具有夹紧装置的人机协作工作站制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种MRK工作站，其具有机器人(1)，机器人具有机器人控制器(3)和机器人臂(2)，机器人臂具有多个关节(4)和使这些关节(4)连接的节肢(5‑12)，机器人臂的关节(4)被机器人控制器(3)自动调节，以便通过调整机器人臂(2)的关节(4)而使由机器人臂(2)所保持的工具(14a)或工件(14b)在空间中停住和/或运动，此外，MRK工作站具有夹紧装置(17)，夹紧装置具有位置固定的基础台架(19)和固定装置(18)，固定装置被构造用于以如下方式牢固保持工件(14b)或工具(14a)，即，保持在夹紧装置(17)上的工件(14b)和/或工具(14a)能够与机器人臂(2)合作地被装配和/或加工，其中，夹紧装置(17)具有机械式调节装置(20)和能由机器人控制器(3)操控的触发装置(21)，并且调节装置(20)被构造为，当触发装置(21)被激活时，使固定装置(18)关于基础台架(19)从运行位置自动地调节到安全位置中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种MRK工作站，其具有机器人，所述机器人具有机器人控制器和机器人臂，所述机器人臂具有多个关节和将这些关节连接的节肢，所述机器人臂的关节能够被所述机器人控制器自动调节，以便通过调整所述机器人臂的关节而使由所述机器人臂所保持的工具或工件在空间中停住和/或运动，此外，所述MRK工作站具有夹紧装置，夹紧装置具有位置固定的基础台架和固定装置，所述固定装置被构造用于以如下方式牢固保持工件或工具，即，保持在所述夹紧装置上的工件和/或工具与所述机器人臂合作地被装配和/或工作。
技术介绍
WO2014/049637A1描述了一种借助于焊接钳来焊接构件的工作站，该焊接钳由机器人来引导。在翻转台上能摆动地支承两个相同的夹具。每个夹具被构造用于保持待焊接的构件。通过转动所述翻转台可以使各夹具有选择地靠近所述机器人，使得所述机器人可以借助于由该机器人所引导的焊接钳焊接所述构件；或靠近人、也就是工人，使得工人可以从夹具取出完成焊接的构件并可以在夹具上插入新的待焊接构件。各夹具可以通过自动的控制装置主动地摆动，使得夹具可以通过主动运动视其所配属的不同而相对于工人或机器人不同地取向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种MRK工作站，其具有扩宽的安全特性。本专利技术的目的通过一种MRK工作站来实现，其具有机器人，所述机器人具有机器人控制器和机器人臂，所述机器人臂具有多个关节和使这些关节连接的节肢，所述机器人臂的关节能够被所述机器人控制器自动调节，以便通过调整所述机器人臂的关节而使由所述机器人臂所保持的工具或工件在空间中停住和/或运动，此外，所述MRK工作站具有夹紧装置，夹紧装置具有位置固定的基础台架和固定装置，所述固定装置被构造用于以如下方式牢固保持工件或工具，即，保持在所述夹紧装置上的工件和/或工具能够与所述机器人臂合作地被装配和/或加工，其中，所述夹紧装置具有机械式调节装置和能由所述机器人控制器操控的触发装置，并且所述调节装置被构造为，当所述触发装置被激活时，使所述固定装置关于所述基础台架从运行位置自动地调节到安全位置中。MRK工作站的名称用于人机协作工作站。在这种MRK工作站上活动着也可以被称作工人的人，其中，在空间上的附近、尤其是在与人的直接共同工作中，能自动操控的机器人实施运动、尤其是进行对工件的工作，而没有通过保护栏将机器人与人隔开。如果需要的话，尤其可以在MRK工作站上允许或发生人与机器人的接触、尤其是机器人也由人来手动引导和/或工件由人和机器人共同处理和/或加工。根据本专利技术的MRK工作站可以具有不动地由夹紧装置位置固定地保持的工件和由机器人所引导的工具。在此，工件可以由机器人所引导的工具来加工和/或装配。在此，由机器人实施的加工和/或装配由工人来支持，也就是说，工人可以自身手动地影响加工过程和/或装配过程，例如通过附加的手动引导的工具和/或通过手动添加的机器元件或另外的构件来影响。替换地或补充地，根据本专利技术的MRK工作站可具有不动地由夹紧装置位置固定地保持的工具和由机器人所引导的工件。在此，由机器人所引导的工件可以由位置固定的工具来加工和/或装配。在此，由机器人实施的加工和/或装配由工人来支持，也就是说，工人可以自身手动地影响加工过程和/或装配过程，例如通过附加的手动引导的工具和/或通过手动添加的机器元件或另外的构件来影响。具有所配属的机器人控制器的机器人臂、尤其是工业机器人是工作机，这些工作机可以为了自动处理和/或加工物件而配备有工具，并且在例如关于定向、位置和工作流程的多个运动轴线上可编程。工业机器人通常具有机器人臂，该机器人臂具有多个通过关节连接的节肢和能编程的机器人控制器(控制装置)，这些机器人控制器在运行期间自动控制或调节所述机器人臂的运动流程。通过由机器人控制器所操控的驱动器、尤其是电驱动器，尤其地关于工业机器人的代表关节的运动自由度的运动轴线来使所述节肢运动。具有多个通过关节连接的节肢的机器人臂，可以被配置为具有多个串联地相继布置的节肢和关节的弯臂机器人，尤其地，冗余式工业机器人可以具有带七个或更多个关节的机器人臂。机器人尤其可以是冗余式机器人，冗余式机器人被理解为能借助于机器人控制器运动的机器人臂，该机器人臂具有比满足任务所需的更多的操纵自由度。冗余的度由机器人臂自由度的数量与事件空间的维数的差获得，在该事件空间中能够解决所述任务。在此，可以涉及运动学冗余或特定于任务的冗余。在运动学冗余的情况下，运动学自由度的数量、一般是机器人臂的关节的数量大于事件空间，该事件空间在真实环境中在所述空间中运动的情况下由三个平移自由度和三个旋转自由度、即六个自由度来构造。冗余式工业机器人因此例如可以是具有七个关节、尤其是七个转动关节的轻型结构机器人。在特定于任务的冗余的情况下，任务状况的维数反而小于机器人臂的运动学自由度的数量。当机器人臂在它的手法兰上承载能绕工具驱动轴线转动的工具(例如根据本专利技术的拧紧装置)并且机器人臂的转动关节中的一个转动关节沿着该工具驱动轴线取向时，例如是这种情况。在机器人臂的关节被力调节和/或力矩调节地操控时，机器人臂的关节可以关于它们的刚性被给定参数。为此，在所有实施方案中，可以借助于阻抗调节或导纳调节(Admittanzregelung)来进行对机器人臂的驱动器的力调节和/或力矩调节的操控。机器人控制器可以被设置为，尤其借助于阻抗调节或导纳调节来产生机器人臂的适用于安全的人机协作的挠性。但是，具有所配属的机器人控制器的机器人臂、例如工业机器人尤其可以是所谓的轻型结构机器人，它们首先与常见的工业机器人区分开的是，这些轻型结构机器人具有对于人机协作(MRK)有利的结构尺寸并在此具有相对它们的自重相对高的承载能力。这种机器人臂或这种轻型结构机器人通常具有多于六个的自由度，使得就此而言提供了一种超定的系统，由此，空间中的同一点可以在相同的定向中在机器人臂的多个、尤其是甚至无限多的不同姿势中被实现。轻型结构机器人可以对外部的力作用以合适的方式作出反应。为了测量力可以使用力传感器，这些力传感器可以在所有三个空间方向上测量力和转矩。替换地或补充地，也可以无传感器地、例如根据轻型结构机器人关节上的驱动器的所测量到的电机电流来计算外力。作为调节方案，例如可以使用通过将轻型结构机器人建模作为机械阻力(阻抗)的间接力调节或使用直接的力调节。此外，尤其也可像提到的那样，代替仅位置调节地而是力调节和/或力矩调节地来运行轻型结构机器人，这例如更安全地实现人机协作(MRK)。此外，通过如下方式可以实现这种安全的人机协作，即，例如机器人臂与人员的无意碰撞可以要么被阻止，要么至少被减弱使得人员或工人不受伤。根据本专利技术，所述夹紧装置具有机械式调节装置和能由机器人控制器操控的触发装置，并且调节装置被构造用于，当触发装置被激活时，使固定装置关于基础台架从运行位置自动地调节到安全位置中，在例如工人身体部分被夹住的情况下可以尽可能快地消除、也就是排除所述夹住。所以这点特别有利，因为在由机器人识别出的碰撞的情况下，出于安全原因，机器人臂借助于安全相关的停止被立即停住并且这可以在不利的情况下导致现在停机的机器人臂夹住工人的身体部分。因为安全相关地被停住的机器人臂仅可以非常时间延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MRK工作站，具有机器人(1)，所述机器人带有机器人控制器(3)和机器人臂(2)，所述机器人臂具有多个关节(4)和使所述关节(4)连接的节肢(5‑12)，所述机器人臂的关节(4)被所述机器人控制器(3)自动调节，以便通过调整所述机器人臂(2)的关节(4)而使由所述机器人臂(2)所保持的工具(14a)或工件(14b)在空间中停住和/或运动，此外，所述MRK工作站还具有夹紧装置(17)，所述夹紧装置带有位置固定的基础台架(19)和固定装置(18)，所述固定装置被构造用于以如下方式牢固保持工件(14b)或工具(14a)，即，保持在所述夹紧装置(17)上的工件(14b)和/或工具(14a)能够与所述机器人臂(2)合作地被装配和/或加工，其特征在于，所述夹紧装置(17)具有机械式调节装置(20)和能由所述机器人控制器(3)操控的触发装置(21)，并且所述调节装置(20)被构造为，当所述触发装置(21)被激活时，使所述固定装置(18)关于所述基础台架(19)从运行位置自动地调节到安全位置中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.02 DE 102014210362.21.一种MRK工作站，具有机器人(1)，所述机器人带有机器人控制器(3)和机器人臂(2)，所述机器人臂具有多个关节(4)和使所述关节(4)连接的节肢(5-12)，所述机器人臂的关节(4)被所述机器人控制器(3)自动调节，以便通过调整所述机器人臂(2)的关节(4)而使由所述机器人臂(2)所保持的工具(14a)或工件(14b)在空间中停住和/或运动，此外，所述MRK工作站还具有夹紧装置(17)，所述夹紧装置带有位置固定的基础台架(19)和固定装置(18)，所述固定装置被构造用于以如下方式牢固保持工件(14b)或工具(14a)，即，保持在所述夹紧装置(17)上的工件(14b)和/或工具(14a)能够与所述机器人臂(2)合作地被装配和/或加工，其特征在于，所述夹紧装置(17)具有机械式调节装置(20)和能由所述机器人控制器(3)操控的触发装置(21)，并且所述调节装置(20)被构造为，当所述触发装置(21)被激活时，使所述固定装置(18)关于所述基础台架(19)从运行位置自动地调节到安全位置中。2.根据权利要求1所述的MRK工作站，其中，所述机器人(1)具有碰撞识别装置，并且所述机器人控制器(3)被构造和/或设置用于在识别出所述机器人臂(2)与障碍物、尤其是人碰撞时激活所述触发装置(21)。3.根据权利要求1或2所述的MRK工作站，其中，所述机器人(1)具有碰撞识别装置，所述碰撞识别装置被构造用于识别出障碍物、尤其是人或人体部分被夹在由所述夹紧装置(17)所保持的工件(14b)或工具(14a)与由所述机器人臂(2)所保持的和/或所运动的工具(14a)或工件(14b)或所述机器人臂(2)本身的节肢(5-12)之间，并且所述机器人控制器(3)被构造和/或设置用于在识别出夹住时激活所述触发装置(21)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的MRK工作站，其中，所述机械式调节装置(20)被...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安·斯德克斯切兰德，H·格拉茨，
申请(专利权)人：库卡系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE