DE3701651A1

DE3701651A1 - SAFETY DEVICE FOR INDUSTRIAL ROBOTS

Info

Publication number: DE3701651A1
Application number: DE19873701651
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Ing Kohler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1988-08-04
Also published as: DE3701651C2

Abstract

With this device, damage is to be avoided in as many cases as possible in the event of a collision of the gripper with the periphery by resilient deflection of the gripper. A pressure chamber which is fed by an electropneumatic control valve and is opened in the event of a collision, the air escaping and the gripper being uncoupled from the robot, serves this purpose. The device according to the invention is to be applied as a pneumatic safety flange. <IMAGE>

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.The invention relates to a programmable safety device device for industrial robots between robot flange and gripper, in the event of a collision of the gripper with the periphery Compressive and / or transverse forces, moments or torsional moments is triggered with an electropneumatic rule valve-fed pressure chamber. Under is programmable in the sem context to understand that the trigger forces proportio are the pressure of the compressed air with which the safety direction is fed. The trigger forces caused by the pressure set in the chamber can meet the respective requirements be adjusted.

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.Safety devices for industrial robots are currently being installed (IR) are used that work in such a way that in a package sion of the gripper with the periphery of the gripper is steered, at the same time one in the security device integrated switch switches the robot off.

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.The trigger forces or moments that deflect the safe unit will be used when commissioning the IR once set and then remain essentially unchanged different.

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.The decisive factor for the setting of the triggering forces is the greatest mechanical stress during normal ar workflow of the IR occurs. For example, this can be joining be forces that occur during an assembly process or Mass forces due to accelerations / decelerations on the gripper.

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.This means that there are areas in the periphery of the IR that can be destroyed in the event of a collision with the IR gripper, without the safety device responding.

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.In the magazine "Robotics today", June 1986, a programmable safety device, which consists of a pressure chamber, has already been written and shown on page 11 . In this pressure chamber, a tie rod is moved by a piston in such a way that a flange plate, in which depressions are made, is drawn onto pins which are fastened to the pressure chamber. This creates a clear association between the flange plate and the pressure chamber. When the release forces are reached, the flange plate yields, although the release forces are still effective.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs definier te Sicherheitseinrichtung zu konzipieren, um in möglichst vie len Fällen Zerstörungen zu vermeiden.The invention is based, to define the task to design te safety device in order to len cases to avoid destruction.

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.This object is achieved by the features of the kenn drawing part of claim 1 solved. Advantageous execution Forms and developments of the invention are in the sub claims specified.

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.The different pressures are controlled by an electropneumati cal control valve generated. So that the respective Si tuation of the workflow of the IR necessary trigger forces controlled, for example by controlling the IR, currently rea be lized.

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.The main advantage of the invention is that that when triggered, the base plate lifts off and the compressed air can escape suddenly. This will remove the gripper from the robot ter decouples what is shown in the magazine Robotics security device is not the case.

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:The invention is explained on the basis of the figures. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Sicherheitseinrichtung in Form einer Druckkammer und Fig. 1 shows a section through a safety device in the form of a pressure chamber and

Fig. 2 eine Einzelheit vergrößert bei "II". Fig. 2 shows a detail enlarged at "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.With 1 the first part of a pressure chamber is designated, which is screwed to a robot flange, not shown, with the surface 2 . A second part 3 is connected with its surface 4 to the gripper flange, also not shown. For the unambiguous assignment of part 1 to part 3 , depressions 5 ( FIG. 2) in part 3 and respectively assigned conical pins 6 are used . Instead of these conical pins, balls could also be used. Through a bore 7 , the device is supplied with compressed air via a not shown electropneumatic control valve. Parts 1 and 3 are pressed against each other. A sealing ring 8 seals part 1 from part 3 . In the interior of the pressure chamber is designated 9 .

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.The safety device is triggered by compressive forces D and / or transverse forces Q , moments M or torsional moments T. Part 3 moves relative to part 1 in such a way that the compressed air suddenly escapes from space 9 . The gripper of the IR hangs limply on the IR.

Der Druckabfall im Raum 9 wird durch einen nicht dargestellten elektromagnetischen Wandler überwacht, der bei Druckabfall "Notaus" initiiert.The pressure drop in room 9 is monitored by an electromagnetic converter, not shown, which initiates "emergency stop" when the pressure drops.

Claims

1. Programmable safety device for industrial robots between the robot flange and the gripper, which is triggered in the event of a collision of the gripper with the periphery by pressure forces and / or transverse forces, moments or torsional moments, with a pressure chamber fed by an electro-pneumatic control valve, characterized in that in the event of a collision the occurring forces the pressure chamber ( 1 , 3 ) is opened, whereby the air escapes and the gripper is decoupled from the robot.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that the pressure chamber is cylindrical and consists essentially of two parts ( 1 , 3 ) be, the one part ( 1 ) forming the pressure chamber which has an opening at the bottom and that second part attached to the gripper ( 3 ) covers this bottom opening from the inside.

3. Safety device according to claim 2, characterized in that the base plate of the second part ( 3 ) is rigidly connected to the gripper.

4. Safety device according to claims 2 and 3, characterized in that the assignment between the base plate and pressure chamber ( 1 , 3 ) via three depressions ( 5 ) in the base plate, engage in the three tapered pins ( 6 ) or balls of the pressure chamber .