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Querverweis auf eine verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 24. Oktober 2022 beim chinesischen Patentamt eingereichten chinesischen Patentanmeldung Nr.
CN 2022 11 302 170.6 , deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Roboterbedienungsvorrichtung und ein Produktherstellungssystem, das die Roboterbedienungsvorrichtung enthält.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Gemäß dem Stand der Technik ist es bei der Verwendung einer Maschinenausstattung zur Herstellung von Produkten, z. B. bei der Verwendung von CNC-Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Produkten, in der Regel erforderlich, dass die Bediener die Maschinen vor Ort betätigen. Der Einsatz von Bedienern vor Ort kann jedoch zu erhöhten Kosten und geringer Produktionseffizienz führen. Außerdem kommt es bei den Bedienern häufig zu Bedienungsfehlern, die manchmal sogar zu Sicherheitsunfällen bei der Produktion führen und das Leben der Bediener ernsthaft gefährden können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um zumindest einen Aspekt der zuvor erwähnten Nachteile zu überwinden oder zu reduzieren.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Roboterbedienungsvorrichtung bereitgestellt. Die Roboterbedienungsvorrichtung umfasst: ein mobiles Fahrzeug; eine Führungsschiene, die auf dem mobilen Fahrzeug montiert ist; und eine Vielzahl von Robotern, die verschiebbar auf der Führungsschiene montiert sind, um entlang der Führungsschiene bewegbar zu sein. Die Vielzahl von Robotern arbeitet zusammen und wird verwendet, um eine Produktherstellungsmaschine zu betreiben, um Produkte durch die Produktherstellungsmaschine herzustellen; die Vielzahl von Robotern wird auch verwendet, um mit der Produktherstellungsmaschine zusammenzuarbeiten, um die Herstellung des Produkts zusammen mit der Produktherstellungsmaschine durchzuführen. Das mobile Fahrzeug umfasst: eine mobile Basis, die an ihrer Unterseite mit einer Rollenvorrichtung ausgestattet ist; und eine feste Halterung, die an der mobilen Basis montiert ist, wobei die Führungsschiene fest an der festen Halterung montiert ist und sich in einer geraden Linie entlang einer horizontalen Richtung erstreckt.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung ferner eine Vielzahl von Schlitten, die gleitend mit der Führungsschiene verbunden sind, wobei die Vielzahl von Robotern jeweils an der Vielzahl von Schlitten befestigt ist, um durch die Schlitten verfahrbar auf der Führungsschiene montiert zu werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung ferner eine Vielzahl von Treibern, die auf dem mobilen Fahrzeug montiert sind, um die Vielzahl von Robotern anzusteuern, damit sie sich entlang der Führungsschiene bewegen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei Roboter aus der Vielzahl von Robotern identisch zueinander; oder mindestens zwei Roboter aus der Vielzahl von Robotern sind unterschiedlich zueinander.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Roboter ein Mehrfachfreiheitsgradroboter, der mindestens zwei Freiheitsgrade aufweist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung ferner einen Aktuator, der abnehmbar auf einem Montagesitz am Ende des Roboters montiert ist, um einen vorbestimmten Vorgang durchzuführen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung ferner einen Greifer, der zum Greifen und Bewegen einer Produktkomponente zur Herstellung des Produkts und/oder zum Greifen und Bewegen des hergestellten Produkts geeignet ist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Aktuator eine biomimetische Hand, die geeignet ist, menschliche Hände zu simulieren, die verschiedene Bedienungsknöpfe an der Produktherstellungsmaschine drücken und/oder verschiedene Bedienungshebel an der Produktherstellungsmaschine betätigen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung ferner eine visuelle Vorrichtung, die auf dem Roboter montiert ist, um eine visuelle Führung des Roboters zu ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung ferner eine Befestigungsvorrichtung, mit der das mobile Fahrzeug an der Produktherstellungsmaschine befestigt wird, um zu verhindern, dass das mobile Fahrzeug während der Herstellung des Produkts relativ zur Produktherstellungsmaschine bewegt wird.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Befestigungsvorrichtung um eine Verbindungsvorrichtung, die geeignet ist, das mobile Fahrzeug lösbar mit der Produktherstellungsmaschine zu verbinden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Befestigungsvorrichtung um eine Verriegelungsvorrichtung, die geeignet ist, um das mobile Fahrzeug an der Produktherstellungsmaschine zu befestigen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung eine einzige Führungsschiene, auf der die Vielzahl von Robotern verschiebbar gelagert ist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung eine Vielzahl von Führungsschienen, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, und auf jeder Führungsschiene ist mindestens ein Roboter verschiebbar montiert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Produktherstellungssystem bereitgestellt. Das Produktherstellungssystem umfasst: eine Produktherstellungsmaschine zur Herstellung von Produkten; und die zuvor erwähnte Roboterbedienungsvorrichtung. Die Vielzahl von Robotern der Roboterbedienungsvorrichtung wird verwendet, um die Produktherstellungsmaschine zu betätigen, um die Herstellung des Produkts durchzuführen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Vielzahl von Robotern der Roboterbedienungsvorrichtung auch dazu verwendet, mit der Produktherstellungsmaschine zusammenzuarbeiten, um die Herstellung des Produkts gemeinsam mit der Produktherstellungsmaschine durchzuführen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Roboterbedienungsvorrichtung und die Produktherstellungsmaschine getrennt derart gesteuert, dass keine Kommunikation zwischen der Produktherstellungsmaschine und der Roboterbedienungsvorrichtung stattfindet.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Produktherstellungsmaschine mit einer Vielzahl von Starttasten ausgestattet und wird nur dann gestartet, wenn die Vielzahl von Starttasten gleichzeitig gedrückt wird; die Vielzahl von Robotern der Roboterbedienungsvorrichtung ist in der Lage, die Vielzahl von Starttasten gleichzeitig zu drücken, um die Produktherstellungsmaschine zu starten.
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Gemäß den zuvor erwähnten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch den Einsatz von Robotern anstelle von Bedienern zur Bedienung der Produktherstellungsmaschine Bedienungsfehler und Sicherheitsunfälle wirksam zu vermeiden. Darüber hinaus kann das Ersetzen von Bedienern durch Roboterbedienungsvorrichtungen auch die Produktionseffizienz verbessern und die Kosten senken.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Das Vorstehende und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich, wobei:
- 1 eine veranschaulichende Ansicht einer Roboterbedienungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 2 eine veranschaulichende Ansicht der Verwendung einer Roboterbedienungsvorrichtung zur Betätigung einer Produktfertigungsmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und es versteht sich, dass sie nicht auf die hierin dargelegte Ausführungsform beschränkt ist; vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit die vorliegende Erfindung gründlich und umfassend beschreiben wird und sich das Konzept der Erfindung vollständig dem Fachmann ergibt.
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In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zu Erklärungszwecken zahlreiche konkrete Details aufgeführt, um ein umfassendes Verständnis der offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen. Es wird jedoch deutlich, dass eine oder mehrere Ausführungsformen auch ohne diese bestimmten Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen sind bekannte Strukturen und Vorrichtungen schematisch dargestellt, um die Zeichnung zu vereinfachen.
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Gemäß einem allgemeinen Konzept der vorliegenden Erfindung wird eine Roboterbedienungsvorrichtung bereitgestellt. Die Roboterbedienungsvorrichtung umfasst: ein mobiles Fahrzeug; eine Führungsschiene, die auf dem mobilen Fahrzeug montiert ist; und eine Vielzahl von Robotern, die gleitend auf der Führungsschiene montiert sind, um sich entlang der Führungsschiene bewegen zu können. Die Vielzahl von Robotern arbeiten zusammen und werden verwendet, um eine Produktherstellungsmaschine zu betätigen, um Produkte durch die Produktherstellungsmaschine herzustellen; ferner wird die Vielzahl von Robotern auch verwendet, um mit der Produktherstellungsmaschine zusammenzuarbeiten, um die Herstellung des Produkts zusammen mit der Produktherstellungsmaschine fertigzustellen. Das mobile Fahrzeug umfasst: eine mobile Basis, die an ihrer Unterseite mit einer Rollenvorrichtung ausgestattet ist; und eine feste Halterung, die an der mobilen Basis montiert ist, wobei die Führungsschiene fest an der festen Halterung montiert ist und sich in einer geraden Linie entlang einer horizontalen Richtung erstreckt.
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Gemäß einem weiteren allgemeinen Konzept der vorliegenden Erfindung wird ein Produktherstellungssystem bereitgestellt. Das Produktherstellungssystem umfasst: eine Produktherstellungsmaschine zur Herstellung von Produkten; und die zuvor erwähnte Roboterbedienungsvorrichtung. Die Vielzahl von Robotern der Roboterbedienungsvorrichtung wird verwendet, um die Produktherstellungsmaschine zu betätigen und die Herstellung des Produkts fertigzustellen.
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1 zeigt eine veranschaulichende Ansicht einer Roboterbedienungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 zeigt eine veranschaulichende Ansicht der Verwendung einer Roboterbedienungsvorrichtung zur Betätigung einer Produktherstellungsmaschine 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Roboterbedienungsvorrichtung offenbart. Die Roboterbedienungsvorrichtung umfasst: ein mobiles Fahrzeug 1, 2, eine Führungsschiene 3 und eine Vielzahl von Robotern 5. Die Führungsschiene 3 ist an dem mobilen Fahrzeug 1, 2 montiert. Die mehreren Roboter 5 sind verschiebbar auf der Führungsschiene 3 montiert, um sich entlang der Führungsschiene 3 bewegen zu können. Die mehreren Roboter 5 arbeiten miteinander zusammen und werden verwendet, um eine Produktherstellungsmaschine 10 zu betätigen und die Herstellung des Produkts durchzuführen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann gemäß den dargestellten Ausführungsformen das mobile Fahrzeug 1, 2 die Vielzahl von Robotern 5 tragen, um sich frei zu bewegen, z.B. kann die Vielzahl von Robotern 5 zu verschiedenen Produktionsstätten oder verschiedenen Produktherstellungsmaschinen 10 bewegt werden. Darüber hinaus ist in der dargestellten Ausführungsform jeder Roboter 5 in der Lage, sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs frei entlang der Führungsschiene 3 zu bewegen, wodurch jeder Roboter 5 zu verschiedenen Arbeitsbereichen bewegt werden kann, wodurch sich die Flexibilität der Produktion erheblich verbessert.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, wird in der dargestellten Ausführungsform die Vielzahl der Roboter 5 auch zur Zusammenarbeit mit der Produktherstellungsmaschine 10 verwendet, um die Herstellung des Produkts zusammen mit der Produktherstellungsmaschine 10 durchzuführen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst das mobile Fahrzeug 1, 2 gemäß den dargestellten Ausführungsformen eine mobile Basis 1 und eine feste Halterung 2. Ein Rollenkörper 1a ist an der Unterseite der mobilen Basis 1 angebracht. Die feste Halterung 2 ist an der mobilen Basis 1 angebracht. Die Führungsschiene 3 ist fest an der festen Halterung 2 montiert und erstreckt sich entlang einer horizontalen Richtung in einer geraden Linie.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung in der dargestellten Ausführungsform ferner eine Vielzahl von Schlitten 4, die gleitend mit der Führungsschiene 3 verbunden sind. Die Vielzahl von Robotern 5 sind jeweils an der Vielzahl von Schlitten 4 befestigt, sodass sie über die Schlitten 4 gleitend auf der Führungsschiene 3 montierbar sind.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung in den dargestellten Ausführungsformen außerdem eine Vielzahl von Treibern (nicht dargestellt, wie z. B. Servoantriebe oder Zylinder), die auf dem mobilen Fahrzeug 1, 2 montiert sind, um die Vielzahl von Robotern 5 anzusteuern, die sich entlang der Führungsschiene 3 bewegen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind in der dargestellten Ausführungsform mindestens zwei Roboter aus der Vielzahl von Robotern 5 identisch. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, z. B. können mindestens zwei Roboter aus der Vielzahl von Robotern 5 voneinander verschieden sein.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist der Roboter 5 in der dargestellten Ausführungsform ein Mehrfachfreiheitsgradroboter mit mindestens zwei Freiheitsgraden. Beispielsweise kann der Roboter 5 ein sechsachsiger Roboter mit sechs Freiheitsgraden sein.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung gemäß den dargestellten Ausführungsformen außerdem einen Aktuator 6, der abnehmbar auf einem Montagesitz am Ende des Roboters 5 montierbar ist, um einen vorbestimmten Vorgang durchzuführen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann der Aktuator 6 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Greifer sein, der zum Erfassen und Bewegen einer Produktkomponente, die zur Herstellung des Produkts verwendet wird, und/oder zum Erfassen und Bewegen des hergestellten Produkts geeignet ist.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Aktuator 6 eine bionische Hand sein, die dazu geeignet ist, menschliche Hände zu simulieren, die verschiedene Bedienungsknöpfe 10a, 10b drücken und/oder verschiedene Bedienungshebel an der Produktherstellungsmaschine 10 betätigen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung gemäß der dargestellten Ausführungsform ferner eine visuelle Vorrichtung 7, die auf dem Roboter 5 montiert ist, um den Roboter 5 visuell zu führen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung gemäß den dargestellten Ausführungsformen ferner eine Befestigungsvorrichtung 8, mit der das mobile Fahrzeug 1, 2 an der Produktherstellungsmaschine 10 befestigt wird, um zu verhindern, dass das mobile Fahrzeug 1, 2 während der Produktherstellung relativ zur Produktherstellungsmaschine 10 bewegt wird.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die Befestigungsvorrichtung 8 gemäß der dargestellten Ausführungsform eine Verbindungsvorrichtung, die geeignet ist, das mobile Fahrzeug 1, 2 mit der Produktherstellungsmaschine 10 lösbar zu verbinden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, und die Befestigungsvorrichtung 8 kann z.B. auch eine Verriegelungsvorrichtung sein, die zum Verriegeln des mobilen Fahrzeugs 1, 2 an der Produktherstellungsmaschine 10 geeignet ist.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die Roboterbedienungsvorrichtung gemäß der dargestellten Ausführungsform eine einzige Führungsschiene 3, auf der die mehreren Roboter 5 verschiebbar montiert sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Roboterbedienungsvorrichtung beispielsweise mehrere Führungsschienen 3 umfassen, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, wobei auf jeder Führungsschiene 3 mindestens ein Roboter 5 verschiebbar montiert ist.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch ein Produktherstellungssystem offenbart. Das Produktherstellungssystem umfasst: eine Produktherstellungsmaschine 10 und die zuvor erwähnte Roboterbedienungsvorrichtung. Die Produktherstellungsmaschine 10 wird zur Herstellung von Produkten verwendet. Die Vielzahl von Robotern 5 der Roboterbedienungsvorrichtung wird verwendet, um die Produktherstellungsmaschine 10 zu betätigen und die Herstellung des Produkts durchzuführen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, werden in den dargestellten Ausführungsformen die mehreren Roboter 5 in der Roboterbedienungsvorrichtung auch zur Zusammenarbeit mit der Produktherstellungsmaschine 10 verwendet, um die Herstellung des Produkts zusammen mit der Produktherstellungsmaschine 10 durchzuführen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, werden gemäß den dargestellten Ausführungsformen die Roboterbedienungsvorrichtung und die Produktherstellungsmaschine 10 getrennt gesteuert, so dass keine Kommunikation zwischen der Produktherstellungsmaschine 10 und der Roboterbedienungsvorrichtung stattfindet.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind in der dargestellten Ausführungsform mehrere Starttasten 10a und eine Stopptaste 10b an der Produktherstellungsmaschine 10 vorgesehen. Aus Sicherheitsgründen kann die Produktherstellungsmaschine 10 nur gestartet werden, wenn die mehreren Starttasten 10a gleichzeitig gedrückt werden. In der dargestellten Ausführungsform kann die Vielzahl der Roboter 5 in der Roboterbedienungsvorrichtung die Vielzahl der Starttasten 10a gleichzeitig drücken, um die Produktherstellungsmaschine 10 zu starten.
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Für den Fachmann sollte klar sein, dass die obigen Ausführungsformen der Veranschaulichung dienen und in keinerlei Hinsicht als einschränkend zu erachten sind. So kann ein Fachmann beispielsweise viele Modifikationen an den Ausführungsformen vornehmen, und verschiedene Merkmale, die in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben sind, können frei miteinander kombiniert werden, ohne dass es zu Konflikten bei der Konfiguration oder den Grundsätzen kommt.
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Obwohl mehrere beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, dürfte es dem Fachmann klar sein, dass an diesen Ausführungsformen verschiedene Änderungen oder Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.
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Ein Element, das im Singular genannt wird und mit dem Wort „ein“ oder „eine/einer“ eingeleitet wird, ist so zu verstehen, dass es den Plural der genannten Elemente oder Schritte nicht ausschließt, es sei denn, ein solcher Ausschluss wird ausdrücklich erwähnt. Darüber hinaus sind Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ der vorliegenden Erfindung nicht so zu verstehen, dass sie das Vorhandensein weiterer Ausführungsformen ausschließen, die ebenfalls die angeführten Merkmale aufweisen. Darüber hinaus können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“ oder „aufweisen“, zusätzliche Elemente umfassen, die diese Eigenschaft nicht aufweisen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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