DE60007879T2

DE60007879T2 - Verfahren und Robotereinheit zur schnellen Umsetzung eines Arbeitsobjekts

Info

Publication number: DE60007879T2
Application number: DE60007879T
Authority: DE
Inventors: Stefan Blomgren; Ingemar Pettersson
Original assignee: Binar AB
Current assignee: Binar AB
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: WO2001003891A1; AU6192400A; BR0012420B1; JP2003529453A; CN1219630C; SE9902690D0; SE515980C2; PT1210214E; BR0012420A; ES2215057T3; DE60007879D1; US20070134082A1; SE9902690L; BR0017461B1; US7189049B1; EP1210214A1; ATE258100T1; EP1210214B1; CN1358127A

Description

Beschreibung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur schnellen Umsetzung eines Arbeitsobjekts sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung unter Verwendung eines Roboters mit einem Greifmechanismus, bevorzugt von einer Arbeitsstation zu einer anderen, wobei das Arbeitsstück bzw. Arbeitsobjekt zwischen einem Kilo und vierzig Kilo wiegt, und die Umsetzung in der horizontalen Richtung mindestens einen, aber weniger als zehn Meter beträgt, und wenigstens teilweise entlang einer sich im Wesentlichen horizontalen erstreckenden Trägereinheit bewirkt wird, und der Greifmechanismus in einer solchen Weise angeordnet ist, dass er wenigstens in einer Endlage entlang des Trägers ein Arbeitsobjekt in einer Position aufnehmen und/oder abgeben bzw. abliefern kann, die jenseits der Endlage entlang des horizontalen Trägers angeordnet ist, wobei die Robotereinheit mittels einer Steuereinheit gesteuert und von mindestens zwei Motoren mit Rotoreinheiten angetrieben wird.
Stand der Technik
Heutzutage werden üblicherweise verschiedene Typen von Robotern in der Industrie verwendet, um Arbeitsobjekte von einer Arbeitsstation zu einer anderen zu versetzen bzw. umzusetzen. Ein typisches Beispiel findet sich bei Press- bzw. Stanzstraßen der Automobilindustrie, wo Tafeln bzw. Bleche Schritt für Schritt von einer Stanzeinheit zu einer anderen versetzt werden, um so sukzessiv zu ihrer endgültigen Form bearbeitet zu werden. Die Geschwindigkeit in einer solchen Stanzstraße ist mit der Zeit zunehmend angestiegen, im Hinblick auf die Erhöhung der Produktivität. Seit langem gibt es das allgemeine Streben, die Geschwindigkeit, d. h. die Durchlaufgeschwindigkeit, in solchen Arbeitsstraßen anzuheben, um die Profitabilität zu verbessern. Ein zeitaufwändiger und begrenzender Faktor dabei ist die tatsächliche Versetzung zwischen Arbeitseinheiten. Moderne Roboter sind vergleichsweise schwer, was bedeutet, dass die maximale Umsetzungsgeschwindigkeit begrenzt ist, da das Gewicht intrinsisch eine gewisse Trägheit erzeugt, und der Energieverbrauch dem Produkt des Gewichts und der Umsetzungsgeschwindigkeit proportional ist. Versuche wurden mit fortgeschrittenen System unternommen, um die Umsetzungsgeschwindigkeiten so weit wie möglich zu trimmen, aber es ist im Prinzip ökonomisch unpraktikabel, zu versuchen, Geschwindigkeiten von mehr als sechs bis sieben Metern pro Sekunde zu erreichen. Ein primärer Grund ist, dass moderne Roboter mit Servomotoren angeordnet sind, die eine Rolle in der tatsächlichen Bewegung spielen. Daher tragen die Motoren selbst, mit Getrieben und Kabelzug, Gewicht zu dem Objekt der Umsetzung beitragen, wodurch ein Teufelskreis angestoßen wird, da eine schnellere Umsetzung einen stärkeren und schwereren Motor, ein Getriebe und einen Kabelzug verlangt. Gleichzeitig werden offensichtlich die Kosten erhöht, was ebenfalls einen begrenzenden Effekt hat.
Viel Anwendungen beinhalten ebenso vergleichsweise große Umsetzungen, manchmal bis zu zehn Metern, was bedeutet, dass die Robotereinheit eine lange Strecke entlang einer Trägereinheit bewegt werden muss. Häufig sind es vergleichsweise schwere Arbeitsobjekte, möglicherweise bis zu 40 Kilo, die umzusetzen sind. Es wird daher eingesehen werden, dass die Trägereinheit, die den Roboter bei der Umsetzung zwischen der einen Arbeitsstation und der anderen tragen soll, hohe Anforderungen zu erfüllen hat, und dass die Kosten dem Gewicht der Robotereinheit proportional sind. Daher gibt es eine Anzahl von Nachteilen, die mit der schweren Konfiguration heutiger Roboter verbunden sein können. In vielen Anwendungen ist es zusätzlich der Fall, dass der Roboter in der Lage sein muss, an einem Punkt, der jenseits des Endpunkts der horizontalen Trägereinheit angeordnet ist, aufzunehmen abzuliefern, was weitere Anforderungen an die Konfiguration des Roboters stellt, um in der Lage zu sein, die Umsetzung mit der erforderlichen Genauigkeit ausführen zu können.
Versuche sind unternommen worden, andere Roboterprinzipien anzuwenden, aber keine funktionierende Alternative im Vergleich zu bekannten Robotersystemen ist bis jetzt hergestellt worden, möglicherweise aufgrund von Schwierigkeiten beim Erfüllen der komplexen Anforderungen, die in Verbindung mit der vorgenannten Umsetzung vorliegen. Als Beispiel kann auf EP 180 050 verwiesen werden, die ein Verfahren zur Verwendung einer Robotereinheit betrifft, die einen Greifmechanismus aufweist, um ein Arbeitsobjekt schnell sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung umzusetzen, bevorzugt von einer Arbeitsstation zu einer anderen, wobei das Arbeitsobjekt zwischen einem Kilo und vierzehn Kilo wiegt, und die Umsetzung in der horizontalen Richtung mindestens einen Meter, aber weniger als zehn Meter beträgt, und wenigstens teilweise entlang einer sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Trägereinheit, und der Greifmechanismus in einer solchen Weise angeordnet ist, dass er, wenigstens in einer Endlage entlang des Trägers, ein Arbeitsobjekt in einer Position aufnehmen und/oder abliefern kann, die jenseits der Endlage entlang des horizontalen Trägers angeordnet ist, wobei die Robotereinheit mittels einer Steuereinheit gesteuert und mittels eines Riemenelements und mindestens zweier Motoren mit Rotoreinheiten angetrieben wird, die mit Antriebsrädern für die Riemenelemente verbunden sind, wobei die Motoren in Bezug auf die Arbeitsstationen unbeweglich angeordnet sind, und die Umsetzung des Arbeitsobjekts ohne eine Versetzung eines der zwei Motoren bewirkt wird. Die Vorrichtung, die aufgrund von EP 180 050 bekannt ist, weist jedoch eine Anzahl von Nachteilen auf. Als erstes verwendet sie zwei verschiedene Antriebsriemen, um den Schieber bzw. den vertikalen Träger zu bewegen. Ein erster Antriebsmotor ist angeordnet, um den Riemen für eine horizontale Bewegung des Schiebers, und ein zweiter Antriebsmotor ist angeordnet, um ein Antriebsrad bzw. eine Antriebsscheibe mittels einer hohlen Welle anzutreiben, wobei das Antriebsrad wiederum den Riemen antreibt, um den Träger in der vertikalen Richtung zu bewegen. Zweitens werden in der Vorrichtung gemäß EP 180 050 zwei parallele Trägereinheiten verwendet, um eine Umsetzung von einer Arbeitsstation zu einer anderen Arbeitsstation zu bewirken. Eine erste Robotereinheit setzt das Arbeitsobjekt von einer ersten Stanzeinheit zu einem Zwischenlager um, und eine zweite Robotereinheit bewegt dann das Objekt von dem Zwischenlager zu der zweiten Stanzeinheit. Es wird eingesehen werden, dass die Verwendung mehrerer Einheiten eine Anzahl zu berücksichtigender Nachteile mit sich bringt, unter anderem unter dem Kostenaspekt, dem Wartungsaspekt und dem Synchronisierungsaspekt.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Roboter herzustellen, der die vorgenannten Nachteile beseitigt oder zumindest minimiert. Dies wird erreicht durch die Merkmale gemäß den Ansprüchen 1 (Verfahren) und 6 (Vorrichtung).
Obwohl es vorhergehend bekannt ist, zu versuchen, Roboter vom "Kartesischen Typ" zu verwenden, wie sie bekannt sind, unter Verwendung von stationären Motoren, die daher nicht in der tatsächlichen Versetzung inbegriffen sind, ist kein Durchbruch oder Fortschritt mit diesen vorhergehend bekannten Versuchen erzielt worden, besonders nicht in Anbetracht von Stanzstraßen. Aufgrund von EP 310481 zum Beispiel ist eine solche Robotervorrichtung vorhergehend bekannt, umfassend einen Schieber, der entlang der Trägereinheit bewegbar angeordnet ist, eine zweite Trägereinheit, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Trägereinheit erstreckt und bewegbar auf dem Schieber angeordnet ist, einen Greifmechanismus, der an dem einen Ende der zweiten Trägereinheit angeordnet ist, zwei Antriebsmotoren, die mit einer Steuereinheit verbunden sind, eine Anzahl von Umlenkrollen, und einen Antriebsriemen, der um die Antriebsräder der Antriebsmotoren und die Ablenkrollen läuft.
Eine ähnliche Vorrichtung ist ebenso in DE G 94 17 837.2 gezeigt. Keine dieser bekannten Vorrichtungen zeigt jedoch die Einrichtung, eine solche Roboterauslegung zu verwenden, in einer Position jenseits des horizontalen Trägers zu entnehmen, und vor allem stellen sie keinen Hinweis bereit, wie irgendeine flexible Entnahme/Aufsammel-Funktion integriert sein könnte, in der Entnehmen/Aufsammeln jenseits der Endpunkte für die Trägereinheit stattfinden wird. Darüberhinaus würde eine solche Robotereinheit vermutlich sehr teuer herzustellen sein, wenn ebenso hohe Genauigkeitsanforderungen (häufig Wiederholbarkeit von ca. 0,05 mm) an eine solche Robotereinheit gestellt werden würden, wie an vorbekannte, normalerweise verwendete Robotervorrichtungen. Die Kombination der letzteren Unzulänglichkeiten ist wahrscheinlich der Grund, warum Roboterprinzipien dieses Typs ihren Weg in den Markt, in Arbeitsstraßen dieses Typs, so wie beispielsweise Stanzstraßen, erst noch finden müssen.
Es ist gezeigt worden, dass wichtige Vorteile erreicht werden können, wenn eine Kombination gemäß der Erfindung verwendet wird. Aufgrund der Verwendung eines Roboterprinzips ohne sich gemeinsam bewegende Motoren können Geschwindigkeiten bis zu und möglicherweise höher als zehn Meter pro Sekunde verwendet werden, was die Produktionskapazität in einer Arbeitsstraße drastisch erhöht. Weiterhin arbeiten die Motoren zusammen, was bedeutet, dass die Größe (Ausgabe) der Motoren und Getriebe halbiert werden kann, verglichen mit der herkömmlichen Lösung mit einem Motor für jede Welle. Durch die Verwendung eines so genannten "Teach-in"-Verfahrens für die Kalibrierung der Versetzung des Roboters kann die Genauigkeit in der Auslegung des Roboters zu einem gewissen Ausmaß aufgegeben werden, insbesondere im Hinblick auf Abnutzung und Reißen und Verlängerungen, die nach einer bestimmten Zeitdauer der Verwendung auftreten. Eine wiederholte Genauigkeit von besser als ca. 0,5 mm ist sehr selten notwendig und sehr häufig besteht eine wiederholbare Genauigkeit von ca. 1 mm in der Mehrzahl von Arbeitsstraßen für Pressen bzw. Stanzen. Durch automatisches Neuprogrammieren/Kalibrieren des Systems in regelmäßigen Intervallen kann die erforderliche Versetzungsgenauigkeit aufrechterhalten werden, aufgrund der Tatsache, dass das "Teach-in"-System, wie es bekannt ist, schnell und einfach in die Praxis umzusetzen ist. Wiederholte Kalibrierungen erzeugen daher kein Problem, weder in Bezug auf die Produktion noch in Bezug auf die Kosten. Die Tatsache, dass die Genauigkeit nicht übertrieben werden muss, sondern auf einem vernünftigen Niveau gehalten werden kann, erlaubt es, den Roboter mit sehr günstigen Kosten herzustellen, nicht zuletzt, da die verwendeten Materialien und Herstellungsverfahren für seine Herstellung innerhalb eines Standardkonzepts gehalten werden können.
Weitere Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
Beschreibung der Figuren
Eine Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf die angefügte Zeichnung nachfolgend detaillierter beschrieben, in der:
1 einen Roboter gemäß der Erfindung, der zwischen zwei Arbeitsstationen installiert ist, in Verbindung mit dem Aufnehmen eines Arbeitsobjekts von einer Arbeitsstation zeigt,
2 eine bevorzugte Ausführungsform der Roboters gemäß der Erfindung in Aufsicht, teilweise im Querschnitt, zeigt,
3 den Roboter gemäß 2 in einer Seitenansicht detaillierter zeigt,
4 die Steuereinheit zeigt, und wie diese mit einer Steuerkonsole und den Motoren verbunden ist,
5 in diagrammatischer Darstellung zeigt, wie der Roboter mit einem festen Zwischentisch zusammenarbeitet,
6 in diagrammatischer Darstellung zeigt, wie der Roboter mit einem bewegbaren Zwischentisch zusammenarbeitet
7 in diagrammatischer Darstellung eine Modifikation zeigt, wie der Roboter mit einem bewegbaren Zwischentisch arbeiten kann,
8 zeigt, wie zwei Roboter gemäß der Erfindung verwendet werden können, um verschiedene Höhen in Aufnahme- und Abliefersituationen zu erhalten,
9 eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt, in der der Roboter einem abnehmbaren bzw. ersetzbaren Greifmechanismus angeordnet ist,
10 in diagrammatischer Darstellung den Betrieb eines Roboters gemäß der Erfindung mit einem abnehmbaren Schiffchen (shuttle) zeigt,
11 einen Roboter zeigt, der mit einer dritten Welle gemäß einer weiteren Modifikation gemäß der Erfindung angeordnet ist, und
12 eine modifizierte Ausführungsform einer Vorrichtung zeigt, die prinzipiell gemäß der arbeitet, die in 9 gezeigt ist.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt eine Stanzstraße mit einem Roboter 10 gemäß der Erfindung zum Umsetzen/Entnehmen von Blechstücken 2 von einer Stanzeinheit 3 zu einer anderen 4. Der Roboter 10 ist mit einem Greifmechanismus 12 angeordnet, umfassend eine verlängerte Einheit 12D, an deren Enden zwei Greifmechanismuseinheiten 12A, 12B angeordnet sind, der seine erste Greifeinheit 12A verwenden kann, um ein Blech 2 von der ersten Presse 3 zu entnehmen, und die zweite Greifeinheit 12B verwenden kann, um das Blech in der zweiten Stanzeinheit 4 zu platzieren. Ein Zwischentisch 16 wird auf eine bekannte Art und Weise zum Zwischenspeichern des Blechs 2 verwendet, wenn von der einen Greifeinheit 12A auf die andere 12B umgeschaltet wird.
Der Roboter umfasst eine(n) horizontale(n), feste(n) Säule/Träger 20, die an jeder Stanzeinheit 3, 4 mittels flexibler Elemente 5, 6 befestigt ist. Diese flexiblen Befestigungselemente 5,6 sind beispielsweise in der Stanzeinheit wesentlich, um starke Vibrationen zu beseitigen, die in einer Stanzeinheit entstehen können. Auf dem Träger 20 ist ein horizontal bewegbarer Schieber 11 angeordnet. Eine) vertikal bewegbarer) Säule/Träger 22 ist wiederum an dem Schieber 11 angeordnet. Ein flexibler Riemen 24 wird verwendet, um den Schieber 11 und den vertikalen Träger 22 zu bewegen. Der Riemen 24 wird von zwei Motoren 26, 27 (siehe 2) mittels Antriebsrädern 26A, 27BA angetrieben und läuft um zwei äußere Riemenumlenkrollen 28A, B.
Der Riemen 24 ist an seinen Enden 24A, 24B in dem unteren Ende der vertikalen Säule 22 befestigt. Das Antreiben der Motoren 26, 27 und daher des Riemens 24 erlaubt es, den Greifmechanismus 12 in jeder X/Y-Richtung zu bewegen. Durch die Wahl der Antriebsrichtung und Geschwindigkeit des jeweiligen Motors kann die Bewegung des Greifmechanismus 12 in einer gesteuerten Weise gerichtet werden. Wenn die Motoren in entgegengesetzter Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren, wird der Greifmechanismus beispielsweise nur in der vertikalen Richtung versetzt. Wenn gleichzeitig ein gewisses Geschwindigkeitsdifferential zwischen den Motoren besteht, dann wird eine bestimmte horizontale Versetzung zwischen den Motoren bewirkt. Wenn andererseits die Motoren in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren, findet eine ausschließlich horizontale Versetzung statt. Durch genaue Computersteuerung der Rotoreinheiten 26C, 27C der Motoren können genaue Umsetzungsmuster, frei im Raum, daher einfach erhalten werden.
Aufgrund der Tatsache, dass die Motoren unverrückbar bzw. feststehend sind und während dem Betrieb nicht versetzt werden, wird das Gewicht der sich bewegenden Teile 12, 22, 28A–D, 30A–D sehr gering gehalten, was erlaubt, erhöhte Umsetzungsgeschwindigkeiten zu verwenden. Dies führt wiederum dazu, dass die Kapazität in einer Stanzstraße erhöht werden kann. Gleichzeitig mit der Erhöhung in der Kapazität werden die folgenden Vorteile erhalten:

– niedrigerer Energieverbrauch
– geringere Materialkosten
– weniger Wartung, und
– bessere Zugänglichkeit

2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Roboters gemäß der Erfindung in Aufsicht, teilweise im Querschnitt. Es wird gezeigt, dass die bewegbare Robotereinheit 10 auf zwei horizontalen Trägern 20A, 20B angeordnet ist. Der Schieber 11 ist aus zwei Seitenplatten 19A, 19B und einer oberen 11B und einer unteren Platte 11C zusammengesetzt (siehe 3). In den Seitenplatten sind vier Wellen 13A–13D fest verankert, von denen nur die oberen in 2 sichtbar sind. Auf jeder Welle sind eine Anzahl von frei angebrachten Führungsrädern 15A, 15B und 17A, 17B sowohl oberhalb als auch unterhalb angeordnet, mit genauer Befestigung in Bezug auf die jeweilige Trägereinheit 20A, 20B, so dass der Schieber 11, ohne jeden echten Reibungswiderstand, durch diese Rollen geführt wird, während er entlang der Trägereinheiten 20A, 20B versetzt wird, in was als die X- und Y-Richtung bezeichnet werden kann. Um eine genaue Führung des Schiebers 11 in einer dritten Richtung zu erzeugen, d. h. der Z-Richtung, werden die Seitenplatten 19A, 19B verwendet, die mit den äußeren Seiten 20A, 20B der Trägereinheiten zusammenwirken. 2 stellt weiterhin dar, dass die vertikale Trägereinheit 22 eine I-Querschnitt aufweist und innerhalb einer Vertiefung 11A in der Mitte des Schiebers angeordnet ist. Die Trägereinheit 22 wird in dieser Vertiefung 11A durch Führungsrollen 21A, 21B und 23A, 23B genau geführt, die ebenso frei um die Wellen 13A, 13B angeordnet sind. Die Umlenkräder 30C und 30D sind ebenso auf den Wellen 13A bzw. 13B angebracht. Die Motoren 26 und 27 sind beide auf einer der Trägereinheiten 20B angeordnet. Über ein Getriebe 26B bzw. 27B treiben die Antriebsräder 26A und 27A den Riemen 24 vorwärts.
3 zeigt eine Seitenansicht im Querschnitt entlang der Markierung in 2. Es kann gesehen werden, dass der vertikale Träger 22, der einen Querschnitt in der Form eines I-Trägers aufweist (siehe 2), vorteilhaft mit Aussparungslöchern 22B angeordnet ist, im Hinblick darauf, den Roboter so leicht wie möglich zu machen. Der Träger 22 wird geführt unter Verwendung seiner äußeren Oberflächen 22C, 22D. Die eine Seite 22C wird geführt, indem sie in Kontakt mit vier Führungsrollen 23A–23D steht, die in ein und derselben vertikalen Ebene angeordnet sind. Zusätzlich führt ein ähnlicher Satz von Führungsrollen 21A–21D (siehe 2) die andere Seite 22D der Trägers in einer anderen, parallelen vertikalen Ebene. Daher gibt es insgesamt 8 Führungsrollen 23A–23D, 21A–21D, was eine genaue Führung/Versetzung des vertikalen Trägers sicherstellt. Diese Führungsrollen treiben den Träger jedoch in keiner Weise an. Das Antreiben der Trägereinheit ist allein die Aufgabe des Antriebsriemens 24, der auf die Trägereinheit 22 wirkt, indem er an dem einen Ende 22A davon befestigt ist, und über die Umlenkräder 30A–30D geleitet wird. Die Umlenkräder 30A–30D sind, wie andere Führungsräder und Umlenkräder, die auf dem Schieber 11 angeordnet sind, entlang ein und derselben kontinuierlichen Welle 13A–13D angebracht. Daher gibt es vier solcher Wellen, und auf jeder Welle, der oberen linken 13A beispielsweise, sind zwei Führungsräder 15A, 17A angeordnet in 2 für die Bewegung des Schiebers entlang der Träger 20A, 20B zwei Führungsräder 21A, 23A für die Führung der vertikalen Trägereinheit 22, und ein Umlenkrad 30C, das auf dem Mittelpunkt der Welle platziert ist. Die Wellen 13A–13D sind auf den äußeren Platten 19A, 19B befestigt, die zu dem Schieber 11 gehören. Der Schieber wird durch die inneren Platten 19B und die untere und obere Abdeckeinheit 11B, 11C zusammengehalten. Alle Führungsräder und Umlenkräder sind daher frei um die Welle 13 angebracht, und so angeordnet, dass sie in Bezug auf die Konstruktionsteile 11, 19 des Schiebers frei rotieren können. Wie aus den 2 und 3 ersehen werden kann, werden bevorzugt identische Führungsräder sowohl für die Bewegung des Schiebers als auch für die Bewegung des vertikalen Trägers verwendet, so dass vier gleichgroße, zweckmäßigerweise identische Führungsräder auf ein und derselben Welle 13 sitzen. Der Durchmesser der Umlenkräder 30A–30D muss daher kleiner sein als der der Führungsräder, damit diese frei rotieren können und der Riemen 24 frei laufen kann. Schließlich zeigt 3, dass die oberen Umlenkräder 28A, 28B für den Riemen 24 frei um die Wellen 25A, 25B angebracht sind, die jede in dem oberen Ende des vertikalen Trägers 22 in einer Ecke davon verankert worden sind.
4 zeigt in einer diagrammatischen Darstellung die Bedienerkonsole 60, eine HMI-Einheit (Human Machine Interface, Mensch-Maschine-Schnittstelle), wie sie bekannt ist. Die HMI-Einheit 60 ist mit der Steuereinheit 50 verbunden, die wiederum den Bewegungsplan des Roboters durch zwei Motoren 26, 27 steuert, die genauer als Servomotoren mit zugehöriger Leistungselektronik bezeichnet werden sollten.
Die Steuereinheit 50 umfasst einen Steuercomputer 51 mit einer Speichereinheit, einer Prozessoreinheit, etc. Die Steuereinheit beinhaltet zusätzlich eine Registriereinheit 52, die unter anderem kontinuierlich die Positionen von jedem Rotor der Motoren 26, 27 registriert, wobei dies durch Lagesensoren auf der jeweiligen Welle (Rotor) bewirkt wird. Der Steuercomputer 51 koordiniert die Bewegungen der Servomotoren 26, 27, so dass das Bewegungsmuster des Roboters das ist, was der Bediener bzw. Operator für eine spezifische Bewegung lernt.
Der Steuercomputer erhält über die Registriereinheit 52 kontinuierliche Informationen über die Lage der Wellen, wobei diese Information kontinuierlich von dem Steuercomputer 51 verwendet wird, um die Motoren zu steuern. Abgesehen von dem Steuern der tatsächlichen Bewegung wird der Steuercomputer 51 ebenso verwendet, um Daten für eine Vielzahl von Bewegungsmustern zu speichern, zum Beispiel Geschwindigkeiten und Positionen der Wellen.
Der Steuercomputer 51 wird mit spezieller Software programmiert, um die Ladung (das Blech) sehr schnell antreiben zu können und gleichzeitig das Blech minimalen Kraftbeanspruchungen auszusetzen (mäßige Geschwindigkeitswechsel), durch die Verwendung von hochentwickelten Steuerfunktionen, wodurch ein Roboter gemäß der Erfindung eine hohe Produktionsrate zwischen zwei Stanzen aufrechterhalten kann. Die Servomotoren 26, 27 sind die Komponente, die die tatsächliche Bewegung, die durch den Steuercomputer befohlen wird, ausführt. Die Servomotoren folgen dem Befehl (Positionen) des Steuercomputers sehr genau und bringen ihre Positionen (Bewegungen) in Tausendsten einer Sekunde auf den neuesten Stand. Typische Werte der Servomotoren sind ca.: 3–10 kW. Die Bedienerkonsole 60, ebenso als HMI = Human Machine Interface bezeichnet, wird verwendet, damit der Bediener den Roboter einfach bedienen kann und ihn programmieren (teach, lehren) kann, vielfältigen Bewegungsmustern zu folgen.
Typisches "teach-in", d. h. Handhabungssequenz zum Lernen von Bewegungsmustern:

1. Der Bediener fährt den Roboter 10 durch manuelle Steuerung mit der Bedienerkonsole 60 in eine Lage (E2), in der das Blech 2 in der Stanze 3 aufgenommen wird (siehe 1).
2. Drückt den "teach-in" Knopf auf der Bedienerkonsole 60 und die "Aufnahmelage"-Position wird in dem Steuercomputer 51 gespeichert, indem die Registrierungseinheit 52 die genaue Position von jedem Rotor in dieser gewählten Situation weiterleitet.
3. Der Bediener fährt den Roboter vertikal in eine Lage direkt oberhalb der Aufnahmelage (E2), von wo das Blech horizontal gefahren werden kann, ohne mit dem Stanzwerkzeug zu kollidieren, wobei der Punkt als die "freie horizontale Aufnahme" bezeichnet wird.
4. Drückt den "teach-in" Knopf und die "freie horizontale Aufnahme" Position wird in dem Steuercomputer gespeichert, indem die Registrierungseinheit 52 die genaue Position von jedem Rotor in dieser gewählten Situation weiterleitet.
5. Der Bediener fährt den Roboter horizontal in eine Lage direkt oberhalb des Stanzwerkzeugs in der Presse 4 in 1, von wo das Blech vertikal direkt hinunter zu dem Stanzwerkzeug gefahren werden kann, wobei der Punkt als die "vertikale Stanzwerkzeug-Ablieferung" bezeichnet wird.
6. Der Bediener fährt den Roboter vertikal in eine Lage in dem Stanzwerkzeug, in welcher das Blech abgeliefert werden kann, wobei der Punkt als die "Ablieferlage" Position (F2) bezeichnet wird, in welchem das Blech in die Presse 4 abgeliefert wird.
7. Der Bediener fährt der Roboter vertikal in eine Lage in dem Stanzwerkzeug, in der das Blech abgeliefert werden kann, wobei der Punkt als die "Ablieferlage" (F2) bezeichnet wird, in der das Blech in die Stanze 4 abgeliefert wird.
8. Drückt den teach-in Knopf und die "Ablieferlage" Position wird in dem Steuercomputer gespeichert, indem die Registrierungseinheit 52 die genaue Position von jedem Rotor in dieser gewählten Lage weiterleitet.

In jeder Position, die durch die Verwendung von "teach-in" programmiert worden ist, wird ein Hinweis gegeben, wie vorsichtig (genau) und bei welcher Geschwindigkeit der Punkt erreicht werden sollte. Unter Verwendung der Software wählt der Steuercomputer dann automatisch die bestmögliche Versetzung zwischen angezeigten Positionen, um schnellstmögliche Versetzung zu erreichen.
5 zeigt in diagrammatischer Darstellung, wie ein Arbeitsobjekt 2' von einer Arbeitsstation 3 zu einer anderen Arbeitsstation 4 versetzt wird, durch einen Roboter 10 gemäß der Erfindung in Kombination mit einem festen Zwischentisch 16. A stellt dar, wie sich die eine Greifmechanismuseinheit 12A nach unten bewegt und das Arbeitsobjekt 2 durch die Aktivierung von Saugköpfen festhält, die an der Greifeinheit 12A befestigt sind. Wenn das Arbeitsobjekt einmal an der Greifeinheit 12A befestigt worden ist, was von der Steuereinheit 50 durch das Erreichen einer bestimmten Saugkraft (ΔP) mittels der Saugköpfe registriert wird, beginnen die zwei Motoren 26, 27, in entgegengesetzter Richtung zu rotieren, wodurch eine vertikale Bewegung des vertikalen Trägers 22 erzeugt wird. Sofort danach, oder in Verbindung damit, erhöht der linke Motor 26 seine Umdrehungsgeschwindigkeit, wodurch eine horizontale Bewegung weitergegeben wird, d. h. der Schieber 11 beginnt sich ebenfalls zu bewegen. Die Versetzung wird entlang einer gewünschten Bahn bewirkt, der unter Verwendung des vorhergehend beschriebenen "teach-in" Prozesses programmiert wurde. Ein großer Teil der Versetzung wird nur in der horizontalen Richtung bewirkt, wie in B dargestellt. Hier rotieren die zwei Motoren in der gleichen Richtung, d. h. der rechte Motor hat hier seine Rotationsrichtung geändert, und eine schnelle horizontale Versetzung wird erreicht. C zeigt den Roboter wie er sich seiner weiteren Endposition annähert, wobei eine gewisse vertikale Bewegung ebenfalls durch einen Wechsel der Rotationsrichtung durch den linken Motor weitergegeben worden ist. Sofort danach verwendet der Roboter die rechte Greifmechanismuseinheit, um ein Arbeitsobjekt 2" 12B in die weitere Presse 4 abzuliefern. Zur gleichen Zeit liefert er ebenso das Arbeitsobjekt 2, welches er in der linken Presse 3 aufgenommen hat, auf dem festen Tisch 16 ab. Danach kehrt der Roboter im Prinzip entlang der gleichen Bahn zurück, den er in der anderen Richtung genommen hat, um so ein neues Arbeitsobjekt 2 von der linken Stanzeinheit 3 aufzunehmen, und gleichzeitig das Zwischenarbeitsobjekt 2' zur Versetzung in die weitere Presse 4 zu greifen.
6 stellt im Prinzip die gleiche Versetzung dar wie in 5, mit dem Unterschied, dass ein bewegbarer Zwischentisch 16A verwendet wird. Durch die Verwendung eines bewegbaren Zwischentischs 16A wird die Entfernung für die Versetzung zwischen den Stanzeinheiten verkürzt. Im Falle eines festen Zwischentischs sollte die Entfernung zwischen der Stanzeinheit und dem Zwischentisch 16A in der Tat der Entfernung zwischen den zwei Greifmechanismuseinheiten 12A, 12B entsprechen, während mit einem bewegbaren Zwischentisch die Entfernung zwischen den Stanzeinheiten verkürzt werden kann, indem der bewegbare Zwischentisch 16A sich in einer ausgleichenden Weise positioniert. Anderenfalls sind die Prinzipien für die Versetzung die gleichen wie in 5.
7 zeigt eine Modifikation eines Prozesses gemäß 6. In diesem Fall wird der Zwischentisch 16A derart verwendet, dass die Robotereinheit 10 niemals in Verbindung mit dem Zwischenspeicher oben bleiben muss. Stattdessen greift die weitere Greifmechanismuseinheit 12B das Zwischenarbeitsobjekt 2'' im Flug (siehe 7B). Bei dem Greifvorgang bewegt sich der Greifmechanismus 12 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Zwischentisch 16A, mit V1 = V2, was durch die Steuereinheit 50 bewirkt wird, die daher die Bewegung für die Robotereinheit 10 mit dem Zwischentisch 16A koordiniert. Nachdem das rechte Arbeitsobjekt mit der rechten Greifeinheit 12B aufgenommen worden ist, bewegt sich der Zwischentisch 16A dann in der entgegengesetzten Richtung, d. h. nach links in dem Bild, um sich so zu positionieren, dass die linke Greifmechanismuseinheit 12A ihr Arbeitsobjekt 2' auf dem Zwischentisch ablegen kann, wobei gleichzeitig die rechte Greifmechanismuseinheit 12B ihr Arbeitsobjekt 2" in der rechten Stanzeinheit 4 abliefert.
8 zeigt eine Ausführungsform, in der das Aufnehmen und Abliefern auf verschiedenen Niveaus in der ersten 3 und der zweiten Stanzeinheit 4 stattfinden. In diesem Fall wird der Zwischentisch 16C durch eine Robotereinheit 10A gemäß der Erfindung getragen, die im Bezug auf die tatsächliche Robotereinheit 10 nach oben und nach unten zeigt. Die zwei Robotereinheiten werden durch die Steuereinheit 50 synchronisiert, so dass das gleiche Aufnahmenhöhenniveau für den Zwischentisch 16C erhalten wird, wenn das Aufnehmen von der linken Stanzeinheit 3 ausgeführt wird. Danach wird eine Versetzung bewirkt, im Prinzip gemäß dem, was vorhergehend beschrieben worden ist, nach rechts in dem Bild, um so das Arbeitsobjekt 2" mit der rechten Greifmechanismuseinheit 12B in der rechten Stanzeinheit 4 abliefern zu können. Gleichzeitig mit der Versetzung der Robotereinheit 10 findet eine Versetzung der unteren Robotereinheit 10A mit dem Zwischentisch 16C statt, so dass sich der Zwischentisch 16C dann auf dem gleichen Niveau befindet wie die Ablieferhöhe in der weiteren Pressstation 4.
Es wird verstanden werden, dass die in 8 beschriebenen Vorteile eines Zwischentischs, der in der vertikalen Richtung eingestellt werden kann, ebenso verwendet werden können, wenn der Zwischentisch in der horizontalen Richtung fest ist. Abgesehen von dem vorhergehend beschriebenen Vorteil, abliefern zu können, wenn Einheiten mit verschiedener Höhe vorliegen, gibt es ebenfalls den Vorteil, dass ein Zwischentisch, der in der vertikalen Richtung einstellbar ist, verwendet werden kann, um jegliche Änderungen in den Positionen der Greifmechanismen auszugleichen. Ein Beispiel einer solchen Änderung ist, dass der eine Arm 12A des Greifmechanismus einen starken Stoß erhält, der diesen Greifmechanismusarm verbiegt, und daher die Position des Greifmechanismus 12A verändert. Normalerweise würde dies bedeuten, dass der Greifmechanismus gewechselt und die Vorrichtung kalibriert werden müsste. Mit der Hilfe eines Zwischentischs, der in der vertikalen Richtung einstellbar ist, kann man stattdessen fortfahren, den veränderten Greifmechanismus 12 zu verwenden, und durch eine neues "teach-in" den veränderten Greifmechanismus "dem System zu lehren", wodurch sowohl Zeit- als auch Kostenersparnisse erreicht werden können.
9 zeigt ein grundlegendes Diagramm einer Robotereinheit gemäß der Erfindung, in der ein bewegbarer Greifmechanismus 12C auf dem unteren Ende 22A des vertikalen Trägers 22 angeordnet worden ist. Die Auslegung der Trägereinheit 20, des Schiebers 11 und des Riemens 24 mit seinem Antriebsmechanismus ist die gleiche wie vorhergehend beschrieben. Vor allem und über den üblichen Antriebsriemen 24 hinaus offenbart 9, dass ein weiterer Antriebsriemen 29 bereitgestellt ist, im Hinblick darauf, weitere Bewegungen mit dem Greifmechanismus 12C ausführen zu können. Dieser Antriebsriemen 29 wird durch ein Antriebsrad 31 angetrieben, das mit einem der äußeren Umlenkräder 28A verbunden ist. Der Antriebsriemen 29 wird sich demzufolge im Bezug auf den Roboter 10 in einer synchronisierten Weise bewegen. In dem dargestellten Fall, in dem das Antriebsrad 31 den gleichen Durchmesser wie das Umlenkrad 28A aufweist, wird die Versetzungsgeschwindigkeit des zweiten Antriebsriemens 29 genau die gleiche sein wie die des ersten Antriebsriemens 24. Die horizontale Versetzung des Greifmechanismus 12C entlang seines Trägers 12D wird daher gleich der horizontalen Versetzung des Schiebers 11 werden, so dass der Greifmechanismus 12C sich in der horizontalen Richtung doppelt so schnell bewegt wie der Schieber 11. Durch das Anordnen des Umlenkrads 33A, 33B auf dem unteren Ende des vertikalen Trägers und, zusätzlich, Bereitstellen einer horizontalen Trägereinheit 12D auf deren Ende Umlenkräder 35A, 35B angeordnet sind, wird eine genau synchronisierte Versetzung des Greifmechanismus 12C auftreten, wenn der Schieber 11 in der horizontalen Richtung versetzt wird. Gemäß dieser dargestellten Ausführungsform wird der Mittelpunkt der Rotation für die äußeren Umlenkrollen 35A, 35B in der selben Ebene platziert wie der jeweilige Mittelpunkt des Antriebsrad 26A und 27A, die jeweils oberhalb angeordnet sind. Keine Versetzung des Greifmechanismus 12C wird auftreten, wenn nur eine vertikale Versetzung der Trägereinheit 22 ausgeführt wird, da der Riemen 24 auf dem oberen Ende des Trägers dann keine relative Bewegung ausführt, d. h. die Umlenkrollen 28A, 28B bleiben stationär. Die Befestigung für den Greifmechanismus 12C in dem Träger 12D ist in einer dazu angemessenen Weise angeordnet, bevorzugt durch Führungsrollen, um die Reibung zu minimieren, im Prinzip gemäß dem, was für die Aufhängung des Schiebers 11 und des vertikalen Trägers 22 gezeigt wurde.
10 stellt dar, wie ein Roboter gemäß der Erfindung mit einem bewegbaren Greifmechanismus 12C gemäß 9 arbeitet. Gemäß dem, was in 10 gezeigt wird, ist der Träger 12D, entlang dem der bewegbare Greifmechanismus 12C verschoben wird, etwas kürzer als die feste Trägereinheit 20. Die Greifmechanismuseinheit 12C wird daher eine etwas kürzere Strecke als der tatsächliche Schieber 11 verschoben. Um dies zu erreichen, wird das Getriebe für die Bewegung des Schiebers etwas kleiner gehalten, indem ein Antriebsrad 31 eines Durchmessers verwendet wird, der kleiner ist als der Durchmesser des Umlenkrads 28A, in dem selben Ausmaß wie der Träger 12C kürzer ist als der feste Träger 20. Eine vollständig synchronisierte Bewegung wird demzufolge erhalten, was bedeutet, dass sich der abnehmbare Greifmechanismus 12C an dem jeweiligen Endpunkt befindet, wenn der Schieber 11 in der jeweiligen Endlage entlang des Trägers 20 ist. Die Figur stellt dar, wie der Greifmechanismus 12C ein Arbeitsobjekt 2 von einer ersten Stanzeinheit 3 durch Bewegen nach unten aufnimmt, wobei Kontakt mit dem Arbeitsobjekt 2 hergestellt wird und die Saugköpfe aktiviert werden. Danach hebt die Robotereinheit das Arbeitsobjekt 2 und versetzt es mit überlagerter Geschwindigkeit, d. h. der kombinierten Geschwindigkeit des Schiebers 11 plus der Geschwindigkeit des Greifmechanismus, weg zu der zweiten Stanzeinheit 4, in der es abgesetzt wird, um später zurückzukehren und das nächste Arbeitsobjekt 2 aufzunehmen.
Gemäß einer Modifikation kann der Greifmechanismus 12, anstatt zwangsgesteuert zu werden, sich selbst gestatten durch die Energie der Verzögerung von einer Seite zur anderen versetzt zu werden. Wenn der Roboter 10 an dem Ende der horizontalen Versetzung gebremst wird, wird der Greifmechanismus 12 dann von der einen Seite des Trägers 12D zu der anderen gleiten.
11 stellt dar, dass eine Robotereinheit gemäß der Erfindung 10 mit einer weiteren Funktion ausgestattet werden kann, nämlich Kippen, Neigen und/oder seitlicher Versetzung, durch das Anbringen eines weiteren Antriebsriemens 36, der wie der Riemen 29 für den Betrieb eines bewegbaren Greifmechanismus 12C durch ein Antriebsrad 37 angetrieben wird, das mit einem der Umlenkräder verbunden ist. In dem dargestellten Fall gemäß 11 ist das Antriebsrad 3 mit dem unteren, linken Umlenkrad 30A verbunden. Der Antriebsriemen 36 1äuft zusätzlich um ein angetriebenes Rad 38, das durch seine Abtriebswelle (nicht gezeigt), ein Getriebe 39 antreibt, welches per se bekannt ist. Dieses Getriebe 39 kann eingestellt werden, um verschiedene Formen von Bewegung gemäß der Anforderung auszuführen, zum Beispiel Kippen (11A), Neigen (11B) oder seitliches Versetzen (11C). Die Platzierung des Antriebsrads 37 in der gewünschten Position ermöglicht es, dass die Bewegung automatisch synchronisiert wird, um ausgeführt zu werden, wenn es erforderlich ist, da die verschiedenen Umlenkräder, gemäß dem was vorhergehend beschrieben wurde, zu separaten Gelegenheiten während der Versetzung rotieren. Das Getriebe 39 gemäß dem dargestellten Beispiel wird daher nur in Verbindung mit vertikaler Versetzung des Trägers 22 in Bezug auf den Schieber 11 aktiviert, da die Umlenkrolle 30A in Verbindung mit einer rein horizontalen Versetzung nicht rotiert. Normal gesprochen wird dieses Getriebe 39 daher nur in Verbindung mit Aufnehmen und Abliefern eines Arbeitsobjekts aktiviert, was bei vielen Gelegenheiten wünschenswert ist, um das Objekt schnell aus einer und in eine Stanzeinheit versetzen zu können.
12 zeigt eine Ausführungsform, die in wesentlichen Elementen gemäß dem arbeitet, was in Verbindung mit 9 beschrieben wurde. Im Folgenden wird das Augenmerk daher auf grundlegenden Unterschieden in Bezug auf 9 liegen. Ein erster wichtiger Unterschied ist, dass der Antriebsriemen 24 an dem oberen Ende 22E des vertikalen Trägers 22 befestigt ist. Ob die Befestigung in der oberen Kante oder der unteren Kante ausgeführt wird (wie in 9 gezeigt), hat keine funktionale Auswirkung im Bezug auf das Arbeitsprinzip, bietet aber die Möglichkeit, einen kürzeren Antriebsriemen 29 zu verwenden. Gemäß der Ausführungsform in 12 ist der Antriebsriemen 29 direkt um eines der äußeren Umlenkräder 28A angeordnet, das an dem unteren Ende 22A des vertikalen Trägers 22 angeordnet ist. Mit Hilfe dieser "invertierten" Lösung kann daher ein wesentlich kürzerer Antriebsriemen 29 verwendet werden. Es kann weiterhin gesehen werden, dass ein Ausgleichszylinder 40 verwendet wird. Der Ausgleichszylinder 40, der zweckmäßigerweise pneumatisch ist, ist mit der Zylindereinheit 41 auf dem Schieber 11 angeordnet, der in der horizontalen Richtung bewegbar ist, und mit der Kolbeneinheit 42 nahe dem unteren Ende 22A des vertikalen Trägers 22, der in der vertikalen Richtung innerhalb des Schiebers 11 bewegbar ist. Wie es per se vorbekannt ist, können Ausgleichszylinder verwendet werden, um Kräfte auszugleichen, die in der vertikalen Richtung wirken (Schwerkraft). Der Ausgleichszylinder 40 kann daher verwendet werden, um einen gewünschten Zustand des Gleichgewichts in der vertikalen Richtung für den vertikalen Träger 22 in Bezug auf den Schieber 11 zu finden, wodurch der Vorteil erhalten wird, dass die Motoren 26A, 27A keine Kräfte über den Antriebsriemen 24 erzeugen müssen, um den Greifmechanismus in einem ausgeglichenen Zustand zu halten. Aus dem Energieaspekt ist es in der Tat unerwünscht, dass die Motoren in bestimmten Ruhezuständen aktiviert werden müssen. Stattdessen kann man wählen, Druck in den Ausgleichszylinder 40 (es kann mehr als einer sein) zu geben, so dass der Kolben 42, im Zustand der Balance die erwünschte Position des Greifmechanismus annimmt, ohne dass die Motoren, über den Antriebsriemen, irgendeine Kraft sicherstellen müssen, um der Schwerkraftwirkung entgegenzuwirken.
Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, was vorhergehend dargestellt wurde, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Patentansprüche variiert werden. Es wird daher verstanden werden, unter anderem, dass viele verschiedene Formen von Lösungen verwendet werden können, um den Schieber in einer gleitenden bzw. verschiebbaren Weise auf dem Träger 20 anzuordnen und die Trägereinheit 22 so anzuordnen, dass sie innerhalb des Schiebers 11 verschiebbar ist. Anstelle von dem, was dargestellt wurde, kann eine Vielzahl von Führungsrädern verwendet werden, beispielsweise zwischen allen Oberflächen mit relativer Bewegung in Bezug auf einander angeordnet werden, ebenso so wie Nadelwalzenlager etc. Führungssysteme ohne die Verwendung von Führungsrädern sind ebenso möglich, bevorzugt durch die Verwendung eines Materials mit niedriger Reibung vom PTFE Typ, für die Konfiguration der gleitenden Oberflächen, zweckmäßigerweise in der Form eines Materials mit niedriger Reibung in Kontakt mit einer Metalloberfläche, die hohe Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb bietet. Führungsstifte und Führungslaufbuchsen mit Führungsrillen stellen ebenso denkbare Lösungen dar, die innerhalb des Schutzumfangs der Wahlmöglichkeiten eines Fachmanns liegen. Es wird weiterhin verstanden werden, dass die Anzahl von Vorrichtungen, die beschrieben und dargestellt wurden, keineswegs beschränkend ist. Es wird verstanden werden, dass die Erfindung mit vielen Typen von Greifmechanismen abgesehen von Saugköpfen verwendet werden kann, zum Beispiel Greifklauen, Elektromagnete etc. Es wird ebenso verstanden werden, dass die Seitenplatten 19A, 19B ebensogut auf der Innenseite (anstatt auf der Außenseite) der Träger 20A, 20B platziert werden können, und dass diese Platten 19A, 19B, ebenso wie andere abnehmbare Teile, zweckmäßigerweise wie der Träger 22 mit Aussparungslöchern konfiguriert sind.

Claims

Verfahren zur schnellen Umsetzung eines Arbeitsobjekts (2) in sowohl horizontaler als auch senkrechter Richtung unter Verwendung einer Robotereinheit (10) mit einem Greifmechanismus (12) von einer Arbeitsstation (3) zu einer anderen (4), wobei das Arbeitsobjekt (2) zwischen einem Kilo und vierzig Kilo wiegt und die Umsetzung bzw. er Transfer in die horizontale Richtung wenigstens ein Meter, aber weniger als zehn Meter ist und wenigstens teilweise entlang einer sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Trägereinheit (20) bewirkt wird, die zwischen den Arbeitsstationen (3), (4) angeordnet ist, und der Greifmechanismus (12) derart angeordnet ist, dass er wenigstens in einer ersten Endlage (E1) entlang des Trägers (20), der sich zwischen zwei ersten Endpunkten (E1, F1) erstreckt, ein Arbeitsobjekt (2) in einer zweiten Position (E2) aufnehmen und/oder abgeben kann, die jenseits der ersten Endlage (E1) entlang des horizontalen Trägers (20) angeordnet ist, wobei die Robotereinheit mittels einer Steuereinheit (50) gesteuert wird und mittels eines Riemenelements (24) und wenigstens zwei Motoren (26, 27) getrieben wird, die Rotoreinheiten enthalten, die mit Antriebsscheiben (26A, 27A) für das Riemenelement (24) verbunden sind, wobei die Motoren (26, 27) unverrückbar an den Arbeitsstationen (3, 4) angeordnet sind, und die Umsetzung des Arbeitsobjekts (2) ohne Versetzung von einem der zwei Motoren (26, 27) bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die ganze Umsetzung entlang einer und der gleichen Trägereinheit (20) ausgeführt wird, dadurch, dass das Riemenelement (24) aus einem einzigen kontinuierlichen Antriebsriemen (24) gebildet wird, der gleichzeitig mit den Antriebsscheiben (26A, 27A) verbunden ist und von ihnen angetrieben wird und dadurch, dass die Umsetzung des Arbeitsobjekts entlang einer vorprogrammierten Bahn mittels eines Steuercomputers (51) in der Steuereinheit (50) durch die kontinuierliche Steuerung und Registrierung der Lage jedes der Antriebswellen (26C, 27C) geführt wird, die Teil der Motoren (26, 27) bilden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifmechanismus (12) an der Robotereinheit (10) derart angeordnet ist, dass eine weitere horizontale Bewegung erreicht werden kann, die die Umsetzung entlang des horizontalen Trägers (20) überlagert.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifmechanismus (12) mit wenigstens zwei Einheiten (12A, 12B) angeordnet ist, wobei die eine Einheit (12A) das Arbeitsobjekt (2) in einer Endlage (E2) aufnimmt und die andere Einheit (12B) das Arbeitsobjekt (2) in einer anderen Endlage (F2) ablegt, und dadurch dass eine Zwischenlagerung (16) für die Platzänderung des Arbeitsobjekts (2) bewirkt wird, bevor es von der einen Endlage (E2) zu der anderen (F2) umgesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Zwischenlagerung (16) in wenigstens die horizontale Richtung in die gleiche Richtung beweglich angeordnet ist, in der die horizontale Hauptumsetzung der Robotereinheit bewirkt wird.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung des Greifmechanismus mittels eines sogenannten "Teach-in"-Prozesses einprogrammiert wird, wobei ein Arbeitszyklus durch einen Operator durch tatsächliche Umsetzung des Greifmechanismus (12) durch den Arbeitszyklus einprogrammiert wird und eine anschließende Registrierung gewünschter Werte in Bezug auf Rotoreinheiten einprogrammiert wird, die Teil der Motoren (26, 27) bilden, sodass der Steuercomputer (51) durch Kommunikation mit einer Registrierungseinheit (52) nachfolgend einen automatischen Betrieb sicherstellen kann.
Robotereinheit (10) zur Realisierung des Prozesses gemäß Anspruch 1, die wenigstens eine erste Trägereinheit (20), die sich im wesentlichen horizontal zwischen zwei ersten Endpunkten (E1, F1) erstreckt, und eine erste und eine zweite Arbeitsstation (3, 4) jenseits der ersten Endpunkte (E1, F1), einen Schieber (11), der entlang der Trägereinheit (20) beweglich angeordnet ist, eine zweite Trägereinheit (22), die sich im wesentlichen senkrecht zu der ersten Trägereinheit (20) erstreckt und die auf dem Schieber (11) beweglich angeordnet ist, einen Greifmechanismus (12), der an einem Ende (22A) der zweiten Trägereinheit (22) angeordnet ist, zwei Antriebsmotoren (26A, 27B), die an der ersten und zweiten Arbeitsstation unverrückbar angeordnet sind, die mit einer Steuereinheit (50) verbunden sind, eine Anzahl an Umlenkrollen (28, 30) und ein Riemenelement (24) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Riemenelement (24) in der Form eines einzigen kontinuierlichen Antriebsriemens (24) ist, der um die zwei Antriebsscheiben (26A, 27A) der Antriebsmotoren und der Umlenkrollen läuft und an dem einen Ende (22A) der zweiten Trägereinheit (22) befestigt ist, und dadurch, dass der gleiche Greifmechanismus (12) zweite Endpunkte (E2, F2) erreicht, die jenseits der ersten Endpunkte (E1, F1) des horizontalen Trägers (22) angeordnet sind, und dadurch, dass die Steuereinheit (50) mit einer Konsole (60) verbunden ist, mittels der der Steuercomputer (51) in der Steuereinheit (50) durch einen sogenannten "Teach-in"-Prozess, d. h., einer Handhabungssequenz zum Lernen von Bewegungsmustern, kontinuierlich reprogrammiert werden kann.
Robotereinheit gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifmechanismus (12) ein verlängertes Element (12D) umfasst.
Robotereinheit gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Element (12D) an seinem einem Ende mit einem ersten Greifmechanismuselement (12A) angeordnet ist und an seinem anderen Ende mit einem zweiten Greifmechanismuselement (12B) angeordnet ist, wobei sich das verlängerte Element (12D) in die gleiche Längsrichtung wie die erste Trägereinheit (20) erstreckt.
Roboter gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Arbeitsstation (3, 4) ein Zwischentisch (16) zur Zwischenlagerung eines Arbeitsobjektes (2) angeordnet ist.
Robotereinheit gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischentisch in Bezug auf die Arbeitsstationen (3, 4) beweglich angeordnet ist.
Robotereinheit gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifmechanismus (12C) in Bezug auf das verlängerte Element (12D) beweglich angeordnet ist.
Robotereinheit gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Greifmechanismuseinheit (12C) mittels Verzögerungskräften entlang der Trägereinheit (12D) bewegt wird.
Robotereinheit gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die versetzbare Greifmechanismuseinheit (12C) zwangsläufig entlang der Trägereinheit (12C) mittels eines Antriebsriemens (29) versetzt wird, der durch eine Antriebsscheibe (31) angetrieben wird, die mit irgendeiner der Umlenkrollen (28, 30) körperlich verbunden ist.
Robotereinheit gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufwärts gerichtete und abwärts gerichtete Robotereinheit (10A) unter der ersten Robotereinheit (10) montiert ist, wobei die aufwärts gerichtete und abwärts gerichtete Robotereinheit (10A) einen Zwischenlagerungstisch (16C) für die erste Robotereinheit bildet.
Robotereinheit gemäß irgendeinem der vorstehend erwähnten Ansprüche, gekennzeichnet durch einen weiteren Antriebsriemen (36), der mit einem Getriebe (39) an dem unteren Ende (22A) des senkrechten Trägers (22) antreibbar verbunden ist, um in der Lage zu sein, eine weitere Bewegung mit dem Greifmechanismus (12) auszuführen.
Robotereinheit gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen (36) durch eine Antriebsscheibe (37) angetrieben wird, die mit einer der Umlenkrollen (30A) verbunden ist.