DE3331101A1 - Ueberwachungsvorrichtung fuer ein von einem industrieroboter gehaltenes schweisswerkzeug - Google Patents

Description

• Uberwachungsvorrichtung für ein von einem Industrie-
• roboter gehaltenes Schweißwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf eine tberwachungsvorrichtung für ein von einem Industrieroboter gehaltenes Schweißwerkzeug, insbesondere einen Brenner, das programmabhängig auf vorgegebenen Bahnen durch entsprechende Bewegungen des Roboters geführt ist.
• Roboter werden heute in zunehmendem Umfang in der automatisierten Fertigung eingesetzt. Hierbei wird aus Sicherheitsgründen eine Reihe von Diagnose- und Uberwachungs funktionen in der Programmsteuerung vorgesehen, mit denen z.B. die Bewegungen überwacht und Fehler in der Steuerung erkannt werden können (vgl. z.B. Elektronik 1981, Heft 24, Seiten 81 und 82). Derartige Überwachungsroutinen finden naturgemäß auch beim Einsatz von Schweißrobotern Verwendung.
• Beim Betrieb von Industrierobotern kann es durch Fehler bei der Programmierung, durch Defekte in der Steuerung oder durch eine Veränderung von Werkstückteilen im Arbeitsraum gegenüber dem beabsichtigten Zustand zu unbeabsichtigten Kollisionen zwischen dem Roboter bzw. dem Roboterwerkzeug und der Peripherie kommen. Hierdurch kann z.B. das gehaltene Schweißwerkzeug im Halter verdreht oder bei einem Brenner das Brennerzuführungsrohr verbogen werden. Im Rahmen einer automatisierten Fertigung würden hierdurch hervorgerufene Fehler unter Umständen erst zu einem späteren Zeitpunkt, z.B. bei der Endmontage, entdeckt. Dies erfordert dann unter Umständen zeitraubendes Nacharbeiten des fehlerhaft geschweißten Werkstückes.
• Um Fehlschweißungen zu vermeiden, wäre deshalb eine Uberwachung der Brennerposition auf unzulässige Veränderungen vorteilhaft.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, eine einfache Uberwachungsvorrichtung für das Schweißwerkzeug zu schaffen, mit der unzulässige Positionsänderungen des Schweißwerkzeuges in Hinblick auf den Roboter erkannt werden können.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: a) um eine definierte Meßposition sind auf das Schweißwerkzeug ansprechende Näherungssensoren angeordnet, b) in zyklischen Abständen werden Sollbefehle zum Fahren des Schweißwerkzeuges in die definierte Meßposition ausgegeben, c) bei einer unzulässigen Abweichung der mit Sensoren gemessenen Istposition von der definierten Meßposition wird ein Störsignal abgegeben.
• Durch den Einsatz einer derartigen Positionsüberwachung lassen sich veränderte Brennerpositionen rechtzeitig erkennen und damit durch eine Programmunterbrechung und Störungsbehebung weitere Fehlschweißungen an folgenden Teilen ausschließen.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform sind z.B. vier Näherungsschalter in einer Ebene kreuzförmig um einen Meßpunkt angeordnet. Beim Einfahren des Brenners, d.h.
• eines zylindrischen Teils dieses Brenners in die Meßzone, sprechen im Idealfall alle vier Näherungsschalter an. Wird eine Toleranzmarke überschritten, d.h. weicht der Brenner in irgendeiner Richtung zu stark von der Sollposition ab, so wird dies zu einem fehlenden Sensorsignal führen. Dieses löst nun wiederum die Nothaltfunktion innerhalb der Programmsteuerung aus.
• Damit auf einfache Weise eine Sichtkontrolle möglich ist, in welcher Richtung das Schweißwerkzeug unzulässig geboten ist, können den einzelnen Näherungsschaltern noch Anzeigeleuchten zugeordnet sein.
• Anstelle von vier Näherungsschaltern sind selbstverständlich auch andere Mensysteme z.B. auf optischer Basis denkbar, mit denen innerhalb einer ffberwachungsvorrichtung das Abweichen eines definierten Werkzeugteils von der geforderten Sollage erkannt werden kann.
• Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher beschrieben; es zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch eine schematisch angedeutete Uberwachungsvorrichtung und Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1.
• Die Uberwachungsstation, die in definierter Entfernung vom Koordinatenursprung des Robotersystems angeordnet ist, besteht aus einem kastenförmigen Behälter 2 mit einer Öffnung, in die der Brenner 1 eingefahren werden kann. Dieser vom Arm des nichtdargestellten Roboters gehaltene, teilweise gezeigte Brenner 1 hat ein zylindrisches Endstück 8, das durch ein Sollpositionssignal w5 im Programm der Roboter steuerung in die gezeigte Stellung gefahren werden soll. Im Idealfall stimmt die durch den Programmbefehl erreichte Istposition wi des zylindrischen Teils 8 mit einer definierten Meßposition wm in der Uberwachungsvorrichtung 2 überein. Um diese Meßposition wm sind vier in einer Ebene liegende Näherungsschalter 3 bis 6 angeordnet, deren Abstand von diesem Meßpunkt Je nach der geforderten Wiederholgenauig keit in Richtung der Doppelpfeile 7 einstellbar ist.
• Nimmt das Werkzeug, in diesem Fall der zylindrische Teil 8 des Brenners 1, bei einem Befehl w5 eine Istposition Wi ein, die mit der Meßposition wm übereinstimmt, wie durch den durchgezogenen Kreis in Figur 2 angedeutet, so sprechen alle vier Näherungsschalter 3 bis 6 an.
• Dies ist dann ein Indiz dafür, daß der Brenner 1 relativ zum Roboter die gewünschte Position hat. Ist infolge von Störungen der Brenner 1 in der Halterung um den Wert S verschoben, d.h. nimmt er die gestrichelt in Figur 2 angedeutete Istposition wi ein, so liegen in X- und Y-Richtung Positionsfehlerb x bzw. v y vor. Uberschreiten diese Positionsfehler vorgegebene Werte, so werden gemäß dem vorliegenden Beispiel die Näherungsschalter 4 und 6 nicht mehr ansprechen. Das dann fehlende Signal führt zu einem Programmhalt. Nach Ausrichten des Werkzeuges kann dann das Programm weiter fortgesetzt werden. Damit man erkennen kann, in welcher Richtung das Werkzeug unzulässig verschoben ist, ist jedem der Näherungsschalter 3 bis 6 eine Anzeigelampe 9 zugeordnet - es ist nur die Lampe zum Näherungsschalter 4 dargestellt - deren Anzeige als Indiz für die Richtung der Abweichung benutzt werden kann.
• 3 Patentansprüche 2 Figuren

Claims (3)

1. Patentansprtiche itberwachungsvorrichtung für ein von einem Industrieroboter gehaltenes Schweißwerkzeug, insbesondere Brenner, das programmabhängig auf vorgegebenen Bahnen durch entsprechende Bewegungen des Roboters geführt ist, g e k e n n æ e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) um eine Meßposition (wm) sind auf das Schweißwerkzeug (§) ansprechende Näherungssensoren (3-6) angeordnet, b) in zyklischen Abständen werden Sollbefehle zum Fahren des Schweißwerkzeuges (1) in die definierte Meßposition (wm) ausgegeben und c) bei einer unzulässigen Abweichung der mit den Näherungssensoren (3-6) gemessenen Istposition (wi) von der definierten Meßposition (wm) wird ein Störung signal abgegeben.
2. 2. Uberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h in einer Ebene kreuzförmig um die Meßposition (wm) angeordneten Näherungsschalter (3-6), die auf ein zwischen die Näherungsschalter eingefahrenes zylindrisches Teil (8) des Schweißwerkzeuges (1) ansprechen.
3. 3. überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h den Näherungsschaltern (3-6) zugeordnete Anzeigelampen (9).