DE3310069C2 - Sicherheitseinrichtung für den Greifer eines Industrieroboters - Google Patents

Abstract

Die für den pneumatischen Antrieb der Greiferfinger (71) eines Roboters erforderlichen Steuer- und Quittiersignale (A, Z, E1) werden ausgewertet, um einen Bruch zwischen Roboter und Greifer (7) anzuzeigen.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für den Greifer eines Industrieroboters, der mit einer zwischen dem Greifer und dem Roboterarm angeordneten Sollbruchstelle versehen ist. Eine solche Sicherheitseinrichtung mit einer Sollbruchstelle ist beispielsweise aus der IP-A2 Veröffentlichung No 54-35 959 bekannt.
• Bei Robotern sind bereits Überlastsicherungen mit elastischen Verbindungsgliedern und Sensoren bekannt, durch die bei ungewollten Kollisionen die Roboterbewegung abgeschaltet wird. Sind die bewegten Massen und die Geschwindigkeiten relativ groß, so reicht jedoch eine Schnellbremsung von Antrieben u. U. nicht aus, um auf sehr kurzem Weg die kinetische Energie noch rechtzeitig abzubauen. Durch die Stoßenergie kann es dann zu Zerstörungen im mechanischen Teil des Roboters kommen. Um dies zu vermeiden, läßt man daher einen Bruch an einer definierten Stelle zu, so daß genügend Weg zur Stillsetzung des Roboters verbleibt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache Überwachungsvorrichtung für die Sollbruchstelle zu schaffen.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  
• a) die Druckluftzuleitungen zum pneumatischen Antrieb der Greiferfinger sind über die Sollbruchstelle geführt und bei einem Bruch ebenfalls unterbrochen,
• b) die Signale der für die Endlagenquittierung der abgeschlossenen Fingerbewegung vorgesehenen Druckschalter, die vor der Sollbruchstelle liegen und die Bewegungsbefehle für den Antrieb sind eine Logik zugeführt,
• c) die Logik gibt ein Bruchanzeigesignal ab, wenn die Signale der Druckschalter für die beiden Endlagen der Finger ohne vorherige Einleitung eines Bewegungsbefehls plötzlich verschwinden.


• Auf diese Weise kann über die Auswertung der Drucksignale, die ja für den pneumatischen Fingerantrieb an und für sich schon vorhanden sind, ein Bruch an der Sollbruchstelle erkannt werden.
• Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt
• Fig. 1 das Prinzip eines Sechsachsen-Gelenkroboters und
• Fig. 2 den Pneumatikschaltplan für den Greiferantrieb dieses Industrie-Roboters.
• Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Gelenkroboter hat sechs Gelenke 1 bis 6, durch die jeweils Drehungen in sechs Achsen möglich sind. Wie ersichtlich, trägt der Roboter am Ende des Armes mit den Gelenken 1 bis 6 einen Greifer 7 mit den Greiferfingern 71. Die Druckluftzuleitungen 8 für den pneumatischen Antrieb der Greiferfinger laufen z. B. vom Gelenk 3 über die gestrichelt angedeutete Sollbruchstelle 9 zum Antrieb. Stößt der Greifer 7 ungewollt an ein Hindernis, so bricht die mechanische Verbindung zwischen Greifer 7 und Gelenk 6 des Roboterarms an der Sollbruchstelle 9. Gleichzeitig wird auch die Druckluftleitung 8 unterbrochen.
• Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kommt die Druckluft für den Antrieb der Greiferfinger 71 aus einer angedeuteten Druckluftquelle 81 über ein Umsteuerventil 83, Drosselventile 84 und Sicherheitsventile 73, 74 zum pneumatischen Antrieb 72. Die Endlagen des Kolbens des Antriebs 72, die den Endlagen der Finger 71 entsprechen, sind durch einen entsprechenden Druckaufbau als Quittungssignal E ₁ bzw. E ₂ der Druckschalter 85, 86 erfaßbar. Die Öffnungs- und Schließbewegung der Finger selbst wird durch ein kurzzeitiges Signal Z bzw. A ausgelöst, durch die dann das Umsteuerventil in die betreffende Lage gebracht wird. Zusätzlich wird der Druck der Druckluftquelle 81 durch das Signal E ₀ des Druckschalters 82 überwacht.
• Im Normalbetrieb, d. h. ohne Bruch, ist zumindest immer eines der Quittungssignale E ₁, E ₂ für die Endlagen der Finger oder ein Signal A bzw. Z für den Öffnungs- bzw. Schließvorgang der Finger vorhanden. Liegen diese vier Eingangssignale E ₁, E ₂, A, Z am Eingang des ODER-Gatters 10, so wird an dessen Ausgang im Normalfall immer ein Signal vorliegen. Wird dieses Signal mit dem Signal E ₀ der Druckluftquelle 81 in einem UND-Gatter 11 verknüpft, so tritt am Ausgang des Gatters 11 ein Signal auf, solange eines der Signale E ₁, E ₂, A bzw. Z und das Signal E ₀ vorhanden sind. Dies ist nicht mehr der Fall, wenn die Druckluftleitungen 8 an der Sollbruchstelle 9 durch einen Bruch getrennt sind, da hier die Signale E ₁, E ₂ für die Endlagen plötzlich verschwinden, ohne daß ein Bewegungsbefehl A, Z vorhanden ist. Das Verschwinden des Ausgangssignals des Gatters 11 dient damit als Bruchanzeigesignal St.
• Auf diese Weise kann mit den an und für sich zur Steuerung des Pneumatikbetriebes vorhandenen Elementen in einer einfachen Logik mit den Elementen 11 und 10 ein Bruch an der Sollbruchstelle erkannt werden.

Claims (2)

1. Sicherheitseinrichtung für den Greifer eines Industrieroboters, der mit einer zwischen dem Greifer und dem Roboterarm angeordneten Sollbruchstelle versehen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Druckluftzuleitungen zum pneumatischen Antrieb der Greiferfinger sind über die Sollbruchstelle geführt und bei einem Bruch ebenfalls unterbrochen,

b) die Signale (E ₁, E ₂) der für die Endlagenquittierung der abgeschlossenen Fingerbewegung vorgesehenen Druckschalter (85, 86), die vor der Sollbruchstelle (9) liegen und die Bewegungsbefehle (A, Z) für den Antrieb (72) sind einer Logik (10, 11) zugeführt,

c) die Logik (10, 11) gibt ein Bruchanzeigesignal (St) ab, wenn die Signale der Druckschalter (85, 86) für die beiden Endlagen der Finger (71) ohne vorherige Einleitung eines Bewegungsbefehls (A, Z) plötzlich verschwinden.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein das Vorhandensein eines Druckes (E ₀) der Druckluftquelle (81) überwachender Druckschalter (82) vorgesehen ist.