an das Adaptergestell angekoppelt werden können. Dadurch können auch Wank- sowie Nickbewegungen und Höhenveränderungen der Karosserie gegenüber dem Roboter wirksam vermieden werden; oberseitig an der Karosserie angreifende Koppelglieder sind aufgrund dessen entbehrlich.In 6 is another coupling between the base part 14 of the robot and the body 3 shown, which - similar to the coupling after 4 - Especially suitable for use in overhead conveyors appears because with her a complete, ie all six degrees of freedom of the movement reversing coupling without upper side coupling links is made. In this case, a rigid, accurately manufactured adapter frame 5 ' used, which extends over the entire width of the body and which - similar to the two individual adapter rails 5 - Is also attached to the stable and accurately manufactured body points over local sockets. In addition, the adapter frame extends over a certain height, so that robot side coupling elements can be coupled to the adapter frame with high bending stiffness laterally beyond this height. As a result, rolling and pitching movements and height changes of the body relative to the robot can be effectively avoided; On the upper side of the body attacking coupling links are unnecessary because of this.

Roboterseitig ist bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Koppelung das Basisteil 14 des Roboters auf der Höhe des Adaptergestelles 5' mit einer horizontalen Führung versehen, in der ein Koppeltubus 34 horizontal verschiebbar ist. Die Führung ist in sich biegesteif ausgebildet und auch biegesteif am Basisteil 14 angeschlossen. In der strichpunktiert angedeuteten, durch mechanische Anschläge definierten Endstellung des Koppeltubus kann dieser innerhalb der Führung festgeklemmt werden, so dass er mit der Führung eine starre, biegesteife Einheit bildet. An seiner Stirnseite ist der Koppeltubus mit einer Koppelplatte 35 versehen von der zwei Zentrierzapfen horizontal abragen, die in entsprechende Buchsen des Adaptegestells eingreifen. Durch mehrere schwenkbare Befestigungskrallen, die am Rand der Koppelplatte angeordnet sind (nicht dargestellt) und die eine entsprechende Platte am Adaptergestell hintergreifen können, kann die Koppelplatte hoch belastbar und vor allem Biegesteif am Adaptergestell festgekrallt werden.Robot side is at the in 6 illustrated embodiment of the coupling, the base part 14 of the robot at the height of the adapter frame 5 ' provided with a horizontal guide, in which a coupling tube 34 is horizontally displaceable. The guide is rigid in itself and also rigid on the base part 14 connected. In dash-dotted lines, defined by mechanical stops end position of the coupling tube this can be clamped within the guide, so that it forms a rigid, rigid unit with the guide. On its front side is the coupling tube with a coupling plate 35 provided protrude horizontally from the two centering pins, which engage in corresponding sockets Adaptegestells. By a plurality of pivotable mounting claws, which are arranged at the edge of the coupling plate (not shown) and can engage behind a corresponding plate on the adapter frame, the coupling plate can be highly resilient and above all rigidly clamped to the adapter frame.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die geschilderten Arten von Koppelungen nicht nur bei dem Industrieroboter 10 nach den 1 bis 6, sondern auch bei dem Industrieroboter 10' nach 11 oder auch beim Industrieroboter 10" nach den 12 und 13 eingesetzt werden können.For completeness, it should be mentioned that the described types of couplings not only in the industrial robot 10 after the 1 to 6 but also in the industrial robot 10 ' after 11 or even the industrial robot 10 " after the 12 and 13 can be used.

Die Besonderheit des Industrieroboters 10 nach den 1 bis 6 gegenüber dem Industrieroboter 10' nach 11 besteht – wie gesagt – darin, dass das Basisteil 14 vom Fahrschemel 15 im Werkstück-gekoppelten Zustand gelöst werden kann und der vom Fahrschemel getragene Industrieroboter ihm gegenüber frei schwimmen kann. Nachfolgen sei im Zusammenhang mit 9 näher auf die lösbare Verbindung zwischen Basisteil 14 und Fahrschemel 15 eingegangen.The peculiarity of the industrial robot 10 after the 1 to 6 opposite the industrial robot 10 ' after 11 consists - as I said - in that the base part 14 from the subframe 15 can be solved in the workpiece-coupled state and worn by the subframe industrial robot can swim freely towards him. Successions are related to 9 closer to the detachable connection between the base part 14 and subframe 15 received.

Das im Prinzip runde Basisteil 14 weist in den dargestellten Ausführungsbeispielen unterseitig eine zumindest an den Ecken radial überstehende, angenähert quadratische Tragplatte 42 auf. Wie die Grundrissdarstellung nach 1 erkennen lässt, ist im Eckbereich der Tragplatte jeweils eine Fixier bohrung 46 angebracht, in die ein Fixierbolzen 43 des Fahrschemels lagesichernd eingreift.The basically round base part 14 has in the illustrated embodiments, on the underside at least at the corners radially projecting, approximately square support plate 42 on. Like the floor plan after 1 can be seen, in each case a fixing hole in the corner region of the support plate 46 attached, in which a fixing bolt 43 the subframe engages position-locking.

Einzelheiten dieser lösbaren Fixierung sind in 9 gezeigt, wo der Zustand der unbeweglichen Fixierung der Tragplatte 42 am Fahrschemel 15 in vollen Linien dargestellt ist. Der Fixierbolzen 43, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Stützschulter 36 versehen ist, greift in die passgenau gearbeitete Fixierbohrung 46 ein. Aufgrund der Stützschulter des hubbeweglich gehalterten und in der oberen Endstellung befindlichen Fixierbolzens ist die Tragplatte im Abstand zur Oberseite 49 des Fahrschemels gehalten, so dass ein Freiraum zur Unterbringung des Luftfederbalges 40 und eines dynamischen Luftkissens 41 geschaffen ist. Der Fixierbolzen und die Fixierbohrung sind an den einander zugekehrt liegenden Endkanten breit angefast, um ein axiales Ineinandergleiten von Bolzen und Bohrung zu erleichtern. Um ein Abheben der Tragplatte 42 von der Stützschulter des Fixierbolzens zu verhindern, ist im Inneren des axial durchbohrten Fixierbolzens 43 ein durch einen Klemmzylinder 45 axialbeweglicher Klemmbolzen 44 angeordnet. Durch einen Kopf 37 am oberseitigen Ende des Klemmbolzens, der im Durchmesser Größer als die Fixierbohrung 46 ist, kann die Tragplatte von oben auf die Stützschulter 36 des Fixierbolzens festgeklemmt werden. Dadurch ist die Tragplatte horizontal und vertikal sicher in einer mechanisch vorgegebenen Lage festgehalten.Details of this releasable fixation are in 9 shown where the state of immovable fixation of the support plate 42 on the subframe 15 is shown in full lines. The fixing bolt 43 in the illustrated embodiment with a support shoulder 36 is fitted, engages in the precisely machined fixing hole 46 on. Due to the support shoulder of the hubbeweglich held and located in the upper end position fixing bolt the support plate is at a distance to the top 49 held the subframe, so that a space for accommodating the air spring bellows 40 and a dynamic air cushion 41 is created. The fixing bolt and the fixing hole are wide chamfered at the mutually facing end edges to facilitate axial sliding of bolt and bore. To lift off the support plate 42 from the support shoulder of the fixing bolt is inside the axially pierced fixing bolt 43 a through a clamping cylinder 45 axially movable clamping bolt 44 arranged. By a head 37 at the top end of the clamping bolt, larger in diameter than the fixing hole 46 is, the support plate can from the top of the support shoulder 36 of the fixing bolt are clamped. As a result, the support plate is securely held horizontally and vertically in a mechanically predetermined position.

Um im Werkstück-gekoppelten Zustand des Basisteils die Tragplatte 42 des gewichtsausgeglichen durch einen Luftfederbalg 40 gehaltenen Basisteils ohne Höhenänderung vom Fahrschemel 15 lösen und sie innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraumes frei schwimmen lassen zu können, ist der Fixierbolzen 43 durch einen Ringkolben 38 und einen entsprechenden Ringzylinder 39 aus der in vollen Linien dargestellte Haltestellung nach unten in eine strichpunktierte Lösestellung absenkbar. Zugleich wird der Klemmbolzen 44 durch den Klemmzylinder 45 in die ebenfalls strichpunktiert angedeutete Lösestellung an gehoben. Nachdem der Schaftdurchmesser des Klemmbolzens 44 wesentlich kleiner als der Durchmesser der Fixierbohrung 46 ist, und nachdem in der Lösestellung die Stützschulter 36 nach unten und der Klemmkopf 37 nach oben von der Tragplatte 42 abgerückt sind, kann die Tragplatte im gelösten Zustand im Rahmen dieser Abstände bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung um die Fixierstellung herum nach allen Richtungen frei floaten. Der vorzugsweise permanent im Luftfederbalg 40 und im Luftkissen 41 anstehende Arbeitsdruck ist jeweils so einzustellen, dass die Höhenlage des Basisteils im entkoppelten Zustand möglichst genau der Höhenlage im starr gekoppelten Zustand entspricht, so dass beim Entkoppeln praktisch keine Höhenveränderungen auftreten. Nach Beendigung der Arbeitsphase kann durch unterseitige Beaufschlagung des Ringkolbens 38 und oberseitiges Beaufschlagen des Kolbens des Klemmzylinders 45 der Fixierbolzen 43 mit Stützschulter 36 und der Kopf 37 des Klemmbolzens 44 kurzfristig wieder in die Fixierstellung zurück gebracht werden. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann das Basisteil 14 in sehr kurzer Zeit vom Fahrschemel 15 gelöst und auch wieder an ihn lagegenau fixiert werden. Dieser sehr rasch vorzunehmende Wechsel muss zugleich mit dem Koppeln des Basisteils an das Werkstück bzw. dem Lösevorgang von ihm erfolgen.In the workpiece-coupled state of the base part, the support plate 42 the weight balanced by an air bag 40 held base part without height change from the subframe 15 To solve and to allow them to swim freely within a certain range of motion, is the fixing bolt 43 through an annular piston 38 and a corresponding ring cylinder 39 from the vol Lines shown holding position down into a dot-dashed release position lowered. At the same time the clamping bolt 44 through the clamping cylinder 45 lifted in the likewise indicated by dash-dotted lines release position. After the shaft diameter of the clamping bolt 44 much smaller than the diameter of the fixing hole 46 is, and after in the release position the support shoulder 36 down and the clamping head 37 upwards from the support plate 42 have moved away, the support plate in the dissolved state in the context of these distances with respect to all six degrees of freedom of movement around the fixing position around freely floating in all directions. The preferably permanently in the air bag 40 and in the air cushion 41 Pending working pressure is set in each case so that the altitude of the base part in the decoupled state as closely as possible corresponds to the altitude in the rigidly coupled state, so that when decoupling occur virtually no changes in height. After completion of the working phase can be by underside of the annular piston 38 and top-loading the piston of the clamping cylinder 45 the fixing bolt 43 with support shoulder 36 and the head 37 of the clamping bolt 44 be brought back to the fixation position at short notice. Due to this configuration, the base part 14 in a very short time from the subframe 15 be solved and fixed again to him in the right place. This change, which must be made very quickly, must take place at the same time as the coupling of the base part to the workpiece or the release operation.

Bevor auf Einzelheiten des insbesondere in 8 dargestellten pneumatischen Gewichtsausgleichs des Basisteils 14 näher eingegangen wird, sei vorab der Vollständigkeit halber auch noch auf eine mechanische Möglichkeit hierzu, nämlich auf eine pendelnde Aufhängung des Basisteils hingewiesen. Dazu wäre es erforderlich, das Basisteil in einem vom Fahrschemel getragenen Portal kardanisch aufzuhängen. Zu diesem Zweck müsste das Basisteil in einem horizontalen Ring, der das Basisteil mit Abstand umfasst, bei horizontaler, durch den Schwerpunkt des Industrieroboters hindurchgehender Schwenkachse schwenkbar gelagert und dieser Ring seinerseits in einem das Basisteil überspannenden Bügel schwenkbar gelagert werden, wobei die zweite Schwenkachse zwar höhengleich aber rechtwinklig zur erstgenannten Schwenkachse anzuordnen wäre. Der Bügel schließlich könnte vertikal oberhalb des Schnittpunktes der Schwenkachsen an einem Stahlseil pendelnd aufgehängt werden, wobei das obere Ende des Stahlseils in dem bereits erwähnten, vom Fahrschemel getragenen Portal, welches den Industrieroboter mit großem Abstand überspannt, befestigt ist. Um nicht nur ein horizontales Pendeln des Basisteils im gelösten Zustand zulassen zu können, sondern auch ein gewichtsausgeglichenes vertikales Floaten des Basisteiles zu ermöglichen, müsste in die Aufhängung, z.B. in das erwähnte Stahlseil, noch eine elastische Feder mit flacher Kennlinie integriert sein, die zwar das Gewicht des Industrieroboters zu tragen vermag aber doch Höhenschwankungen des Roboters bei nur geringer Kraftänderung in der Aufhängung zulässt.Before looking at details of the particular in 8th shown pneumatic counterbalance of the base part 14 will be discussed in more detail, beforehand for the sake of completeness also on a mechanical possibility for this purpose, namely pointed to a pendulum suspension of the base part. For this it would be necessary to hang the base part in a gantry carried by the subframe gimbal. For this purpose, the base part would have to be pivotally mounted in a horizontal ring, which includes the base part at a horizontal, passing through the center of gravity of the industrial robot pivot axis and this ring in turn are pivotally mounted in a bracket spanning the base part, the second pivot axis while the same height but to arrange at right angles to the first-mentioned pivot axis. Finally, the bracket could be suspended vertically above the intersection of the pivot axes on a steel cable, wherein the upper end of the steel cable in the aforementioned, supported by the subframe portal, which spans the industrial robot with a large distance, is attached. In order to allow not only a horizontal oscillation of the base part in the dissolved state, but also to enable a weight-balanced vertical floating of the base part, would have to be integrated into the suspension, for example in the steel cable mentioned, nor an elastic spring with a flat curve, although the But to carry the weight of the industrial robot can still height variations of the robot with only a slight change in force in the suspension allows.

An Stelle einer pendelnden Aufhängung wäre auch noch eine elastische Abstützung des Basisteils über einen horizontal beweglichen Ring denkbar, der das darin kardanisch aufgehängte Basisteil aufnimmt. Dazu müsste statt des oben erwähnten Bügels ein zweiter horizontaler Ring vorgesehen sein, der unterseitig durch einen Kranz von weichen Druckfedern an der Oberseite des Fahrschemels abgestützt ist. Die Druckfedern laufen vorteilhafter Weise an ihren Enden konisch spitz zu, so dass sie in Horizontalrichtung verkippt werden können, was die Horizontalbeweglichkeit des Stützringes erleichtert. Die Summe der Kräfte dieser Druckfedern muss das Gewicht des Industrieroboters aufnehmen.In place of a pendulous suspension would be too still an elastic support of the base part over a horizontally movable ring conceivable that in the gimbal suspended Base part receives. This would have to instead of the above-mentioned bracket second horizontal ring be provided, the underside by a wreath of soft springs at the top of the subframe supported is. The compression springs are advantageously tapered at their ends pointed, so that they can be tilted in the horizontal direction, which facilitates the horizontal movement of the support ring. The sum the forces These compression springs must accommodate the weight of the industrial robot.

Eine baulich weniger aufwändige pneumatische Halterung zum Gewichtsausgleich des Basisteils 14 auf dem Fahrschemel ist in den Zeichnungen, insbesondere in den 8 und 9 dargestellt. Dort ist zwischen der Unterseite des Basisteils 14 und der oberseitigen Stützplatte 49 des Fahrschemels 15 ein Luftfederbalg 40 angeordnet, der im Fall der schwimmenden Halterung des vom Fahrschemel gelösten Basisteils mit einem fein abgestimmten Luftdruck beaufschlagt wird. Auf die Höhe des über den Luftanschluss 47 zugeleiteten Luftdruckes sei weiter unten noch näher eingegangen. Um das Basisteil auch in Horizontalrichtung kraftfrei über die Stützplatte des Fahrschemels floaten lassen zu können, ist an der Unterseite des Luftfederbalges 40 noch ein dynamisches Luftkissen 41 angebracht, das über den Luftanschluss 47' seine nach Luftdruckhöhe und Luftmenge fein abgestimmte Druckluft erhält. Das ähnlich wie ein Luftfederbalg ausgebildete Luftkissen 41 ist unterseitig mit einem Versteifungsring stabilisiert, weist jedoch eine großflächige Öffnung 48 auf. Der Druck im Luftkissen ist so hoch eingestellt, dass sich zwischen der unterseitigen Auflagefläche des mit der Öffnung 48 versehenen Versteifungsrings und der Stützplatte 49 des Fahrschemels ständig ein radial nach außen strömender Luftfilm ausbildet. Dadurch ist der Reibungswiderstand in der Berührungsfläche gegen horizontale Relativverschiebung vernachlässigbar gering.A structurally less complicated pneumatic holder for weight balance of the base part 14 on the subframe is in the drawings, especially in the 8th and 9 shown. There is between the bottom of the base part 14 and the top side support plate 49 of the subframe 15 an air bag 40 arranged, which is applied in the case of the floating support of the subframe released from the subframe with a finely tuned air pressure. At the height of the over the air connection 47 The air pressure supplied will be discussed in more detail below. To be able to float the base part in the horizontal direction without force on the support plate of the subframe is at the bottom of the air spring bellows 40 another dynamic air cushion 41 attached, that via the air connection 47 ' receives its compressed according to air pressure level and air volume finely tuned compressed air. The similar to an air bag trained air cushion 41 is stabilized on the underside with a stiffening ring, but has a large-area opening 48 on. The pressure in the air cushion is set so high that between the lower side bearing surface of the with the opening 48 provided stiffening ring and the support plate 49 of the subframe constantly forms a radially outward flowing air film. As a result, the frictional resistance in the contact surface against horizontal relative displacement is negligible.

Beim positionsgleichen Synchronlauf des Industrieroboters mit dem Werkstück am Punkt A wird das Basisteil zuerst allseits starr an das Werkstück angekoppelt und erst danach das Basisteil 14 vom Fahrschemel 15 gelöst. Durch Ausfahren der Koppelstangen auf ihre durch mechanische Anschläge definierte Endstellung wird dann die exakte Relativposition zwischen Basisteil und Werkstück herbeigeführt. Diese Vorgänge müssen allerdings sehr rasch und in kurzer Zeitfolge vonstatten gehen. In einem kurzen Übergangszeitraum ist das Basisteil sowohl mit dem Fahrschemel als auch mit dem Werkstück starr verbunden. Der Gewichtsausgleich durch den Luftfederbalg 40 muss schon rechtzeitig vor dem Ankoppeln des Basisteils an das Werkstück aktiviert sein, so dass der zum Tragen des Industrieroboters erforderliche Luftdruck im Luftfederbalg bereits ansteht. Dieser Luftdruck kann vorzugsweise permanent, d.h. auch in den Phasen stehen bleiben, in denen das Basisteil mechanisch starr mit dem Fahrschemel verbunden ist. Am Ende der Arbeitsphase, wo das Basisteil vom Werkstück gelöst und mit dem Fahrschemel verbunden wird, ist es gerade umgekehrt. Bei diesem Wechsel muss zunächst die starre Verbindung zwischen Basisteil und Fahrschemel wieder hergestellt werden, bevor die Verbindung zum Werkstück gelöst werden darf. Auch bei diesem Übergang ist das Basisteil eine kurze Zeit lang sowohl mit dem Fahrschemel als auch mit dem Werkstück starr verbunden.In the same position synchronous operation of the industrial robot with the workpiece at point A, the base part is first coupled to all sides rigidly to the workpiece and only then the base part 14 from the subframe 15 solved. By extending the coupling rods on their defined by mechanical stops end position then the exact relative position between the base part and workpiece is brought about. However, these processes must be carried out very quickly and in a short time sequence. In a short transition period, the base part is ver rigid ver both with the subframe and with the workpiece prevented. The weight balance through the air bag 40 must be activated in good time before coupling the base part to the workpiece, so that the air pressure required to carry the industrial robot is already present in the air spring bellows. This air pressure can preferably remain permanently, ie also in the phases in which the base part is mechanically rigidly connected to the subframe. At the end of the work phase, where the base part is detached from the workpiece and connected to the subframe, it is just the opposite. During this change, the rigid connection between the base part and the subframe must first be restored before the connection to the workpiece can be released. Even with this transition, the base part is rigidly connected to both the subframe and the workpiece for a short time.

Zwar haben Luftfederbälge eine sehr geringe Hysterese, aber nicht unbedingt eine sehr flache Federkennlinie. Um bei Höhenveränderungen des Basisteils gegenüber dem Fahrschemel während des gelösten Zustandes keinen Anstieg oder Abfall der Stützkraft zu bekommen, sondern in allen Höhenlagen das Eigengewicht des Industrieroboters möglichst genau durch den Luftfederbalg ausgleichen zu können, wird dem Luftfederbalg ein geregelter Luftdruck zugeführt, wobei der Luftfederbalg seinen Luftdruck von der Luftdruckquelle her über ein Druckregelventil erhält. Um den Luftdruck geregelt zuführen zu können, ist wenigstens eines der Koppelglieder 20 mit einem Kraftmesssensor 60 versehen. Normalerweise wirkt auf die Koppelstangen keine oder nur eine sehr geringe Kraft ein. Wenn jedoch die Karosserie z.B. aufgrund einer Wankbewegung über eine längere Zeit hinweg das Basisteil um ein kleines Stück anzuheben trachtet, lässt die Stützkraft des Luftfederbalges nach, und die Koppelglieder müssen das Defizit an Stützkraft aufnehmen. Deshalb ist der Kraftmesssensor so ausgebildet und am Koppelglied angebracht, dass die dort detektierte Kraft eine Vertikalkraft repräsentiert, die je nach Lageänderung der Karosserie während der Arbeitsphase das luftfederunterstützte Basisteil anzuheben bzw. niederzudrücken versucht. Mit dem Kraftmesssensor 60 ist ein Regler für den Luftdruck im Luftfederbalg 40 gekoppelt. Der Luftdruckregler wirkt in Abhängigkeit von der durch den Kraftmesssensor 60 ermittelten Kraft auf das erwähnte Druckregelventil derart ein, dass bei einer vom Werkstück her im niederdrückenden Sinn auf den Luftfederbalg 40 einwirkenden Kraft der Luftdruck im Balg abgesenkt und bei einer das Basisteil in der Tendenz von Luftfederbalg abhebenden Kraft der Luftdruck im Balg erhöht wird. Angestrebt ist, dass die im Koppelglied 20 wirkende Kraft unterhalb eines bestimmten Schwellwertes bleibt. Dadurch wird sichergestellt, dass in allen sich nur geringfügig unterscheidenden Höhenlagen des Basisteils gegenüber der Stützplatte des Fahrschemels das Eigengewicht des Industrieroboters weitgehend pneumatisch und konstant ausgeglichen wird.Although air spring bellows have a very low hysteresis, but not necessarily a very flat spring characteristic. In order to get at changes in height of the base part relative to the subframe during the dissolved state no increase or decrease in support force, but at all altitudes to compensate for the dead weight of the industrial robot as accurately as possible through the air bag, the air bag is fed a regulated air pressure, the air bag his Receives air pressure from the air pressure source forth via a pressure control valve. To be able to supply regulated air pressure, at least one of the coupling members 20 with a force measuring sensor 60 Provided. Normally, no or only a very small force acts on the coupling rods. However, if, for example, the body tends to raise the base by a small amount over a long period of time due to a rolling motion, the supporting force of the air spring bellows decreases, and the coupling links must absorb the deficit of supporting force. Therefore, the force measuring sensor is designed and attached to the coupling member that the force detected there represents a vertical force that tries to raise or depress the air spring-assisted base depending on the change in position of the body during the working phase. With the force measuring sensor 60 is a regulator for the air pressure in the bellows 40 coupled. The air pressure regulator acts as a function of the force measuring sensor 60 determined force on the mentioned pressure control valve such that at a workpiece in the depressing sense of the air spring bellows 40 acting force of the air pressure in the bellows is lowered and increased at a base part in the tendency of air bellows lifting force of the air pressure in the bellows. The aim is that in the coupling link 20 acting force remains below a certain threshold. This ensures that in all only slightly different heights of the base part relative to the support plate of the subframe, the dead weight of the industrial robot is largely balanced pneumatically and constantly.

Während der Arbeitsphase ist das Basisteil 14 des Industrieroboters – wie gesagt – vom Fahrschemel 15 gelöst und innerhalb gewisser, mechanisch vorgegebener Grenzen gegenüber dem Fahrschemel frei beweglich. Der angetrieben neben dem Werkstück her fahrende Fahrschemel hat in dieser Phase lediglich noch die Aufgabe, das Gewicht des Industrieroboters zu tragen, ihn jedoch nicht zu führen. Hierbei könnte es vorkommen, dass der Bewegungsspielraum zwischen Basisteil und Fahrschemel aufgrund von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Werkstück und Fahrschemel in der einen oder anderen Richtung überschritten wird. Um es in einem solchen Zustand nicht zu Verzwängungen in den beiden Antrieben kommen zu lassen, ist vorgesehen, dass im Kraftfluss zum Antriebszahnrad 74 des Fahrschemels die bereits erwähnte Schlupfkupplung 18 angeordnet ist, die aufgrund des zugelassenen Schlupfes zwischen An- und Abtriebsseite derartige Verzwängungen verhindert. Durch einen Kupplungsschlupf wird die Antriebskraft des Fahrschemels auf einen einstellbaren Wert begrenzt.During the working phase is the base part 14 of the industrial robot - as I said - from the subframe 15 solved and freely movable within certain, mechanically predetermined limits compared to the subframe. The driven next to the workpiece ago moving subframe has at this stage only the task of carrying the weight of the industrial robot, but not to lead him. It could happen that the range of motion between base and subframe due to speed differences between the workpiece and subframe in one or the other direction is exceeded. In order not to let it come in such a state to Verzwängungen in the two drives, it is provided that in the power flow to the drive gear 74 of the subframe, the already mentioned slip clutch 18 is arranged, which prevents such Verzwängungen due to the permitted slip between the input and output side. By a clutch slip, the driving force of the subframe is limited to an adjustable value.

Andererseits sollen während der Beschleunigungsphase, während des Eilrücklaufes und bei einem eventuellen Not-Halt hohe An- triebs- oder Bremskräfte über das Antriebszahnrad 74 übertragen werden können. Deshalb ist die Schlupfkupplung derart ausgebildet, dass sie starr durchgekuppelt, also in einen Zustand überführt werden kann, in dem ein Schlupf zwischen An- und Abtriebsseite der Schlupfkupplung 18 verhindert ist. Zur sicheren Beherrschung der Beschleunigungsphase und des Eilrücklaufes arbeitet der robotereigene Längsantrieb 73 deshalb während der genannten Phasen form- oder kraftschlüssig, d.h. nicht-schlupfend.On the other hand, during the acceleration phase, during the rapid return and in the event of an emergency stop, high drive or braking forces are to be transmitted via the drive gear 74 can be transmitted. Therefore, the slip clutch is designed such that it can be rigidly coupled through, that can be converted into a state in which a slip between the input and output side of the slip clutch 18 is prevented. For safe control of the acceleration phase and the rapid return, the robot's own longitudinal drive operates 73 therefore during the said phases positive or non-positive, ie non-slipping.

Geeignete Kupplungen dieses Typs wären hydrodynamische Kupplungen oder Visko-Kupplungen. Beim zuletzt genannten Kupplungstyp sind abwechselnd antriebsseitige und abtriebsseitige Kupplungslamellen ineinandergreifend angeordnet, die in einem ölgefüllten Gehäuse laufen. Das im Schlupfzustand übertragbare Drehmoment kann durch den Abstand der antriebsseitigen und abtriebsseitigen Kupplungslamellen vorgegeben werden. Andererseits kann eine Visko-Kupplung bedarfsweise durch kraftvolles, axiales Zusammenpressen der Kupplungslamellen starr durchgekuppelt werden.Suitable couplings of this type would be hydrodynamic Clutches or viscous couplings. In the latter type of coupling are alternately drive-side and output-side clutch plates arranged interlocking, which run in an oil-filled housing. The transferable in the slip state Torque can be determined by the distance between the drive-side and output-side clutch plates be specified. On the other hand, a viscous coupling as needed by powerful, axial compression of the clutch plates be rigidly coupled.

Der robotereigene Längsantrieb wird ab dem Ende der Beschleunigungsphase und während der gesamten Arbeitsphase, d.h. in dem an das Werkstück 3 gekoppelten Zustand, im Mittel mit der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 1 voranbewegt. Hierbei kann die an der Fördereinrichtung 1 gemessene Fördergeschwindigkeit als Sollgeschwindigkeit einem Geschwindigkeitsregler vorgegeben und dem Antrieb des Fahrschemels des Industrieroboters aufgeprägt werden, wobei die Ist-Geschwindigkeit des Fahrschemels an dem Antriebszahnrad 74 abgenommen werden muss.The robot's own longitudinal drive is from the end of the acceleration phase and during the entire working phase, ie in the workpiece 3 coupled state, on average with the speed of the conveyor 1 moved forward. Here, the at the conveyor 1 measured conveying speed as a target speed given a speed controller and the drive of the subframe of the industrial robot are impressed, the actual speed of the subframe on the drive gear 74 must be removed.

Obwohl der Fahrschemel also mit einer geregelten, mit der Fördergeschwindigkeit übereinstimmenden Geschwindigkeit angetrieben wird, kann es im Rahmen von Mess- und Regelungsungenauigkeiten gleichwohl zu kleinen, länger andauernden Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Werkstück und Fahrschemel kommen. Eine weitere Ursache hierfür könnte auch der gewollte Schlupf in der Schlupfkupplung 18 sein. Aufgrund einer länger anhaltenden Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Werkstück und Fahrschemel kann es vorkommen, dass der Fahrschemel im Rahmen der begrenzten relativen Beweglichkeit das Werkstück in Förderichtung "überholt" oder dass sie gegenüber dem Werkstück zurückbleibt. Hierbei kann es zu einer Berührung des Klemmbolzens 44 mit der Fixierbohrung 46 kommen. In einem solchen Berührungszustand wäre die freie Beweglichkeit des Basisteils 14 gegenüber dem Fahrschemel 15 in Längsrichtung einge schränkt und in Vertikalrichtung sowie in Querrichtung erschwert.Although the subframe is therefore driven at a regulated speed which corresponds to the conveying speed, it is nevertheless possible during the measurement and control inaccuracies to cause small, longer-lasting speed differences between the workpiece and the subframe. Another cause of this could be the intentional slip in the slip clutch 18 his. Due to a longer-lasting speed difference between the workpiece and subframe, it may happen that the subframe in the context of limited relative mobility, the workpiece in the conveying direction "overtaken" or that it remains against the workpiece. This can lead to a contact of the clamping bolt 44 with the fixing hole 46 come. In such a contact state, the free mobility of the base part would be 14 opposite the subframe 15 In the longitudinal direction is limited and difficult in the vertical direction and in the transverse direction.

Um einen solchen Zustand zu vermeiden, kann der Antrieb des Fahrschemels zusätzlich auf eine zweite Art geschwindigkeitsgeregelt erfolgen, und zwar in Abhängigkeit vom horizontalen Verschiebezustand der Tragplatte 42 gegenüber dem Fahrschemel. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Basisteil 14 des Industrieroboters 10 und dem Fahrschemel 15 ein Weggeber 70 angeordnet (siehe 1), der während der Arbeitsphase horizontale, in Längsrichtung 6 liegende Relativverschiebungen zwischen Basisteil und Fahrschemel ermittelt. Dieser Weggeber misst den horizontalen Abstand zwischen je einem Referenzpunkt an der Tragplatte 42 und einem in Längsrichtung 6 fluchtend gegenüber liegenden Referenzpunkt am Fahrschemel; und zwar wird eine solche Abstandsmessung zugleich an wenigstens drei gegenseitig horizontal und vertikal beabstandeten Stellen durchgeführt. Aus diesen wenigstens drei Abstandswerten wird ein Bemittelter Abstand errechnet, bei dem etwaige verschwenkungsbedingten Abstandsänderungen eliminiert sind.In order to avoid such a condition, the drive of the subframe can additionally be speed controlled in a second way, depending on the horizontal displacement state of the support plate 42 opposite the subframe. For this purpose is between the base part 14 of the industrial robot 10 and the subframe 15 a wayfinder 70 arranged (see 1 ), which during the working phase is horizontal, longitudinal 6 lying relative displacements between base part and subframe determined. This encoder measures the horizontal distance between each reference point on the support plate 42 and one in the longitudinal direction 6 aligned reference point on the subframe; namely, such a distance measurement is carried out simultaneously at least three mutually horizontally and vertically spaced locations. From these at least three distance values, an average distance is calculated in which any pivoting-related distance changes are eliminated.

Der Weggeber ist mit einem Geschwindigkeitsregler für die Fahrgeschwindigkeit des Fahrschemels 15 gekoppelt. Der Geschwindigkeitsregler seinerseits wirkt auf einen regelbaren Antriebsmotor des Fahrschemels 15 ein. Und zwar wird deren Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der durch den Weggeber 70 ermittelten Relativverschiebung zwischen Basisteil 14 und Fahrschemel 15 derart erhöht bzw. erniedrigt, dass die Relativverschiebung unterhalb eines bestimmten Maximalwertes bleibt. Dadurch wird eine länger andauernde Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Werkstück und Fahrschemel während der Arbeitsphase, d.h. während des gelösten Zustandes des Industrieroboters vermieden. Der Klemmbolzen 44 bleibt somit selbst bei Geschwindigkeitsschwankungen der Fördereinrichtung stets annähernd mittig innerhalb der Fixierbohrung 46 stehen.The displacement sensor is equipped with a cruise control for the driving speed of the subframe 15 coupled. The speed controller in turn acts on a controllable drive motor of the subframe 15 on. Namely, their driving speed depending on the by the encoder 70 determined relative displacement between base part 14 and subframe 15 increased or decreased such that the relative displacement remains below a certain maximum value. As a result, a longer-lasting speed difference between the workpiece and subframe during the working phase, ie avoided during the dissolved state of the industrial robot. The clamping bolt 44 Thus, even with speed fluctuations of the conveyor always remains approximately centered within the fixing hole 46 stand.

Während der Arbeitsphase ist das Basisteil 14 des Industrieroboters 10 – wie gesagt – vollständig an das Werkstück gekoppelt und kann gegenüber dem Fahrschemel gewichtsausgeglichen allseits frei schwimmen. Die Reaktionskräfte des Industrieroboters müssen während dieser Arbeitsphase durch die Koppelstangen und Koppelausleger aufgenommen werden. Derartige Reaktionskräfte können zum einen durch die auszuführende Arbeit selber herrühren, z.B. wenn ein gewisser Arbeitswiderstand beim Fügen von Montageteilen zu überwinden ist. Durch geeignete Gestaltung der Fügepartner bzw. der Fügespalte und des Roboterwerkzeuges lassen sich derartige, arbeitsbedingte Reaktionskräfte beherrschen. Beispielsweise kann beim schwergängigen Fügen von Zubauteilen ein Gegenhalter am Roboterwerkzeug integriert sein, der sich im Bereich des Einbauortes auf der in Fügerichtung gegenüber liegenden Seite unmittelbar am Werkstück anlegt und sich dort abstützt. Dadurch können die durch Fügekräfte verursachten Reaktionskräfte bei kurzem Kraftfluss in das Werkstück ableitet werden.During the working phase is the base part 14 of the industrial robot 10 - As I said - fully coupled to the workpiece and can swim freely compared to the subframe weight balanced on all sides. The reaction forces of the industrial robot must be absorbed by the coupling rods and coupling arms during this working phase. Such reaction forces can be caused by the work to be performed itself, for example, when a certain working resistance has to be overcome when joining assembly parts. By suitable design of the joining partners or the joining gaps and the robot tool, such, work-related reaction forces can be mastered. For example, in the sluggish joining of accessory parts, an anvil may be integrated on the robot tool, which directly adjoins the workpiece in the region of the installation location on the side lying opposite in the joining direction and is supported there. As a result, the reaction forces caused by joining forces can be dissipated into the workpiece with a short power flow.

Neben diesen arbeitsbedingten Reaktionskräften treten beim Industrieroboter auch noch massebedingte Reaktionskräfte auf, die sich nicht ohne weiteres vermeiden lassen. Die massebedingten Reaktionskräfte können insbesondere bei raschen Bewegungen des Arbeitsarmes 11 sehr groß werden. Um während der Arbeitsphase des Industrieroboters die Koppelglieder von all zu großen massebedingten Reaktionskräften zu entlasten, ist vorgesehen, dass die rasch vorzunehmenden Roboter- und Armbewegungen zeitlich außerhalb des Werkstück-gekoppelten Zustandes, d.h. nur während des Stillstandes, während des Eilrücklaufes oder während der Beschleunigungsphase vorgenommen werden.In addition to these work-related reaction forces occur in the industrial robot also mass-based reaction forces that can not be avoided without further ado. The mass-related reaction forces can, in particular with rapid movements of the working arm 11 get very tall. In order to relieve the coupling links of all excessive mass reaction forces during the working phase of the industrial robot, it is provided that the robot and arm movements to be carried out quickly take place outside the workpiece-coupled state, ie only during standstill, during the rapid return or during the acceleration phase become.

Rasche Roboter- und Armbewegungen sind z.B. nötig, um den Industrieroboter und seinen Arbeitsarm vor Beginn der eigentlichen Arbeit in die erforderliche Ausgangsposition für die durchzuführende Arbeit zu bringen. Bei Montage eines Zubauteiles 9 in das Werkstück muss das beispielsweise auf einem Tisch bereitgelegte Zubauteil zunächst in das Roboterwerkzeug aufgenommen werden, was allein aus Zeitgründen bei rascher Roboterbewegung durchgeführt wird. Aus den oben genannten Gründen – Entlastung der Koppelglieder und Erhaltung eines genauen Koppelungszustandes – wird also ein Zubauteil tunlichst während einer Stillstandszeit des Industrieroboters, d.h. am Ende der Arbeitsphase oder in der Warteposition in das Roboterwerkzeug aufgenommen. Solche Vorgänge könnten auch während einer Verfahrbewegung des Industrieroboters erfolgen, in jedem Fall sollten sie nur während solcher Phasen vorgenommen werden, in denen das Basisteil des Industrieroboters fest mit dem Fahrschemel verbunden ist und die Koppelglieder vom Werkstück gelöst sind. Dies ist während der Beschleunigungsphase und während des Eilrücklaufs der Fall.Rapid robot and arm movements are necessary, for example, to bring the industrial robot and its working arm into the required starting position for the work to be performed before the actual work begins. When mounting an accessory part 9 in the workpiece, for example, provided on a table Zubauteil must first be included in the robot tool, which is performed solely for reasons of time with rapid robot movement. For the reasons mentioned above - relieving the coupling links and maintaining a precise coupling state - so a Zubauteil is most possible during a downtime of the industrial robot, ie taken at the end of the working phase or in the waiting position in the robot tool. Such operations could also take place during a travel movement of the industrial robot, in any case, they should be made only during those phases in which the base part of the industrial robot is firmly connected to the subframe and the coupling links are detached from the workpiece. This is the case during the acceleration phase and during the fast return.

Nachfolgend sei auf das in 11 dargestellte Ausführungsbeispiel des Industrieroboters 10' näher eingegangen, bei dem das Basisteil 14' eine unlösbare Einheit mit dem Fahrschemel 16 bildet. Bei diesem Beispiel sind der Luftfederbalg 40' sowie das dynamische Luftkissen 41' an der Unterseite des Fahrschemels 16 angeordnet. Während der Arbeitsphase des Industrieroboters stützen sich diese gewichtsausgleichenden und reibungsvermindernden Bauteile auf der bodenseitig zwischen den beiden Führungsschienen 17 angeordneten Platte 49' ab. Damit der Industrieroboter 10' gemeinsam mit dem Fahrschemel 16 während des werkstück-gekoppelten Zustandes innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraumes allseits frei schwimmen kann, muss der Fahrschemel um ein gewisses Maß vertikal von den Führungsschienen 17 abgehoben werden. Üblicherweise sind die Führungsschienen für Roboter im Kopfbereich formschlüssig von Schienenkrallen umgriffen, die ein ungewolltes Abheben des Fahrschemels von den Schienen, z.B. bei Kippgefahr aufgrund von Massenkräften, verhindern. Diese Schienenkrallen müssten im vorliegenden Fall als bewegliche Zangen ausgebildet sein, die zum Abheben des Fahrschemels von den Führungsschienen durch einen Stellantrieb geöffnet werden. Eine Rbschrägung an den Spurkränzen der Räder und an den Führungs schienen – dieses Detail ist in 11 unten vergrößert dargestellt – stellt nicht nur einen horizontalen Bewegungsspielraum bei geringem Abheben von der Schiene sicher, sondern gewährleistet auch, dass bei Beendigung der Arbeitsphase der Fahrschemel wieder Ordnungsgemäß aufgegleist werden kann.Below is on the in 11 illustrated embodiment of the industrial robot 10 ' in detail, in which the base part 14 ' an indissoluble unit with the subframe 16 forms. In this example, the air bag 40 ' as well as the dynamic air cushion 41 ' at the bottom of the subframe 16 arranged. During the working phase of the industrial robot, these weight-compensating and friction-reducing components are supported on the bottom side between the two guide rails 17 arranged plate 49 ' from. Thus the industrial robot 10 ' together with the subframe 16 during the workpiece-coupled state within a certain range of motion can swim freely on all sides, the subframe must be by a certain amount vertically from the guide rails 17 be lifted off. Usually, the guide rails for robots in the head area are positively encompassed by rail claws, which prevent unintentional lifting of the subframe from the rails, for example in case of risk of tipping due to inertial forces. These rail claws would have to be designed in the present case as a movable pliers, which are opened to lift the subframe of the guide rails by an actuator. A bevel on the wheel flanges of the wheels and on the guide rails - this detail is in 11 shown enlarged below - not only ensures a horizontal range of motion with little lift off the rail, but also ensures that at the end of the working phase of the subframe can be properly regained.

Beim Ausführungsbeispiel nach 11 geht also der Industrieroboter 10' beim Übergang in die Arbeitsphase in eine leicht angehobene Position über. Dies muss zum einen bei der Bemessung der unteren Koppelstangen 20' und des oberen Koppelauslegers 24 berücksichtigt werden. Zum anderen hat die Anhebung des Industrieroboters während der Arbeitsphase auch Auswirkungen auf die Programmierung, d.h. es muss dabei berücksichtigt werden, dass das Bezugsystem des Industrieroboters während der Arbeitsphase gegenüber der Position des Bezugsystems während der anderen Phasen des Arbeitszyklus' leicht nach oben versetzt ist. Um ein Anheben des Fahrschemels 16 beim Lösen von der Längsführung und die damit verbundenen Implikationen zu vermeiden, können statt dessen die Spurkranzräder auch um ein entsprechendes Maß nach oben in den Fahrschemel eingezogen werden, so dass die Höhenlage des Basisteils beim Lösen unverändert bleibt.According to the embodiment 11 So goes the industrial robot 10 ' in the transition into the working phase in a slightly raised position on. This must firstly in the design of the lower coupling rods 20 ' and the upper coupling arm 24 be taken into account. On the other hand, the increase of the industrial robot during the working phase also has an effect on the programming, ie it must be taken into account that the reference system of the industrial robot is slightly offset upwards during the working phase compared with the position of the reference system during the other phases of the work cycle. To lift the subframe 16 When loosening the longitudinal guide and to avoid the associated implications, instead of the flange wheels can be retracted by a corresponding amount up in the subframe, so that the altitude of the base part remains unchanged when loosening.

Im übrigen wird beim Ausführungsbeispiel nach 11 der Industrieroboter 10' als ganzes, d.h. einschließlich Fahrschemel 16 während der Arbeitsphase über die allseits starre Ankopplung an das Werkstück in Förderrichtung mit dem Werkstück mitgeschleppt. Dank der Abstützung des Fahrschemels über ein dynamisches Luftkissen auf dem Untergrund 49' ist der Gleitwiderstand jedoch vernachlässigbar gering. Die zum Mitschleppen des Industrieroboters 10' bei konstanter und geringer Fördergeschwindigkeit erforderlichen Kräfte können ohne weiteres von den Koppelgliedern aufgenommen werden. Ein Antrieb des Industrieroboters in Förderrichtung ist während der Arbeitsphase nicht erforderlich.Incidentally, according to the embodiment 11 the industrial robot 10 ' as a whole, ie including subframe 16 during the working phase dragged along with the workpiece on the generally rigid coupling to the workpiece in the conveying direction. Thanks to the support of the subframe via a dynamic air cushion on the ground 49 ' However, the sliding resistance is negligible. The to tow the industrial robot 10 ' At constant and low speed conveyor required forces can be easily absorbed by the coupling links. A drive of the industrial robot in the conveying direction is not required during the working phase.

Bei dem in den 12 und 13 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Industrieroboters 10'' ist ein rahmenartiger Fahrschemel 16' vorgesehen, dar das Basisteil 14'' des Roboters umgibt. Beide Teile – Basisteil und Fahrschemel – sind aufgrund einer Gleitführung 57, die vier Mal am Umfang des rahmenartigen Fahrschemels angeordnet ist, in Vertikalrichtung zueinander exakt geführt. Bedingt durch oberseitige und unterseitige Endanschläge 58 kann der rahmenartige Fahrschemel allerdings nur beschränkt in Vertikalrichtung relativ zum Basisteil verschoben werden. Der Grund für diese Verschiebbarkeit in Vertikalrichtung soll später erläutert werden. Hier sei lediglich vermerkt, dass die Gleitführung so ausgebildet sein muss, dass sie jede andere Bewegung im Rahmen eines etwaigen Spiels ausschließt, also insbesondere kein Verkanten im Sinne einer Wankbewegung zulässt.In the in the 12 and 13 illustrated embodiment of an industrial robot 10 '' is a frame-like subframe 16 ' provided, is the base part 14 '' of the robot surrounds. Both parts - base part and subframe - are due to a sliding guide 57 , which is arranged four times on the circumference of the frame-like subframe, exactly guided in the vertical direction to each other. Due to top and bottom end stops 58 However, the frame-like subframe can be moved only limited in the vertical direction relative to the base part. The reason for this displaceability in the vertical direction will be explained later. Here it should only be noted that the slide must be designed so that it excludes any other movement in the context of any game, so in particular does not allow tilting in the sense of a rolling motion.

An den sich parallel zur Förderrichtung erstreckenden Rahmenschenkeln des rahmenartigen Fahrschemels 16' sind außenseitig jeweils zwei nach unten weisende Führungsarme 67 angebracht, an deren Innenseite jeweils ein Paar von Führungsrollen 59 gehaltert ist. Die Führungsrollen sind jeweils V-förmig und symmetrisch zu einer horizontalen Linie angeordnet und korrespondieren mit einem Paar von entsprechend ausgebildeten und bodenseitig angeordneten, prismatischen Führungsschienen 17' zur bodenseitigen Führung des Fahrschemels 16' bzw. des Industrieroboters 10''.At the parallel to the conveying direction extending frame legs of the frame-like subframe 16 ' are outside each two down-facing guide arms 67 attached, on the inside of each a pair of guide rollers 59 is held. The guide rollers are each V-shaped and arranged symmetrically to a horizontal line and correspond with a pair of correspondingly formed and arranged on the bottom side, prismatic guide rails 17 ' for the bottom-side guidance of the subframe 16 ' or the industrial robot 10 '' ,

Um den Fahrschemel von der Längsführung 17' lösen zu können, sind die Führungsrollen von einer in 12 links in vollen Linien und rechts strichpunktiert gezeigten Führungsposition um einen gewissen Hub seitlich nach außen weg verschiebbar, so dass sie in die in 12 rechts in vollen Linie dargestellten Löseposition gelangen. Der Ausweichhub der Führungsrollen beim Lösen des Fahrschemels von der Führung 17' ist zwar einerseits ausreichend groß, um dem Fahrschemel genügend Bewegungsspielraum während der Arbeitsphase zu geben, andererseits sollen die Führungsrollen aus Sicherheitsgründen nicht vollständig außerhalb der Führungsflächen der prismatischen Führungsschienen liegen, damit sie bei einem etwaigen, aus welchen Gründen auch immer verursachten Überschreiten des Bewegungsspielraumes das Basisteil zumindest angenähert auf Spur halten können. Der kurze Ausweichhub der Führungsrollen 59 von der Führungs- in die Löseposition und umgekehrt kann bedarfsweise sehr rasch zurückgelegt und somit der Fahrschemel 16' bei Bedarf in kürzester Zeit von der Führung 17' gelöst bzw. wieder an sie gebunden werden.To the subframe from the longitudinal guide 17 ' To be able to solve, the leadership roles are one in 12 left in full lines and right dash-dotted shown leadership position laterally outwardly displaceable by a certain stroke, so that they are in the in 12 arrive right in full line release position. The evasive stroke of the guide rollers when releasing the subframe from the guide 17 ' Although on the one hand is sufficiently large to give the subframe enough room to move during the work phase, on the other hand, the guide rollers for safety reasons are not completely outside the guide surfaces of the prismatic guide rails, so they at any, for whatever reason caused exceeding the range of motion, the base part at least approximately on track. The short evasive stroke of the guide rollers 59 from the guide to the release position and vice versa, if necessary, covered very quickly and thus the subframe 16 ' If necessary in the shortest possible time of the leadership 17 ' be solved or tied back to her.

Im Unterschied zu den Industrierobotern 10 und 10' weist das Basisteil 14" des Roboter 10'' gemäß den 12 und 13 unterseitig vier Luftfederbälge 40'' auf, die jeweils aus zwei übereinander angeordneten Einzelbälgen gebildet sind. Zur besseren Unterbringung der vier an den Eckpunkten eines Quadrates angeordneten Luftfederbälgen ist unterseitig an dem im Prinzip runden Basisteil 14'' eine quadratische Zwischenplatte 68 vorgesehen. Unter Zwischenfügung einer weiteren, einheitlichen, stabilisierenden Zwischenplatte 69 von ebenfalls quadratischer Form ist gleichachsig zu jedem der Luftfederbälge jeweils ein dynamisches Luftkissen 41'' angeordnet, welches sich auf der bodenseitigen Stützplatte zwischen den Führungsschienen 17' reibungsarm abstützt. Das Basisteil 14'' des Industrieroboters 10'' ist also nicht auf dem Fahrschemel 16', sondern ähnlich wie im Fall des Roboters 10' (11) auf dem Boden zwischen den Führungen abgestützt.In contrast to the industrial robots 10 and 10 ' has the base part 14 " of the robot 10 '' according to the 12 and 13 four bellows on the underside 40 '' on, which are each formed of two superposed Einzelbälgen. For better accommodation of the four arranged at the corners of a square Luftfederbälgen is on the underside of the basically round base part 14 '' a square intermediate plate 68 intended. With the interposition of another, uniform, stabilizing intermediate plate 69 also square in shape is equiaxial to each of the bellows each a dynamic air cushion 41 '' arranged, which is located on the bottom-side support plate between the guide rails 17 ' supports low friction. The base part 14 '' of the industrial robot 10 '' So it's not on the subframe 16 ' but similar to the case of the robot 10 ' ( 11 ) supported on the ground between the guides.

Im Unterschied zum Roboter 10' ist der Industrieroboter 10'' (12, 13) jedoch permanent, also auch während der Beschleunigungs- sowie der Verzögerungsphase und während des Eilrücklaufes, bodenseitig über die Luftfederbälge und die Luftkissen abgestützt. Die Arbeitsphase einerseits unterscheidet sich also nicht von den anderen Phasen, nämlich der Beschleunigungs- und der Verzögerungsphase sowie dem Eilrücklaufe andererseits bezüglich des Aspektes, wer das Gewicht des Roboters aufnimmt und es in den Untergrund ableitet; in allen Phasen geschieht dies durch die Luftfederbälge und die Luftkissen. Im Normalfall wird das Robotergewicht also stets pneumatisch aufgenommen und in die Stützplatte 49' abgeleitet. Der normalerweise vom Robotergewicht entlastete Fahrschemel hat während der Phasen, in denen die Führungsrollen 59 an die Führungsschienen 17' angelegt sind, also während der Beschleunigungs- sowie der Verzögerungsphase und während des Eilrücklaufes die Aufgabe, das Basisteil 14'' lagestabil, d.h. in Vertikalstellung zu führen, wobei dank der Vertikalführung 57 kleine Höhenschwankungen des Basisteils gegenüber dem Fahrschemel ohne weiteres auftreten dürfen. Solche kleinen Höhenschwankungen können regelmäßig bei dem erfindungsgemäß vorgenommenen Wechsel des Basisteils von der Fahrschemelführung zur Werkstückführung und umgekehrt auftreten. Deshalb ist die erwähnte Vertikalführung 57 zwischen Basisteil 14'' und Fahrschemel 16' vorgesehen worden.Unlike the robot 10 ' is the industrial robot 10 '' ( 12 . 13 ) but permanently, so also during the acceleration and the deceleration phase and during the Eilrücklaufes, bottom supported on the bellows and the air cushion. The working phase, on the one hand, does not therefore differ from the other phases, namely the acceleration and deceleration phases and the rapid return, on the other hand, with regard to the person who picks up the weight of the robot and derives it into the underground; in all phases this is done by the bellows and the air cushions. Normally, the robot weight is therefore always picked up pneumatically and into the support plate 49 ' derived. The subframe, normally relieved of robot weight, has during the phases in which the guide rollers 59 to the guide rails 17 ' are created, ie during the acceleration and the deceleration phase and during the rapid return the task, the base part 14 '' stable in position, ie to lead in vertical position, thanks to the vertical guide 57 small height variations of the base part relative to the subframe may occur without further ado. Such small height variations can occur regularly in the change made according to the invention of the base part of the subframe guide to the workpiece guide and vice versa. Therefore, the mentioned vertical guide 57 between base part 14 '' and subframe 16 ' been provided.

Im Notfall, beispielsweise im Fall eines Defektes eines der Luftfederbälge bzw. der Luftkissen kann das Robotergewicht auch durch den von den Führungsschienen und den angelegten Führungsrollen getragenen Fahrschemel aufgenommen werden; in diesem Fall senkt sich das Basisteil 16' entlang der Vertikalführungen 57 bis zum Anliegen der oberen Anschläge 58 auf der Vertikalführung des rahmenartigen Fahrschemels ab. Der Fahrschemel und alle seine Komponenten müssen also im Hinblick auf einen solchen Notfall ausreichend stabil ausgelegt sein.In an emergency, for example, in the case of a defect of one of the bellows or the air cushion, the robot weight can also be absorbed by the subframe carried by the guide rails and the applied guide rollers; in this case, the base part lowers 16 ' along the vertical guides 57 until the concerns of the upper attacks 58 on the vertical guide of the frame-like subframe from. The subframe and all its components must therefore be sufficiently stable in view of such an emergency.

Damit der Industrieroboter 10'' während der Phasen mit schienenseitig angelegten Führungsrollen, also während der Beschleunigungs- sowie der Verzögerungsphase und während des Eilrücklaufes sich auch selbsttätig in Längsrichtung bewegen kann, ist der Fahrschemel 16' mit einem Antrieb versehen. Allerdings erfolgt der Antrieb beim dargestellten Ausführungsbeispiel nicht über die Führungsrollen 59, was auch möglich gewesen wäre.Thus the industrial robot 10 '' During the phases with guide rollers applied on the rail side, that is, during the acceleration as well as the deceleration phase and during the fast return, it is also possible to move automatically in the longitudinal direction, the subframe is 16 ' provided with a drive. However, the drive in the illustrated embodiment does not take place over the guide rollers 59 which would have been possible.

Vorliegend ist ein von den Führungsrollen unabhängiger Einfachantrieb vorgesehen, und zwar je ein Antrieb für die Arbeitsgeschwindigkeit in Förderrichtung 6 und ein weiterer Antrieb für die entgegen gesetzte Richtung, der den Fahrschemel mit Eilganggeschwindigkeit antreibt. Diese beiden Antriebe sind gegenüber liegend an Antriebskonsolen 66 bzw. 66' im Bereich der beiden quer zu den Führungsschienen 17' liegenden Rahmenschenkeln des rahmenartigen Fahrschemels angeordnet. Der während der Beschleunigungs- und Arbeitsphase wirksame Arbeitsantrieb ist in 12 mittig und in 13 links zu erkennen; der völlig analog aufgebaute Eilgangantrieb ist nur in 13 rechts mit wenigen Komponenten erkennbar bzw. angedeutet, weil durch die Führungsschiene teilweise verdeckt.In the present case, a single drive independent of the guide rollers is provided, one drive each for the working speed in the conveying direction 6 and another drive for the opposite direction, which drives the subframe at rapid traverse speed. These two drives are opposite to drive consoles 66 respectively. 66 ' in the area of the two transverse to the guide rails 17 ' lying frame legs of the frame-like subframe arranged. The effective during the acceleration and working phase work drive is in 12 in the middle and in 13 to recognize on the left; the completely analogue constructed rapid traverse drive is only in 13 recognizable or indicated on the right with few components, because it is partially covered by the guide rail.

An der Unterseite der Antriebskonsole ist eine den eigentlichen Antrieb tragende Wippe 63 vertikal schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse stark exzentrisch zur Wippe angeordnet ist, so dass das gegenüber liegende Ende der Wippe sich heben und senken lässt. Dieses Ende wird durch eine Rückholfeder 65 in eine angehobene Position gezogen. Zwischen der Wippe 63 und der Konsolenunterseite ist im Bereich des heb- und senkbaren Endes ein mit Druckluft beaufschlagbarer Anpressbalg 64 bzw. 64' angeordnet, mit dem bedarfsweise die Wippe entgegen der Kraft der Rückholfeder nach unten gedrückt werden kann.At the bottom of the drive console is a rocker which carries the actual drive 63 mounted vertically pivotable, wherein the pivot axis is arranged very eccentric to the rocker, so that the opposite end of the rocker can be raised and lowered. This end is by a return spring 65 pulled into a raised position. Between the seesaw 63 and the console underside is in the region of the raised and lowered end a pressurizable compressed air bellows 64 respectively. 64 ' arranged, as needed, the rocker can be pressed against the force of the return spring down.

Der unterseitig an der Wippe angebrachte Antrieb besteht zum einen aus einem beispielsweise pneumatisch beaufschlagbaren Antriebsmotor 62, der nahe des Schwenklagers der Wippe angeordnet ist. Der Antrieb besteht ferner aus einer Reibrolle 61, 61', die im Bereich des heb- und senkbaren Endes der Wippe angeordnet ist und die über eine Übertragungskette o.dgl. vom Motor aus angetrieben werden kann. Durch Absenken der Wippe bzw. einer der Reibrollen 61, 61' wird diese, sofern der Fahrschemel mittels der Führungsrollen 59 in den Führungsschienen 17' geführt ist, auf die Stützplatte angepresst und kann dadurch ihre Antriebskraft entfalten.The attached to the rocker drive consists on the one hand of a pneumatically acted example drive motor 62 , which is arranged near the pivot bearing of the rocker. The drive also consists of a friction roller 61 . 61 ' , which is arranged in the region of the raised and lowered end of the rocker and the like via a transmission chain or the like. can be driven by the engine. By lowering the rocker or one of the friction rollers 61 . 61 ' this is provided the subframe by means of the guide rollers 59 in the guide rails 17 ' guided, pressed against the support plate and can thereby develop their driving force.

Während der Beschleunigungs- und der Arbeitsphase wird die Reibrolle 61 des Arbeitsganges mittels des Luftfederbalges 64 angepresst, wogegen die Reibrolle 61' des Eilganges durch eine dortige Rückholfeder in eine wirkungslose Position angehoben ist; der entsprechende Luftfederbalg 64' ist drucklos. In diesem Zustand wird der Fahrschemel nach dem Beschleunigen mit Arbeitsgeschwindigkeit in Förderrichtung 6 angetrieben. Während der Verzögerungsphase und des Eilrücklaufes ist es umgekehrt, d.h. die Arbeits-Reibrolle 61 ist dann angehoben und die Eilgangreibrolle 61' pneumatisch abgesenkt. Nachdem es sich bei den Antriebsmotoren um druckluft-beaufschlagbare Turbomotoren, im Prinzip also um Turbinen handelt, können diese auch als Bremse eingesetzt werden. Bereits während der Verzögerungsphase des Industrieroboters, also innerhalb der Verzögerungsstrecke 7' ist die Eilgang-Reibrolle 61' angepresst und wird während dieser Zeit aufgrund der zu verzögernden Masse des Roboters entgegen der ihr zugewiesenen Antriebsdrehrichtung in Rotation versetzt, wodurch sie eine Bremswirkung entfaltet, die je nach Stärke der Luftbeaufschlagung des Turbomotors mehr oder weniger hoch dosiert werden kann. Ist dann der Stillstand des Fahrschemels bzw. des Roboters erreicht, so geht der turbomotorische Reibrollenantrieb ohne weiteres und unterbrechungsfrei in den Traktionsmodus über, so dass der Roboter zunächst entgegen der Richtung 6 beschleunigt und dann mit Eilganggeschwindigkeit angetrieben wird.During the acceleration and working phases, the friction roller becomes 61 the operation by means of the air spring bellows 64 pressed against, whereas the friction roller 61 ' the rapid traverse is raised by a local return spring in an ineffective position; the corresponding air bag 64 ' is depressurized. In this state, the subframe becomes after accelerating at working speed in the conveying direction 6 driven. During the deceleration phase and the rapid return, it is the other way around, ie the working friction roller 61 is then raised and the rapid traction pulley 61 ' pneumatically lowered. Since the drive motors are turbochargers that can be pressurized, in principle turbines, these can also be used as brakes. Already during the deceleration phase of the industrial robot, ie within the deceleration distance 7 ' is the rapid traction roller 61 ' pressed and is during this time due to the mass of the robot to be delayed against its assigned drive direction of rotation set in rotation, whereby it develops a braking effect, which can be more or less high depending on the strength of the air supply to the turbo engine. If then the standstill of the subframe or the robot is reached, then the turbomotive friction roller drive goes without further ado and without interruption in the traction mode, so that the robot initially against the direction 6 accelerated and then driven at rapid traverse speed.

Beim Übergang von der Beschleunigungs- in die Arbeitsphase des Industrieroboters 10'', d.h. wenn positionsgleicher Synchronlauf zwischen Roboter und Werkstück erreicht ist, wird das Roboterbasisteil zunächst mittels nicht dargestellter Koppelglieder in einer weiter oben bereits geschilderten Weise an das Werkstück angekoppelt und dann der Fahrschemel 14'' von der Längsführung gelöst, d.h. die Führungsrollen 59 werden von den Führungsschienen abgehoben. Aufgrund der Vertikalführung tritt beim Lösen des Fahrschemels von der Längsführung kein Lastwechsel bezüglich der Aufnahme des Roboter gewichtes statt, so dass auch keine Höhenveränderung des Basisteils hierbei stattfinden kann. Beim Ankoppeln des Basisteils an das Werkstück wird das Basisteil mittels der Koppelglieder in eine vorbestimmte Relativlage zum Werkstück reproduziergenau eingefahren. Hierbei kann es, solange der Fahrschemel noch nicht von der Längsführung gelöst ist, vorübergehend zu einer tolerierbaren Verzwängung zwischen Basisteil und Werkstück bzw. zwischen Basisteil und Fahrschemel kommen. Damit während dieser kurzen Übergangsphase sich diese Verzwängungen zumindest teilweise lösen und sich nicht zu hohe Spannungen aufbauen können, ist die bereits erwähnte Vertikalführung 57 zwischen Basisteil und Fahrschemel vorgesehen, die die Vertikalkomponente etwaiger Verzwängungen ausgleichen kann, indem eine vertikale Relativverschiebung zwischen diesen Teilen zugelassen wird. Während der Arbeitsphase, in der der Fahrschemel von der Längsführung gelöst ist, hängt der Fahrschemel funktionslos am Basisteil, wobei die Vertikalführung 57 in diejenige Endstellung verschoben ist, bei der der obere Anschlag 58 zur Wirkung kommt.In the transition from the acceleration to the working phase of the industrial robot 10 '' That is, when the same position synchronous running between the robot and the workpiece is reached, the robot base part is first coupled by means not shown coupling members in a manner already described above to the workpiece and then the subframe 14 '' detached from the longitudinal guide, ie the guide rollers 59 are lifted off the guide rails. Due to the vertical guide occurs when releasing the subframe of the longitudinal guide no load change with respect to the recording of the robot weight instead, so that no change in height of the base part can take place here. When coupling the base part to the workpiece, the base part is retracted reproducible by means of the coupling members in a predetermined relative position to the workpiece. This may, as long as the subframe is not yet released from the longitudinal guide, temporarily come to a tolerable Verzwängung between base and workpiece or between base and subframe. So that during this short transition phase, these constraints at least partially solve and can not build up high voltages, is the already mentioned vertical guide 57 provided between the base part and subframe, which can compensate for the vertical component of any constraints by a vertical relative displacement between these parts is allowed. During the working phase, in which the subframe is released from the longitudinal guide, the subframe hangs functionless on the base part, wherein the vertical guide 57 is shifted in the end position, in which the upper stop 58 comes to effect.

Andererseits wird trotz einer durch die Vertikalführung geschaffenen Bewegungsmöglichkeit die Funktion des Fahrschemels, das Basisteil während der Beschleunigungs- und Verzögerungsphase sowie während des Eilrücklaufs sicher führen zu können, nicht beeinträchtigt. Sobald das Ende E der Arbeitsstrecke 23 erreicht ist und der Übergang in die Führung des Roboters durch den Fahrschemel eingeleitet werden soll, werden zunächst die Führungsrollen 59 um den weiter oben genannten Querhub zu den Führungsschienen 17' hin zurückgefahren, wobei sie sich selbsttätig an deren prismatische Führungsflächen anlegen und dadurch den Fahrschemel höhenrichtig zu den Führungsschienen ausrichten und zentrieren. Nachdem auch während dieser Übergangsphase das Basisteil zunächst noch an das Werkstück angekoppelt bleibt, bis der Fahrschemel vollständig und ordnungsgemäß auf die Führungsschienen "aufgegleist" ist, kann es erneut zu gewissen Verzwängungen kommen, die sich jedoch dank der erwähnten Vertikalführung zumindest teilweise ausgleichen können, indem ein relativer Vertikalhub zwischen Basisteil und Fahrschemel zugelassen wird. Anschließend kann die Koppelung des Basisteils mit dem Werkstück gelöst werden, so dass etwaige, vorübergehend verbliebene Verzwängungen sich vollständig lösen. Der Roboter kann nun verzögert und anschließend im Eilgang zum Ausgangspunkt der Arbeitsstation zurückbewegt werden.On the other hand, the function of the subframe, the base part during the acceleration and deceleration phase as well as during the Eilrücklaufs to be able to safely lead despite a created by the vertical guide movement possibility, not affected. Once the end E of the working distance 23 is reached and the transition is to be introduced into the leadership of the robot through the subframe, first the leadership roles 59 to the above-mentioned transverse stroke to the guide rails 17 ' zurückgefahren, whereby they create themselves on their prismatic guide surfaces and thereby align the subframe heightwise to the guide rails and center. After the base part initially remains coupled to the workpiece during this transitional phase, until the subframe is completely and properly "slotted" onto the guide rails, it may again come to certain constraints, which, however, due to the mentioned vertical guidance at least partially compensate by a relative vertical lift between base and subframe is allowed. Subsequently, the coupling of the base part can be solved with the workpiece, so that any, temporarily remaining Verzwängungen completely solve. The robot can now be delayed and then moved back in rapid traverse to the starting point of the workstation.

11
RollenförderbahnRoller conveyor track
1'1'
Hängeförderbahn (6, 7)Overhead conveyor ( 6 . 7 )
22
Tragrollenidlers
33
Karosseriebody
44
Krosserieträger für 1Krosserieträger for 1
4'4 '
C-förmiges Fördergehänge (6, 7)C-shaped conveyor hanger ( 6 . 7 )
55
Adapterschieneadapter rail
5'5 '
Adaptergestelladapter frame
66
Förderrichtungconveying direction
77
Beschleunigungsstreckeacceleration path
7'7 '
Verzögerungsstreckedelay path
88th
BereitstellungstischDeployment Table
99
Zubauteileannex parts
1010
Industrieroboter (16)Industrial robots ( 1 - 6 )
10'10 '
Industrieroboter (11)Industrial robots ( 11 )
10''10 ''
Industrieroboter (12, 13)Industrial robots ( 12 . 13 )
1111
Arbeitsarmworking arm
1212
Roboterwerkzeugrobot tool
1313
Steuerschrankcontrol cabinet
1414
Basisteil (16, 8, 9)Base part ( 1 - 6 . 8th . 9 )
14'14 '
Basisteil (11)Base part ( 11 )
14''14 ''
Basisteil (12, 13)Base part ( 12 . 13 )
1515
Fahrschemel (15)Subframe ( 1 - 5 )
1616
Fahrschemel (11)Subframe ( 11 )
16'16 '
Fahrschemel (12, 13)Subframe ( 12 . 13 )
1717
Führungsschienen für 15, 16 Guide rails for 15 . 16
17'17 '
Führungsschienen für 16' , (12, 13)Guide rails for 16 ' , ( 12 . 13 )
1818
Schlupfkupplung (überbrückbar)slip clutch (Bridged)
1919
Zahnstangerack
20, 20'20 20 '
untere Koppelstange lower coupling rod
2121
vorderer Koppelstangenteilfront Coupling rod part
2222
hinterer Koppelstangenteilrear Coupling rod part
2323
Arbeitsstreckeworking range
2424
oberer Koppelausleger (2)upper coupling arm ( 2 )
2525
Greifergrab
2626
Mittelsäule an 3 Center column on 3
2727
oberer Koppelausleger (3)upper coupling arm ( 3 )
2828
SauggreiferSuction pads
2929
untere Koppelstange (4)lower coupling rod ( 4 )
3030
Koppelschwertcoupling sword
3131
untere Koppelstange (5)lower coupling rod ( 5 )
3232
Koppelausleger an 14 (5)Coupling arm on 14 ( 5 )
3333
Sauggreifer (5)Suction gripper ( 5 )
3434
KoppeltubusKoppeltubus
3535
Koppelplattecoupling plate
3636
Stützschulter an 43 Support shoulder on 43
3737
Kopf an 44 Head on 44
3838
Ringkolbenannular piston
3939
Ringzylinderring cylinder
4040
Luftfederbalg (16, 8, 9)Air spring bellows ( 1 - 6 . 8th . 9 )
40'40 '
Luftfederbalg (11)Air spring bellows ( 11 )
40''40 ''
Luftfederbalg (12, 13)Air spring bellows ( 12 . 13 )
4141
dynamisches Luftkissen (8, 9)dynamic air cushion ( 8th . 9 )
41'41 '
dynamisches Luftkissen (11)dynamic air cushion ( 11 )
41''41 ''
dynam. Luftkissen (12, 13)dynam. Air cushion ( 12 . 13 )
4242
Tragplatte von 14 Support plate of 14
4343
FixierbolzenBolt Fixing
4444
Klemmbolzenclamping bolts
4545
Klemmzylinderclamp cylinders
4646
Fixierbohrung in 42 Fixing hole in 42
47, 47'47 47 '
Luftanschlüsse für 40, 41 Air connections for 40 . 41
4848
Öffnung unten an 41 Opening at the bottom 41
4949
Stützplatte für 40, 41 an 15 Support plate for 40 . 41 on 15
49'49 '
Stützplatte für 40', 41' am BodenSupport plate for 40 ' . 41 ' on the ground
5050
Gleitführung an 21 Sliding guide on 21
5151
Schlittencarriage
5252
Fixierschraubefixing screw
5353
Führungszapfen an 52 Guide pin on 52
5454
Schleppkettenförderer in 1' für 4' Drag chain conveyor in 1' For 4 '
5555
Mitnehmer an 4' für 54 Driver 4 ' For 54
5656
Führungsrollen an 16' für 17' Guide rollers on 16 ' For 17 '
5757
Vertikalführung zwi. 14'' und 16' Vertical guide between 14 '' and 16 '
5858
Endanschläge an 57 End stops on 57
5959
Führungsrollen an 16'/67 für 17' Guide rollers on 16 '/ 67 For 17 '
6060
Kraftmesssensor an 20, 20' Force measuring sensor on 20 . 20 '
6161
Reibrolle, Arbeitsgangfriction roller, operation
61'61 '
Reibrolle, Eilgangfriction roller, Rapid
6262
Antriebsmotor für 61 Drive motor for 61
6363
Wippe für 61, 62 Rocker for 61 . 62
64, 64'64 64 '
Anpressbalg für 61, 61' Pressing bellows for 61 . 61 '
6565
Rückholfeder für 63 Return spring for 63
6666
Antriebskonsole, ArbeitsgangDrive bracket, operation
66'66 '
Antriebskonsole, EilgangDrive bracket, Rapid
6767
Führungsarm an 16' für 59 Guide arm on 16 ' For 59
6868
Zwischenplatte an 14'' Intermediate plate on 14 ''
6969
Zwischenplatte zwi. 40'' u. 41'' Intermediate plate between 40 '' u. 41 ''
7070
Weggeber für Längskomponente (1)Position sensor for longitudinal component ( 1 )
71–7371-73
unbenutzt unused
7474
Antriebszahnraddrive gear
AA
Anfangspunkt von 23 Starting point of 23
Ee
Endpunkt von 23 Endpoint of 23
WW
Warteposition, Anfangspunkt von 7 Waiting position, starting point of 7
UU
Umkehrposition, Endpunkt von 7' Reversal position, endpoint of 7 '

Claims (13)

Verfahren zum Durchführen einer Arbeitsoperation an einem auf einer Fördereinrichtung kontinuierlich voranbewegten Werkstück durch einen mit dem Werkstück mitbewegten Industrieroboter während des gemeinsamen Durchlaufes durch eine bestimmte Arbeitsstrecke, welcher Industrieroboter parallel neben der Fördereinrichtung für das Werkstück auf einer gesonderten Längsführung verfahrbar ist, wobei der Industrieroboter – ausgehend von einer vor der Arbeitsstrecke gelegenen Warteposition – bei Annäherung des Werkstücks an die Warteposition auf Fördergeschwindigkeit des Werkstücks beschleunigt (Beschleunigungsphase), dann mit seinem verfahrbaren Basisteil mit dem Werkstück mechanisch gekoppelt und von da an zur Durchführung der Arbeitsoperation am Werkstück mit diesem synchron mitbewegt wird (Arbeitsphase), wobei ferner am Ende der Arbeitsstrecke das Basisteil des Industrieroboters vom Werkstück gelöst und der Industrieroboter im Eilgang in die Warteposition zurückbewegt wird (Eilrücklauf), dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (14, 14', 14'') des Industrieroboters (10, 10', 10'') während der Arbeitsphase einerseits bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung starr mit dem Werkstück (3) oder einem starr mit dem Werkstück verbundenen Bauteil (5, 5') gekoppelt sowie andererseits mittelbar oder unmittelbar von der Längsführung (17, 17') abgehoben oder gelöst und gewichtsausgeglichen (Luftfederbalg 40) innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung schwimmend gehaltert wird und dass das Basisteil (14, 14', 14'') des Industrieroboters (10, 10', 14'') nur während der Beschleunigungsphase bis zur Koppelung mit dem Werkstück (3), während des Eilrücklaufes sowie während etwaiger Stilltandszeiten an den Enden der Arbeitsstation mittelbar oder unmittelbar von der Längsführung (17, 17') nicht-schwimmend, d.h. unnachgiebig geführt oder getragen wird.A method for performing a working operation on a continuously moving on a conveyor workpiece by a mitbewegenden with the workpiece industrial robot during the common run through a certain working distance, which industrial robot parallel to the conveyor for the workpiece on a separate longitudinal guide is movable, the industrial robot - starting from a waiting position located in front of the working distance - as the workpiece approaches the waiting position, it is accelerated to the conveying speed of the workpiece (acceleration phase), then mechanically coupled with its movable base part to the workpiece and from then on synchronized with the workpiece for performing the working operation ( Working phase), wherein further solved at the end of the working distance, the base part of the industrial robot from the workpiece and moves the industrial robot in rapid traverse back to the waiting position is (rapid return), characterized in that the base part ( 14 . 14 ' . 14 '' ) of the industrial robot ( 10 . 10 ' . 10 '' ) during the working phase on the one hand with respect to all six degrees of freedom of movement rigidly with the workpiece ( 3 ) or a rigidly connected to the workpiece component ( 5 . 5 ' ) coupled on the other hand indirectly or directly from the longitudinal guide ( 17 . 17 ' ) lifted or released and weight balanced (air bellows 40 ) is held floating within a certain range of motion with respect to all six degrees of freedom of the movement and that the base part ( 14 . 14 ' . 14 '' ) of the industrial robot ( 10 . 10 ' . 14 '' ) only during the acceleration phase until coupling with the workpiece ( 3 ), during the rapid return and during any breastfeeding times at the ends of the workstation, directly or indirectly from the longitudinal guide (FIG. 17 . 17 ' ) non-floating, ie, relentlessly guided or worn. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum mittelbaren Abheben des Industrieroboters (10) von der Längsführung (17) das von einem fahrbaren und von der Längsführung (17) geführten Fahrschemel (15) getragene Basisteil (14) des Industrieroboters (10) während der Zeit der Arbeitsphase vom Fahrschemel (15) gelöst und hinsichtlich des Gewichts des Industrieroboters gewichtsausgeglichen (Luftfederbalg 40) und gegenüber dem Fahrschemel (15) räumlich beweglich von ihm getragen wird und dass nur während der Beschleunigungsphase bis zur Koppelung mit dem Werkstück (3) sowie während des Eilrücklaufes das Basisteil (14) unnachgiebig mit dem Fahrschemel (15) verbunden wird.A method according to claim 1, characterized in that for the indirect lifting of the industrial robot ( 10 ) of the longitudinal guide ( 17 ) of a mobile and of the longitudinal guide ( 17 ) guided subframe ( 15 ) supported base part ( 14 ) of the industrial robot ( 10 ) during the working phase of the subframe ( 15 ) and weight balanced with respect to the weight of the industrial robot (air bellows 40 ) and opposite the subframe ( 15 ) is carried spatially movable by him and that only during the Be acceleration phase until coupling with the workpiece ( 3 ) and during the Eilrücklaufes the base part ( 14 ) relentlessly with the subframe ( 15 ) is connected. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Montage eines Zubauteiles (9) in das Werkstück (3) als Arbeitsoperation das Zubauteil (9) während einer Stillstandszeit des Industrieroboters (10, 10', 10'') oder während des Eilrücklaufs oder während der Beschleunigungsphase aus einer definierten Bereitstellungsposition (Bereitstellungstisch 8) des Zubauteiles (9) vom Industrieroboter (10, 10', 10'') aufgenommen wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that when mounting a Zubauteiles ( 9 ) in the workpiece ( 3 ) as a working operation the Zubauteil ( 9 ) during a downtime of the industrial robot ( 10 . 10 ' . 10 '' ) or during the fast return or during the acceleration phase from a defined provisioning position (provisioning table 8th ) of the accessory part ( 9 ) from the industrial robot ( 10 . 10 ' . 10 '' ) is recorded. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsarm (11) des Industrieroboters (10, 10', 10'') so wie das vom Arbeitsarm (11) getragene Roboterwerkzeug (12) bereits während der Beschleunigungsphase in die zum Durchführen der Arbeitsoperation erforderliche Stellung in Relation zum Werkstück (3) gebracht werden.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the working arm ( 11 ) of the industrial robot ( 10 . 10 ' . 10 '' ) as well as the working arm ( 11 ) carried robot tool ( 12 ) already during the acceleration phase into the position required for carrying out the working operation in relation to the workpiece ( 3 ) to be brought. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter (10) in allen Phasen eines Arbeitszyklus' in Längsrichtung (6) durch einen robotereigenen Längsantrieb (19/74) bewegt wird, wobei der robotereigene Längsantrieb (19/74) während der Arbeitsphase, d.h. in dem an das Werkstück gekoppelten Zustand bei geringem Kraftaufwand einen Schlupf zulässt (Schlupfkupplung 18).Method according to claim 1 or 2, characterized in that the industrial robot ( 10 ) in all phases of a longitudinal cycle ( 6 ) by a robot's own longitudinal drive ( 19/74 ), wherein the robot's own longitudinal drive ( 19/74 ) during the working phase, ie in the coupled to the workpiece state with little effort permits slippage (slip clutch 18 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der robotereigene Längsantrieb (19/74 bzw. 61/62) des Industrieroboters (10, 10', 10'') gegen Ende der Beschleunigungsphase und während der gesamten Arbeitsphase, d.h. in dem an das Werkstück (3) gekoppelten Zustand, im Mittel mit der laufend gemessenen Geschwindigkeit der Fördereinrichtung (1, 1') als Sollgeschwindigkeit angetrieben wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the robot's own longitudinal drive ( 19/74 respectively. 61/62 ) of the industrial robot ( 10 . 10 ' . 10 '' ) towards the end of the acceleration phase and during the entire work phase, ie in the workpiece ( 3 ) coupled state, on average with the continuously measured speed of the conveyor ( 1 . 1' ) is driven as a target speed. Vorrichtung zum Durchführen einer Arbeitsoperation an einem auf einer Fördereinrichtung kontinuierlich voranbewegten Werkstück durch einen mit dem Werkstück mitbewegten Industrieroboter während des gemeinsamen Durchlaufes durch eine bestimmte Arbeitsstrecke, mit einem parallel neben der Fördereinrichtung für das Werkstück auf einer gesonderten Längsführung verfahrbaren Industrieroboter, dessen Basisteil auf einem durch die Längsführung geführten und mit einem robotereigenen Längsantrieb versehenen Fahrschemel geführt oder getragen ist, welcher Industrieroboter zwischen einer vor der Arbeitsstrecke gelegenen Warteposition einerseits und dem Ende der Arbeitsstrecke andererseits hin und herbewegbar ist, und der mit einer Einrichtung zum mechanischen Koppeln des Basisteils des Industrieroboters mit dem Werkstück oder einem starr mit ihm verbundenen Werkstückträger versehen ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum mechanischen Koppeln des Basisteils (14, 14', 14'') des Industrieroboters (10, 10', 10'') mit dem Werkstück (3) oder mit einem starr mit ihm (3) verbundenen Bauteil (5, 5') derart ausgebildet ist, dass das Basisteil (14, 14', 14'') bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung starr mit dem Werkstück (3) bzw. dem Bauteil (5, 5') gekoppelt ist, und dass das mit einem Gewichtsausgleich (Luftfederbalg 40) versehene Basisteil (14, 14', 14'') des Industrieroboters (10, 10', 10'') gemäß einer der nachfolgend aufgezählten Alternativen ausgebildet ist: a) das Basisteil (14) des Industrieroboters (10) ist lösbar mit dessen Fahrschemel (15) verbunden und im gelösten Zustand von dem gegenüber dem Fahrschemel (15) wirksamen Gewichtsausgleich in der Weise gehaltert, dass das Basisteil (14) innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung gegenüber dem Fahrschemel (15) beweglich ist, b) das Basisteil (14') des Industrieroboters (10') ist permanent starr mit dem Fahrschemel (16) verbunden oder selber als der auf Führungsschienen (17) geführte Fahrschemel ausgebildet und der Fahrschemel (16) ist in der Weise von den Führungsschienen (17) abhebbar oder von ihnen lösbar, dass der Fahrschemel (16) gemeinsam mit dem Basisteil (14') innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung beweglich gegenüber den Führungsschienen (17) von dem gegenüber Grund wirksamen Gewichtsausgleich gehaltert ist, c) das Basisteil (14'') des Industrieroboters (10'') ist mit dem Fahrschemel (16') über eine lediglich ver tikale Relativverschiebungen mit einem begrenzten Hub (Endanschläge 58) zulassende Führung (57) verbunden und der Fahrschemel (16') ist in der Weise von den Führungsschienen (17') abhebbar oder von ihnen lösbar, dass der Fahrschemel (16') gemeinsam mit dem Basisteil (14'') innerhalb eines gewissen Bewegungsspielraums bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung beweglich gegenüber den Führungsschienen (17') von dem gegenüber Grund wirksamen Gewichtsausgleich gehaltert ist.Device for carrying out a working operation on a continuously moving on a conveyor workpiece by a mitbewegenden with the workpiece industrial robot during the common run through a certain working distance, with a parallel next to the conveyor for the workpiece on a separate longitudinal guide movable industrial robot whose base part on a through the longitudinal guide guided and provided with a robot's own longitudinal drive subframe is guided or supported, which industrial robot between a lying before the working distance waiting position on the one hand and the end of the working distance on the other hand back and forth, and with a device for mechanically coupling the base part of the industrial robot with the Workpiece or rigidly connected to it workpiece carrier is provided, in particular for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the Device for mechanically coupling the base part ( 14 . 14 ' . 14 '' ) of the industrial robot ( 10 . 10 ' . 10 '' ) with the workpiece ( 3 ) or with a rigid with him ( 3 ) connected component ( 5 . 5 ' ) is formed such that the base part ( 14 . 14 ' . 14 '' ) with respect to all six degrees of freedom of movement rigidly with the workpiece ( 3 ) or the component ( 5 . 5 ' ), and that with a weight balance (air bellows 40 ) provided base part ( 14 . 14 ' . 14 '' ) of the industrial robot ( 10 . 10 ' . 10 '' ) is formed according to one of the following enumerated alternatives: a) the base part ( 14 ) of the industrial robot ( 10 ) is detachable with its subframe ( 15 ) and in the released state of the opposite of the subframe ( 15 ) effective weight compensation in such a way that the base part ( 14 ) within a certain range of motion with respect to all six degrees of freedom of movement relative to the subframe ( 15 ) is movable, b) the base part ( 14 ' ) of the industrial robot ( 10 ' ) is permanently rigid with the subframe ( 16 ) or even as the on guide rails ( 17 ) guided subframe and the subframe ( 16 ) is in the manner of the guide rails ( 17 ) or detachable from them, that the subframe ( 16 ) together with the base part ( 14 ' ) within a certain range of motion with respect to all six degrees of freedom of movement movable with respect to the guide rails ( 17 ) is supported by the weight compensation which is effective compared to the basic one, c) the base part ( 14 '' ) of the industrial robot ( 10 '' ) is with the subframe ( 16 ' ) via a ver only relative relative displacements with a limited stroke (end stops 58 ) permitting leadership ( 57 ) and the subframe ( 16 ' ) is in the manner of the guide rails ( 17 ' ) or detachable from them, that the subframe ( 16 ' ) together with the base part ( 14 '' ) within a certain range of motion with respect to all six degrees of freedom of movement movable with respect to the guide rails ( 17 ' ) is supported by the weight compensation which is effective in the opposite sense. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsausgleich des Basisteils (14, 14') des Industrieroboters (10, 10', 10'') oder des Fahrschemels (16, 16') durch wenigsten einen Luftfederbalg (40, 40', 40'') gebildet ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the weight balance of the base part ( 14 . 14 ' ) of the industrial robot ( 10 . 10 ' . 10 '' ) or the subframe ( 16 . 16 ' ) by at least one air spring bellows ( 40 . 40 ' . 40 '' ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Luftfederbalgs (40, 40', 40'') mittels eines dynamischen Luftkissens (41, 41', 41'') auf einer ebenen horizontalen Stützfläche (49, 49') horizontal beweglich abgestützt ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the underside of the bellows ( 40 . 40 ' . 40 '' ) by means of a dynamic air cushion ( 41 . 41 ' . 41 '' ) on a flat horizontal supporting surface ( 49 . 49 ' ) is supported horizontally movable. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine das Basisteil (14) des Industrieroboters (10) mit dem Fahrschemel (15) fixierende Fixiereinrichtung, die wenigstens drei von einander beabstandete, hubbewegliche Fixierbolzen (43) und eine entsprechende Anzahl von Fixierbohrung (46) aufweist.Apparatus according to claim 7, characterized net through a the base part ( 14 ) of the industrial robot ( 10 ) with the subframe ( 15 ) fixing fixing device, the at least three spaced, liftable fixing bolts ( 43 ) and a corresponding number of fixing holes ( 46 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss zum Antriebsrad (74) des Fahrschemels (15) eine Schlupfkupplung (18) angeordnet ist, die starr durchkuppelbar, also in einen Zustand überführbar ist, in dem ein Schlupf zwischen An- und Abtriebsseite der Schlupfkupplung (18) verhindert ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that in the power flow to the drive wheel ( 74 ) of the subframe ( 15 ) a slip clutch ( 18 ) is arranged, which is rigidly durchkuppelbar, that is in a state can be converted, in which a slip between the input and output side of the slip clutch ( 18 ) is prevented. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass unterseitig am Fahrschemel (16') wenigstens eine Reibrolle (61, 61') vertikal beweglich angebracht ist, die bedarfsweise an den Untergrund anpressbar oder von ihm abhebbar ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that on the underside of the subframe ( 16 ' ) at least one friction roller ( 61 . 61 ' ) is mounted vertically movable, which can be pressed against the ground as needed or lifted from him. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei vertikal bewegliche Reibrollen (61, 61') unterseitig am Fahrschemel (16') angebracht sind, die wahlweise und alternativ einsetzbar sind, wobei die eine Reibrolle (61) mit Arbeitsgeschwindigkeit und die andere (61') mit Eilganggeschwindigkeit antreibbar ist.Apparatus according to claim 12, characterized in that two vertically movable friction rollers ( 61 . 61 ' ) on the underside of the subframe ( 16 ' ), which are optionally and alternatively usable, wherein the one friction roller ( 61 ) with working speed and the other ( 61 ' ) can be driven at rapid traverse speed.
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