DE3701651A1 - Sicherheitseinrichtung fuer industrieroboter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine programmierbare Sicherheitseinrich­ tung für Industrieroboter zwischen Roboterflansch und Greifer, die bei einer Kollision des Greifers mit der Peripherie durch Druckkräfte und/oder Querkräfte, Momente oder Torsionsmomente ausgelöst wird, mit einer durch ein elektropneumatisches Regel­ ventil gespeisten Druckkammer. Unter programmierbar ist in die­ sem Zusammenhang zu verstehen, daß die Auslösekräfte proportio­ nal dem Druck der Druckluft sind, mit der die Sicherheitsein­ richtung gespeist wird. Die Auslösekräfte, die durch den Druck in der Kammer festgelegt sind, können den jeweiligen Erforder­ nissen angepaßt werden.

Derzeit gelangen Sicherheitseinrichtungen für Industrieroboter (IR) zum Einsatz, die derart funktionieren, daß bei einer Kolli­ sion des Greifers mit der Peripherie der Greifer elastisch aus­ gelenkt wird, wobei gleichzeitig ein in der Sicherheitseinrich­ tung integrierter Schalter den Roboter ausschaltet.

Die Auslösekräfte bzw. Momente, die zum Auslenken der Sicher­ heitseinrichtung führen, werden bei der Inbetriebnahme des IR einmal eingestellt und bleiben danach im wesentlichen unverän­ dert.

Maßgebend für die Einstellung der Auslösekräfte ist hierbei die größte mechanische Beanspruchung, die während des normalen Ar­ beitsablaufes des IR auftritt. Dies können zum Beispiel Füge­ kräfte sein, die während eines Montagevorganges auftreten oder Massenkräfte infolge Beschleunigungen/Verzögerungen am Greifer.

Dies bedeutet, daß es in der Peripherie des IR Bereiche geben kann, die bei Kollision mit dem Greifer des IR zerstört werden, ohne daß dabei die Sicherheitseinrichtung anspricht.

In der Zeitschrift "Robotics today", Juni 1986, ist auf der Sei­ te 11 bereits eine programmierbare Sicherheitseinrichtung be­ schrieben und dargestellt, die aus einer Druckkammer besteht. In dieser Druckkammer wird ein Zuganker durch einen Kolben der­ art bewegt, daß eine Flanschplatte, in der Senkungen angebracht sind, auf Stifte gezogen wird, die an der Druckkammer befestigt sind. Dadurch wird eine eindeutige Zuordnung zwischen Flansch­ platte und Druckkammer hergestellt. Beim Erreichen der Auslöse­ kräfte gibt die Flanschplatte nach, wobei allerdings die Auslö­ sekräfte weiterhin wirksam sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs definier­ te Sicherheitseinrichtung zu konzipieren, um in möglichst vie­ len Fällen Zerstörungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die unterschiedlichen Drücke werden durch ein elektropneumati­ sches Regelventil erzeugt. Damit können die der jeweiligen Si­ tuation des Arbeitsablaufes des IR erforderlichen Auslösekräfte gesteuert, zum Beispiel durch die Steuerung des IR, aktuell rea­ lisiert werden.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin begründet, daß beim Auslösen die Bodenplatte abhebt und die Druckluft schlagartig entweichen kann. Dadurch wird der Greifer vom Robo­ ter entkoppelt, was bei der in der Zeitschrift Robotics darge­ stellten Sicherheitseinrichtung nicht der Fall ist.

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Sicherheitseinrichtung in Form einer Druckkammer und

Fig. 2 eine Einzelheit vergrößert bei "II".

Mit 1 ist der erste Teil einer Druckkammer bezeichnet, der an einem nicht dargestellten Roboterflansch mit der Fläche 2 ange­ schraubt ist. Ein zweites Teil 3 ist mit seiner Fläche 4 mit dem ebenfalls nicht gezeigten Greiferflansch verbunden. Zur eindeu­ tigen Zuordnung von Teil 1 zu Teil 3 dienen Senkungen 5 (Fig. 2) in Teil 3 und jeweils zugeordnete kegelförmige Stifte 6. Statt dieser kegelförmigen Stifte könnten auch Kugeln Verwendung finden. Durch eine Bohrung 7 wird die Einrichtung über ein nicht gezeichnetes elektropneumatisches Regelventil mit Druckluft ge­ speist. Dabei werden die Teile 1 und 3 gegeneinander gedrückt. Ein Dichtungsring 8 dichtet Teil 1 gegenüber Teil 3 ab. Der In­ nenraum der Druckkammer ist mit 9 bezeichnet.

Die Sicherheitseinrichtung wird durch Druckkräfte D und/oder Querkräfte Q, Momente M oder Torsionsmomente T ausgelöst. Dabei bewegt sich Teil 3 gegenüber Teil 1 derart, daß die Druckluft aus dem Raum 9 schlagartig entweicht. Damit hängt der Greifer des IR schlaff am IR.

Der Druckabfall im Raum 9 wird durch einen nicht dargestellten elektromagnetischen Wandler überwacht, der bei Druckabfall "Notaus" initiiert.

Claims (4)

1. Programmierbare Sicherheitseinrichtung für Industrieroboter zwischen Roboterflansch und Greifer, die bei einer Kollision des Greifers mit der Peripherie durch Druckkräfte und/oder Querkräfte, Momente oder Torsionsmomente ausgelöst wird, mit einer durch ein elektropneumatisches Regelventil gespeisten Druckkammer, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kollision durch die auftretenden Kräfte die Druck­ kammer (1, 3) geöffnet wird, wobei die Luft entweicht und der Greifer vom Roboter entkoppelt wird.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer zylindrisch ausgestaltet ist und im wesentlichen aus zwei Teilen (1, 3) be­ steht, wobei das eine Teil (1) die Druckkammer bildet, die eine Öffnung am Boden aufweist und daß das zweite am Greifer befestig­ te Teil (3) diese Bodenöffnung von innen abdeckt.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bodenplatte des 2. Teils (3) mit dem Greifer starr verbunden ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zuordnung zwischen Bodenplatte und Druckkammer (1, 3) über drei Senkungen (5) in der Bodenplatte erfolgt, in die drei kegelige Stifte (6) oder Kugeln der Druckkammer eingreifen.