Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LAYER MODULE FOR HANDLING ROBOT SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/053090
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a layer module for incorporation in a handling robot system, having a robot-side interface surface, a handling-side interface surface and having a third interface surface, wherein the robot-side interface surface comprises a geometrical connecting contour for position-centred fastening to an industrial robot of the handling robot system or to a robot adapter part and a cable guide for receiving hardwiring of an electric functional assembly arranged in the layer module to the industrial robot, wherein the handling-side interface surface comprises a geometrical connecting contour for position-centred separable connection by means of a snap-in connection to a handling tool or to a layer module element connected before the handling tool, and having a group of electrical power contacts, signal contacts and data contacts, and a handling robot system with a layer module of this kind and an industrial robot comprising at least one arm. The present invention develops a layer module which allows the use of an industrial robot in conjunction with different handling tools and for changing handling tasks.

Inventors:
ZIMMER MARTIN (DE)
ZIMMER GÜNTHER (DE)
Application Number:
PCT/DE2021/000146
Publication Date:
March 17, 2022
Filing Date:
September 03, 2021
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ZIMMER MARTIN (DE)
ZIMMER GUENTHER (DE)
International Classes:
B25J15/04; B25J19/00
Domestic Patent References:
WO2018187067A12018-10-11
Foreign References:
DE102018008648A12020-05-07
Attorney, Agent or Firm:
ZÜRN & THÄMER (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche :

1. Schichtmodul (10) zur Einbindung in ein Handhabungsroboter- system (1), mit einem roboterseitigen Schnittstellenufer (11), mit einem handhabungsseitigen Schnittstellenufer (31) und mit einem dritten Schnittstellenufer (91),

- wobei das roboterseitige Schnittstellenufer (11) eine ge- ometrische Anschlusskontur (13) zum lagezentrierten Be- festigen an einem Industrieroboter (2) des Handhabungsro- botersystems (1) oder an einem Roboteradapterteil sowie eine KabelZuführung (19; 21) zur Aufnahme einer Festver- drahtung einer im Schichtmodul (10) angeordneten elektri- schen Funktionsbaugruppe (100) mit dem Industrierobo- ter (2) aufweist,

- wobei das handhabungsseitige Schnittstellenufer (31) eine geometrische Anschlusskontur (83) zum lagezentrierten lösbaren Fügen mittels einer Schnappverbindung mit einem Handhabungswerkzeug (4) oder mit einem dem Handhabungs- werkzeug (4) vorgeschalteten Schichtmodulelement (200) sowie eine Gruppe (42) elektrischer Energiekontakte (44), Signalkontakte (45) und Datenkontakte (46) aufweist,

- wobei die elektrische Funktionsbaugruppe (100) handha- bungsseitig mit den elektrischen Energiekontakten (44), Signalkontakten (45) und Datenkontakten (46) elektrisch verbunden ist,

- wobei die elektrische Funktionsbaugruppe (100) zumindest einen Energiespeicher (102) und das dritte Schnittstel- lenufer (91) umfasst und

- wobei das dritte Schnittstellenufer (91) Teil einer Be- dienerschnittstelle zur temporären Steuerung der über das handhabungsseitige Schnittstellenufer (31) übertragbaren Signale und/oder Daten ist, wobei das dritte Schnittstel- lenufer (91) zumindest eine manuell betätigbaren Schalt- gruppe (92, 104) oder ein Ufer (115) einer manuell füg- und trennbaren Steckerverbindung aufweist.

2. Schichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Medienleitung (55; 56) sowohl das robo- terseitige Schnittstellenufer (11) als auch das handhabungs- seitige Schnittstellenufer (31) durchdringt.

3. Schichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die KabelZuführung (19) eine roboterseitige Stirn- seite (12) des Schichtmoduls (10) durchdringt.

4. Schichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Funktionsbaugruppe (100) einen mittels der manuell betätigbaren Schaltgruppe (92, 104) umschaltbaren Logik-Pegel-Umsetzer (106) aufweist.

5. Schichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die elektrische Funktionsbaugruppe (100) einen Anwendungs- rechner (107) und eine Datenspeichereinheit (108) umfasst.

6. Schichtmodul (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Funktionsbaugruppe (100) zwischen dem An- wendungsrechner (107) und dem roboterseitigen Schnittstellen- ufer (11) eine roboterseitige Datenschnittstelle (116) in Form eines Feldbusses (116) oder einer asynchronen seriellen Daten- schnittstelle aufweist.

7. Schichtmodul (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anwendungsrechner (107) ein Betriebssystem und/oder eine speicherprogrammierbare Steuerung umfasst.

8. Schichtmodul (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Funktionsbaugruppe (100) ein Lernmo- dul (117) aufweist, das dem Schichtmodul (10) über die elektrischen Datenkontakte (46) und Signalkontakte (45) zuge- führte anwendungsspezifische Ist-Daten und Ist-Signale ver- dichtet und dem Anwendungsrechner (107) zur Ermittlung neuer Soll-Daten zuführt.

9. Schichtmodul (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Funktionsbaugruppe (100) ein Sicher- heitsmodul (118) aufweist, das über das roboterseitige Schnittstellenufer (11) an das Schichtmodul (10) übertragene Daten und Signale auswertet und signalabhängig die über die Energiekontakte (44) übertragene Energie vermindert oder über die Signalkontakte (45) ein Anderungssignal für ein Handha- bungswerkzeug (4) zur Kraftreduzierung ausgibt.

10. Handhabungsrobotersystem (1) mit einem Schichtmodul (10) nach Anspruch 1 und einem mindestens einen Arm (3) aufweisen- den Industrieroboter (2),

- wobei das Schichtmodul (10) am Arm (3) des Industrierobo- ters (2) oder an einem am Arm (3) des Industrierobo- ters (2) befestigten Roboteradapterteil befestigt ist und elektrisch mit dem Industrieroboter (2) festverdrahtet verbunden ist und - wobei am Schichtmodul (10) ein Schichtmodulelement (200) mit daran befestigtem Handhabungswerkzeug (4) mittels ei- ner lösbaren Schnappverbindung fixiert ist oder wobei ein Handhabungswerkzeug (4) mittels einer lösbaren Schnapp- Verbindung am Schichtmodul (10) fixiert ist.

Description:
Schichtmodul für Handhabungsrobotersystem

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Schichtmodul zur Einbindung in ein Handhabungsrobotersystem, mit einem roboterseitigen Schnitt- stellenufer, mit einem handhabungsseifigen Schnittstellenufer und mit einem dritten Schnittstellenufer, wobei das roboter- seitige Schnittstellenufer eine geometrische Anschlusskontur zum lagezentrierten Befestigen an einem Industrieroboter des Handhabungsrobotersystems oder an einem Roboteradapterteil so- wie eine Kabelzuführung zur Aufnahme einer Festverdrahtung ei- ner im Schichtmodul angeordneten elektrischen Funktionsbau- gruppe mit dem Industrieroboter aufweist, wobei das handha- bungsseitige Schnittstellenufer eine geometrische Anschluss- kontur zum lagezentrierten lösbaren Fügen mittels einer Schnappverbindung mit einem Handhabungswerkzeug oder mit einem dem Handhabungswerkzeug vorgeschalteten Schichtmodulelement sowie eine Gruppe elektrischer Energiekontakte, Signalkontakte und Datenkontakte aufweist sowie ein Handhabungsrobotersystem mit einem derartigen Schichtmodul und einem mindestens einen Arm aufweisenden Industrieroboter.

Aus der DE 102018 008648 Al ist ein Schichtmodul in der Bauform eines Kommunikationsmoduls bekannt, das externe Daten an eine im Gehäuse der Greifeinheit angeordnete Elektronik weiterleitet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, ein Schichtmodul zu entwickeln, das den Einsatz eines Indust- rieroboters in Verbindung mit unterschiedlichen Handhabungs- werkzeugen und für wechselnde Handhabungsaufgaben ermöglicht.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspru- ches gelöst. Dazu ist die elektrische Funktionsbaugruppe hand- habungsseitig mit den elektrischen Energiekontakten, Signal- kontakten und Datenkontakten elektrisch verbunden. Die elekt- rische Funktionsbaugruppe umfasst zumindest einen Energiespei- cher und das dritte Schnittstellenufer. Das dritte Schnitt- stellenufer ist Teil einer Bedienerschnittstelle zur temporä- ren Steuerung der über das handhabungsseitige Schnittstellen- ufer übertragbaren Signale und/oder Daten, wobei das dritte Schnittstellenufer zumindest eine manuell betätigbare Schalt- gruppe oder ein Ufer einer manuell füg- und trennbaren Ste- ckerverbindung aufweist.

Im Handhabungsrobotersystem ist das Schichtmodul am Arm des Industrieroboters oder an einem am Arm des Industrieroboters befestigten Roboteradapterteil befestigt und elektrisch mit dem Industrieroboter festverdrahtet verbunden. Am Schichtmodul ist ein Schichtmodulelement mit daran befestigtem Handhabungs- werkzeug mittels einer lösbaren Schnappverbindung fixiert oder ein Handhabungswerkzeug ist mittels einer lösbaren Schnappver- bindung am Schichtmodul fixiert.

Das Schichtmodul wird als Festteil am Arm eines Industrierobo- ters befestigt. Elektrisch wird das Schichtmodul mit dem In- dustrieroboter festverdrahtet verbunden. Die energetische, signalmäßige und datenmäßige Ansteuerung des Handhabungswerk- zeugs erfolgt durch die im Schichtmodul angeordnete elektri- sche Funktionsbaugruppe. Vom Schichtmodul aus ist eine lei- tungsgebundene Übertragung zur Greifeinheit vorgesehen. Um das Handhabungsrobotersystem problemlos an neue Bearbeitungsaufga- ben anzupassen, ist das handhabungsseitige Schnittstellenufer für einen Schnellwechsel ausgebildet. Die handhabungsseitige Schnittstelle ist mechanisch hierfür als lösbare Schnappver- bindung ausgebildet. Die elektrische Verbindung erfolgt z.B. mittels fester Kontakte an einem Schnittstellenufer und fe- dernder Kontaktstifte am anderen Schnittstellenufer. Beim Wechsel des an das Schichtmodul angeschlossenem Handhabungs- werkzeugs oder des Werkstücks kann die Programmierung im Schichtmodul werkzeugspezifisch und werkstückspezifisch erfol- gen. Dies kann bereits während der Hauptzeit eines vorherge- henden Arbeitsganges erfolgen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter- ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dar- gestellter Ausführungsformen .

Figur 1: Schichtmodul mit roboterseitigem

Schnittstellenufer; Figur 2: Schichtmodul mit handhabungsseitigem Schnittstellenufer;

Figur 3: Grundkörper des Schichtmoduls;

Figur 4: Einsatzstück;

Figur 5: Schnitt des Schichtmoduls;

Figur 6: Querschnitt zu Figur 5;

Figur 7: Schichtmodulelement;

Figur 8: Blockbild einer ersten Variante der elektrischen Funktionsbaugruppe;

Figur 9: Blockbild einer zweiten Variante der elektrischen Funktionsbaugruppe;

Figur 10: Blockbild der Variante aus Figur 9 mit erweitertem Funktionsumfang;

Figur 11: Blockbild der Variante aus Figur 10 mit Lernmodul;

Figur 12: Blockbild der Variante aus Figur 10 mit Sicherheitsmodul;

Figur 13: Handhabungsrobotersystem.

Die Figuren 1 - 6 zeigen ein Schichtmodul (10) und einige sei- ner Einzelteile. Das Schichtmodul (10) wird in Handhabungsro- botersystemen (1), vgl. Figur 13, eingesetzt. Das einzelne Handhabungsrobotersystem (1) umfasst einen Industrierobo- ter (2), der beispielsweise als 6-Achs-Roboter in der Bauform eines Vertikal-Gelenkarm-Roboters ausgebildet ist und ein am Industrieroboter (2) angeschlossenes Handhabungswerkzeug (4). Auch ein anderer Aufbau des Industrieroboters (2), z.B. in der Bauform eines Portalroboters, eines Standsäulenroboters, eines Polarroboters, eines SCARA-Roboters, etc. ist denkbar.

Das Schichtmodul (10) wird an einem Arm (3) des Roboters (2) zwischen einem Gelenk des Roboters (2) und dem beispielsweise mindestens einem Handhabungswerkzeug (4) eingesetzt. Das Hand- habungswerkzeug (4) ist z.B. eine Greifeinheit (4). Die Grei- feinheit (4) kann z.B. mit steifen Wirkorganen (5), mit fle- xiblen Wirkorganen, mit magnetischen Wirkorganen, etc. ausge- bildet sein. Sie kann elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt sein. Eine Greifeinheit (4) mit steifen Wirkorga- nen (5) ist beispielsweise ein Parallelgreifer mit linear ver- stellbaren Greifbacken (5), eine Greifeinheit mit schwenkbaren Greifbacken (5), ein Zangengreifer, etc. Als Greifeinheit mit flexiblen Wirkorganen kann beispielsweise ein Vakuumgreifer, ein Balgengreifer, etc. eingesetzt werden. Bei allen Greifein- heiten (4) erfolgt die Medienversorgung für den Antrieb vom Industrieroboter (2) aus über das Schichtmodul (10) zur Grei- feinheit (4).

Beim Betrieb des Handhabungsrobotersystems (1) erfolgt die Po- sitionierung des Handhabungswerkzeugs (4) an der Aufnahmeposi- tion und an der Ablageposition mittels der Roboterachsen. Das Greifen und das Lösen des Werkstücks erfolgt dann mittels des Handhabungswerkzeugs (4). Das Verfahren z.B. der Greifba- cken (5) relativ zum Werkstück erfolgt hierbei werkstückspezi- fisch .

Das Schichtmodul (10) ist zylinderscheibenförmig ausgebildet. Es hat ein roboterseitiges Schnittstellenufer (11) und ein handhabungsseitiges Schnittstellenufer (31). Das robotersei- tige Schnittstellenufer (11) und das handhabungsseitige Schnittstellenufer (31) bilden einander abgewandte Stirnsei- ten (12; 32) des Schichtmoduls (10). Im Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser des Schichtmoduls (10) 75 Millimeter und seine Höhe 24 Millimeter.

Die Figur 1 zeigt eine isometrische Darstellung des Schichtmo- duls (10) mit dem roboterseitigen Schnittstellenufer (11). Mit diesem ist das Schichtmodul (10) z.B. direkt am Roboter befes- tigbar. Es ist aber auch denkbar, zwischen dem Schichtmo- dul (10) und dem Roboterarm ein Roboteradapterteil, z.B. eine Adapterplatte, anzuordnen. Zur lagezentrierten Befestigung am Arm des Roboters oder am Roboteradapterteil hat das roboter- seitige Schnittstellenufer (11) eine geometrische Anschluss- kontur (13). Diese umfasst im Ausführungsbeispiel einen Zentrierring (14) und mindestens eine außermittig angeordnete Zentrierbolzenaufnahme (15). Es ist auch denkbar, z.B. eine einzelne beispielsweise rechteckig ausgebildete Zentrierbol- zenaufnahme für die Lagebestimmung und die Verdrehsicherung des Schichtmoduls (10) am roboterseitigen Schnittstellen- ufer (11) einzusetzen. Weiterhin umfasst die geometrische An- schlusskontur (13) im Ausführungsbeispiel ein Bohrbild (16) mit z.B. vier auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneten Durchgangsbohrungen (17). Diese Durchgangsbohrungen (17) kön- nen als angesenkte Bohrungen ausgebildet sein. In diese Durch- gangsbohrungen (17) werden beispielsweise Befestigungsschrau- ben zum Befestigen des Schichtmoduls (10) am Roboteradapter- teil oder direkt am Roboterarm eingesetzt. Auch eine andere Ausbildung der Befestigung des Schichtmoduls (10) am Robo- teradapterteil oder am Roboterarm ist denkbar.

Beispielsweise mittig hat das roboterseitige Schnittstellen- ufer (11) in den Darstellungen der Figuren 1, 5 und 6 einen abnehmbaren Veschlussdeckel (18). Dieser Verschlussde- ckel (18) verschließt in diesen Darstellungen eine stirnsei- tige KabelZuführung (19). Durch diese z.B. eine Energie-, Signal- und Datenleitungszuführung (19) bildende Kabelzufüh- rung (19) hindurch ist beispielsweise ein Kabelbündel (6) vom Industrieroboter (2) zum Schichtmodul (10) führbar. Mittels dieses Kabelbündels wird das Schichtmodul (10) relativ zum Ro- boterarm festverdrahtet. Eine weitere KabelZuführung (21) ist an der Mantelfläche (51) des Schichtmoduls (10) vorgesehen. Auch diese z.B. als Energie-, Signal- und Datenleitungszufüh- rung (21) ausgebildete weitere KabelZuführung (21) kann ver- schließbar ausgebildet sein. Diese weitere KabelZuführung (21) kann alternativ zur erstgenannten KabelZuführung (19) für die Führung der elektrischen Verbindung (6) vom Industrieroboter in den Innenraum (52) des Schichtmoduls (10) eingesetzt wer- den. Die Mantelfläche (51) bildet in diesem Fall einen Teil des roboterseitigen Schnittstellenufers (21) des Schichtmo- duls (10). Es ist auch denkbar, nur die Energieleitungen zwi- schen dem Industrieroboter (2) und einer elektrischen Funkti- onsbaugruppe (100) des Schichtmoduls (10) durch den Kabelka- nal (19; 21) zu führen. Der Signalaustausch und/oder der Da- tenaustausch erfolgen dann z.B. drahtlos.

Das dargestellte Schichtmodul (10) hat weiterhin zwei Gruppen mit jeweils zwei Medienanschlüssen (53, 54). Dies Medienan- schlüsse (53, 54) setzen sich in Medienleitungen (55, 56) fort, die das Schichtmodul (10) parallel zu seiner Längs- achse (65) durchdringen. Die beiden Gruppen von Medienleitun- gen (55, 56) haben unterschiedliche Durchmesser. Im Ausfüh- rungsbeispiel beträgt der Durchmesser der engeren Medienlei- tungen (55) 60 % des Durchmessers der weiteren Medienleitun- gen (56). Jede der Medienleitungen (55, 56) hat zusätzlich ei- nen radial orientierten Anschluss (57), der in der Mantelflä- che (51) mündet.

An der Mantelfläche (51) ist weiterhin ein Schalter (92) ange- ordnet. Dieser ist als manuell betätigbarer Taster ausgebil- det. Dieser Schalter (92) ist Teil einer Bedienerschnitt- stelle (91) des Schichtmoduls (10).

Die Figur 2 zeigt eine isometrische Darstellung des Schichtmo- duls (10) mit dem handhabungsseitigen Schnittstellenufer (31). An diesem handhabungsseitigen Schnittstellenufer (31) ist ein Schichtmodulelement (200), vgl. Figur 7, oder ein Handhabungs- werkzeug (4) lösbar fixierbar. Das handhabungsseitige Schnitt- stellenufer (31) hat im Ausführungsbeispiel als Teile einer geometrischen Anschlusskontur (83) zwei außermittig angeord- nete Führungselementaufnahmen (33, 34). Diese Führungselement- aufnahmen (33, 34) haben beispielsweise eine unterschiedliche Tiefe. Sie sind parallel zur Längsachse (65) orientiert. Die Führungselementaufnahmen (33, 34) haben unterschiedliche Quer- schnitte. In den Darstellungen der Figuren 2 und 5 hat die links dargestellte Führungselementaufnähme (33) eine größere Querschnittsfläche als die rechts dargestellte Führungsele- mentaufnahme (34).

Das Schichtmodul (10) ist am handhabungsseitigen Schnittstel- lenufer (31) im Ausführungsbeispiel schalenförmig ausgebildet. Es hat einen freistehenden umlaufenden Rand (35) konstanter Höhe. Die Innenwandung (36) des Randes (35) bildet einen Radi- alzentrierring (36). Die Stirnfläche (37) des Randes (35) liegt beispielsweise in einer Normalenebene zur Längs- -chse (65). Zwei einander gegenüberliegende Randabschnitte sind als Umgriffsränder (38) ausgebildet. Im Ausführungsbei- spiel überdecken die Umgriffsränder (38) jeweils einen Sektor von 36 Grad. Diese Umgriffsränder (38) sind nach innen orien- tiert. Im Querschnitt sind die Umgriffsränder (38) keilförmig ausgebildet. Ihre Oberseite (39) und seine Unterseite (41) schließen im Ausführungsbeispiel einen Winkel von 5 Grad ein. Die Scheitellinie dieses Winkels ist in Richtung der Längs- achse (65) orientiert.

Versetzt zur Längsachse (65) ist am handhabungsseitigen Schnittstellenufer (31) eine Gruppe elektrischer Kontakte (42) angeordnet. Im Ausführungsbeispiel umfasst die Gruppe elektri- scher Kontakte (42) zehn Kontakte mit stirnseitigen Kontakt- flächen (43). Dies sind elektrischer Energiekontakte (44), Signalkontakte (45) und Datenkontakte (46). Diese Kontakte (44 - 46) sind beispielsweise in zwei Reihen angeordnet. In der Darstellung der Figur 2 liegen die Kontaktflachen (43) in ei- ner gemeinsamen, relativ zum Gehäuse (61) des Schichtmo- duls (10) festen Ebene normal zur Längsachse (65). Anstatt starr können die elektrischen Kontakte (44 - 46) einzeln oder als Gruppe federbelastet ausgebildet sein.

Die Medienleitungen (55, 56) haben am handhabungsseitigen Schnittstellenufer (31) jeweils ein Dichtelement (58), z.B. einen O-Ring.

Das Gehäuse (61) des Schichtmoduls (10) hat einen Grundkör- per (62), vgl. Figur 3 und zwei in diesen eingesetzte Einsatz- stücke (81), vgl. Figur 4. Ein am handhabungsseitigen Schnitt- stellenufer (31) angeordneter Deckel (63) verschließt einen Zentralbereich (64) des Schichtmoduls (10).

Der Grundkörper (62) hat einen Boden (66) und zwei außenlie- gende Wandbereiche (67). Zwischen den Wandbereichen (67) sind Einsenkungen (68) zur Aufnahme der Einsatzstücke (81) ausge- bildet. Im Ausführungsbeispiel haben die beiden Einsenkun- gen (68) die gleiche Größe. Den Boden (66) durchdringen außer den Durchgangsbohrungen (17) zwei Gruppen von jeweils drei Senkbohrungen (69). Diese Senkbohrungen (69) münden in Auf- setzflächen der Einsenkungen (68). Zwischen den Senkbohrun- gen (69) sind Zentrierbohrungen (71) eingebracht.

Die beiden Einsenkungen (68) überdecken jeweils einen Sekto- renwinkel von 90 Grad. Die Begrenzungsflächen (72) der Einsen- kungen (68) sind beispielsweise radial zur Längsachse (65) orientiert . Der Grundkörper (62) ist im Ausführungsbeispiel aus Aluminium hergestellt. Der Elastizitätsmodul dieses Werkstoffs beträgt beispielsweise 70000 Newton pro Quadratmillimeter.

Die beiden Einsatzstücke (81) sind im Ausführungsbeispiel identisch zueinander ausgebildet. Sie haben eine schalenab- schnittsförmige Gestalt. Im oberen Bereich sind an den Ein- satzstücken (81) die Umgriffsränder (38) ausgebildet.

Die Einsatzstücke (81) sind beispielsweise aus Stahl herge- stellt. Der Elastizitätsmodul dieses Werkstoffs beträgt 210.000 Newton pro Quadratmillimeter. Dieser Elastizitätsmodul beträgt damit das Dreifache des Elastizitätsmoduls des Grund- körpers (62). Die Werkstoffe können so gewählt sein, dass der Elastizitätsmodul der Einsatzstücke (81) mehr als das Doppelte des Elastizitätsmoduls des Grundkörpers (62) beträgt. Es ist auch denkbar, die Einsatzstücke (81) als Austauschteile einzu- setzen. Hierfür können sie beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt sein.

Beim Zusammenbau des Schichtmoduls (10) wird jedes der Ein- satzstücke (81) in eine Einsenkung (68) eingesetzt. Zentrier- bolzen und in die Senkbohrungen (69) eingesetzte Befestigungs- schrauben (82) halten und sichern die Einsatzstücke (81). In den Zentralbereich (64) des Grundkörpers (62) wird die elekt- rische Funktionsbaugruppe (100) eingesetzt. Dieser Zentralbe- reich (64) wird anschließend beispielsweise mittels des De- ckels (63) verschlossen.

Die Figuren 5 und 6 zeigen zueinander orthogonale Schnittdar- stellungen des Schichtmoduls (10). In diesen Darstellungen ist jeweils das roboterseitige Schnittstellenufer (11) unten und das handhabungsseitige Schnittstellenufer (31) oben darge- stellt . Die beiden Umgriffsränder (38) begrenzen jeweils eine Schnap- pelementaufnähme (47). Die beiden Schnappelementaufnahmen (47) sind spiegelbildlich zueinander ausgebildet. Sie liegen einan- der gegenüber.

Die beiden Führungselementaufnahmen (33, 34) haben jeweils eine Einlaufschräge (48) und einen zylindrischen Aufnahmebe- reich (49). Hierbei ist beispielsweise der zylindrische Auf- nahmebereich (49) der Führungselementaufnahme (34) kleineren Durchmessers länger als der zylindrische Aufnahmebereich der Führungselementaufnahme (33) größeren Durchmessers.

Zwischen den beiden Führungselementaufnahmen (33, 34) ist im Innenraum (52) des Schichtmoduls (10) die elektrische Funkti- onsbaugruppe (100) angeordnet. Diese umfasst beispielsweise eine Platine (101), auf der zumindest ein Energiespei- cher (102), ein Funkmodul (103) und ein Schaltelement (104) angeordnet sind.

Der Energiespeicher (102) wird beispielsweise durch einen in einem Gleichstromkreis eingesetzten Kondensator gebildet. Bei hohen Beschleunigungen des Handhabungswerkzeugs kann mittels dieses Energiespeichers (102) den Antriebsmotoren des Handha- bungswerkzeugs (4) zusätzliche Energie zur Verfügung gestellt werden. Damit können z.B. Rückwirkungen von Verbrauchsspitzen auf den Industrieroboter (2) reduziert werden.

Das Funkmodul (103) hat beispielsweise einen Sender und einen Empfänger. Sowohl der Sender als auch der Empfänger sind bei- spielsweise für eine Frequenz im Bereich von 2,4 Gigahertz ausgelegt. Hierbei können sich die jeweiligen Frequenzen in diesem Bereich an die Frequenz der Gegenstation anpassen. Die an das Funkmodul (103) angelegte Spannung beträgt beispiels- weise 3,1 bis 4,2 Volt. Das bidirektionale Funkmodul ist bei- spielsweise asynchron seriell ausgebildet, z.B. als UART, Bluetooth, WLAN, etc.

An der Platine (101) ist weiterhin das Schaltelement (104) an- geordnet. Dieses ist mittels des von der Mantelfläche (51) des Schichtmoduls (10) betätigbaren Tasters (92) schaltbar. Im Ausführungsbeispiel bildet der Taster (92) zusammen mit dem Schaltelement (104) eine Schaltgruppe (92, 104) in der Bauform eines Multifunktionstasters (92, 104). Ein mehrmaliges Betäti- gen des Tasters (92) schaltet beispielsweise die elektrische Funktionsbaugruppe (100) zwischen unterschiedlichen Betriebs- arten um.

Die Platine (101) ist mittels der kanalartigen Energie- Sig- nal- und Datenzuführung (19, 21) sowohl mit der Mantelflä- che (51) als auch mit der roboterseitigen Stirnseite (12) ver- bunden .

Nach dem Einsetzten der elektrischen Funktionsbaugruppe (100) in den Innenraum (52) des Schichtmoduls (10) wird beispiels- weise der Taster (92) montiert, sodass er z.B. am Schaltele- ment (104) anliegt. Gegebenenfalls kann zwischen dem Schal- ter (92) und dem Schaltelement (104) ein Zwischenstößel einge- setzt werden. Auch eine andere Reihenfolge des Zusammenbaus des Schichtmoduls (10) ist denkbar.

Bei der Montage am Arm (3) des Industrieroboters wird das Schichtmodul (10) mit dem roboterseitigen Schnittstellen- ufer (11) am Arm (3) des Industrieroboters (2) zentriert und mittels in den Durchgangsbohrungen (17) eingesetzter Schrauben befestigt. Ein z.B. seitlich oder zentral aus dem Arm des In- dustrieroboters herausgeführtes elektrisches Kabel (6) oder ein Kabelverbund wird durch eine Zugentlastung (22) der Ener- gie-, Signal- und Datenzuführung (19; 21) hindurchgeführt und an einem Anschlussblock (105) der Platine (101) befestigt. Es ist auch denkbar, das Kabel (6) für die Energie-, Signal- und Datenübertragung aus dem Schichtmodul (10) herauszuführen und am Industrieroboter (2) zu befestigen. Auch der Einsatz eines separaten Kabels (6) oder Kabelbündels, das sowohl am Indust- rieroboter (2) als auch im Schichtmodul (10) befestigt wird, ist denkbar.

Das am Industrierobotor (2) befestigte und mit diesem festver- drahtete Schichtmodul (10) hat zunächst ein freies handha- bungsseitiges Schnittstellenufer (31). Dieses handhabungssei- tige Schnittstellenufer (31) umfasst eine geometrische An- schlusskontur (83) zum lagezentrierten lösbaren Fügen mit ei- nem Handhabungswerkzeug (4) oder mit einem dem Handhabungs- werkzeug (4) vorgeschalteten Schichtmodulelement (200). Außer- dem umfasst es eine Gruppe (42) elektrischer Energiekon- takte (44), Signalkontakte (45) und Datenkontakte (46). Wei- terhin sind im Ausführungsbeispiel an diesem handhabungsseiti- gen Schnittstellenufer (31) Medienleitungen (55, 56) in der Bauform pneumatischer Leitungen vorgesehen.

An dieses handhabungsseitige Schnittstellenufer (31) wird bei- spielsweise das in der Figur 7 dargestellte Schichtmodulele- ment (200) angeschlossen, vgl. Figur 13. Das Schichtmodulele- ment (200) hat eine zum handhabungsseitigen Schnittstellen- ufer (31) des Schichtmoduls (10) komplementäre Schnittstel- lenuferseite (201). Diese hat im Ausführungsbeispiel zwei Füh- rungselemente (202, 203) unterschiedlichen Querschnitts. Der Abstand der beiden Führungselernente (202, 203) zueinander und das Verhältnis ihrer Durchmesser entspricht den jeweiligen Ma- ßen der Führungselementaufnahmen (33, 34). Auch der Anschluss eines Handhabungswerkzeugs (4) an das handhabungsseitige Schnittstellenufer (31) ist denkbar.

Das Schichtmodulelement (200) hat weiterhin zwei einander ge- genüberliegende, in radiale Richtung verschiebbare Verriege- lungsteile (211, 212). Im Ausführungsbeispiel sind beide Ver- riegelungsteile (211, 212) identisch zueinander ausgebildet. Das einzelne Verriegelungsteil (211; 212) hat ein zentrales Führungslangloch (213) zur Aufnahme eines Führungsbundes (204) jeweils eines Führungselements (202, 203). Es begrenzt zusam- men mit dem jeweiligen Führungselement (202; 203) den Hub des Verriegelungsteils (211; 212) in radialer Richtung. Das Füh- rungslangloch (213) ist radial zur Längsachse (205) des Schichtmodulelements (200) orientiert. Diese Längsachse (205) des Schichtmodulelements (200) fluchtet bei angeschlossenem Schichtmodulelement (200) mit der Längsachse (65) des Schicht- moduls (10).

An seiner Außenseite hat das einzelne Verriegelungsteil (211; 212) einen Griffbereich (214). Unterhalb des Griffbe- reichs (214) und zu diesem beabstandet ist in der Darstellung der Figur 7 ein auskragender Haken (215) angeordnet. Der Griffbereich (214) steht hierbei um 30 % der in radialer Rich- tung gemessenen Bauteillänge über den Haken (215) heraus. Der Keilwinkel zwischen der Hakenoberseite (216) und der Hakenun- terseite (217) beträgt im Ausführungsbeispiel 5 Grad. Dies ist auch die Größe des Winkels, den die Hakenoberseite (216) mit einer Normalenebene zur Längsachse (205) einschließt. Zwischen den Verriegelungsteilen (211; 212) und dem Körper (206) des Schichtelementmoduls (200) sind jeweils Federelemente (221) angeordnet. Diese belasten die Verriegelungsteile (211, 212) relativ zum Körper (206) radial nach außen. Die beiden Verrie- gelungsteile (211, 212) sind beispielsweise aus dem gleichen Werkstoff hergestellt wie die Einsatzstücke (81). Auch ein an- derer Aufbau der Verriegelungsteile (211, 212) ist denkbar. Beispielsweise kann das Schichtmodulelement (200) mit einem einzigen Betätigungselement ausgebildet sein, das alle Verrie- gelungsteile (211, 212) steuert.

Die Schnittstellenuferseite (201) des Schichtmodulele- ments (200) hat weiterhin eine - hier nicht dargestellte - Gruppe elektrischer Kontaktstifte. Diese ragen federbelastet aus der Schnittstellenuferseite (201) heraus. Die Anordnung der Gruppe der Kontaktstifte entspricht der Anordnung der Gruppe (42) elektrischer Kontakte des handhabungsseitigen Schnittstellenufers (31) des Schichtmoduls (10). Beispiels- weise ist jedem Kontakt (44 - 46) des Schichtmoduls (10) ein Kontaktstift des Schichtmodulelements (200) zugeordnet. Bei mit dem Schichtmodul (10) verbundenen Schichtmodulele- ment (200) kontaktieren die Kontaktstifte mit ihren Stirnflä- chen die schichtmodulseitigen Kontakte (44 - 46). Die Kon- takte (44 - 46) und Kontaktstifte können auch die Bauart eines Steckers oder mehrerer Stecker und einer Buchse oder mehrerer Buchsen haben.

Das Schichtmodulelement (200) kann z.B. durchgehende pneumati- sche Leitungen haben. Diese sind beispielsweise parallel zur Längsachse (205) orientiert.

Beim Anschließen des Schichtmodulelements (200) oder des Hand- habungswerkzeugs (4) an das Schichtmodul (10) werden die Ver- riegelungsteile z.B. manuell oder mittels einer Vorrichtung entgegen der Kräfte der Federelemente (221) belastet. Die Ver- riegelungsteile (211, 212) werden relativ zum Körper (206) ra- dial zur Längsachse (205) hin verschoben, bis der Umkreis der Haken (215) kleiner ist als der Innkreis der Umgriffsrän- der (38). Das Schichtmodulelement (200) wird auf das Schicht- modul (10) aufgesetzt. Hierbei werden die Führungsele- mente (202, 203) in die Führungselementaufnahmen (33, 34) ein- gesetzt. Damit wird die Lage des Schichtmodulelements (200) relativ zum Schichtmodul (10) festgelegt. Beim weiterer Annä- herung der beiden Kopplungspartner (10, 200) in der in Rich- tung der Längsachsen (65, 205) orientierten Fügerichtung (231) umgreift der Radialzentrierring (36) des Schichtmoduls (10) den Ringbund (207) des Schichtelementmoduls (200). Die Kon- taktstifte kontaktieren die elektrischen Kontakte (44 - 46) des Schichtmoduls (10). Hierbei werden die Federelemente der Kontaktstifte belastet, sodass die Anpresskraft der Kontakt- stifte an die Kontakte (44 - 46) gesichert wird. Außerdem kön- nen die Medienleitungen für die flüssigen und/oder gasförmigen Medien z.B. mittels Aneinanderstecken verbunden werden.

Sobald der Rand (35) des Schichtmoduls (10) am Schichtelement- modul (200) anliegt, werden z.B. die Griffbereiche (214) ent- lastet. Die Verrieglungsteile (211, 212) werden mittels der Federelemente (221) radial nach außen verschoben. Die Ha- ken (215) hintergreifen die Umgriffsränder (38). Hierbei glei- ten die Oberseiten (216) der Haken (215) entlang der Untersei- ten (41) der Umgriffsränder (38). Durch dieses federnde Ein- spreizen werden die beiden Koppelpartner (10, 200) form- und kraftschlüssig miteinander gefügt. Die Schnappverbindung zwi- schen dem Schichtmodul (10) und dem Schichtmodulelement (200) oder einem Handhabungswerkzeug (4) ist damit selbstsichernd.

Zum Lösen der Fügeverbindung werden die Verriegelungs- teile (211, 212) mittels des Griffbereichs (214) oder der Griffbereiche (214) unter Belastung der Federelemente (221) radial nach innen verschoben. Die SchnappVerbindung wird ge- löst. Beispielsweise kann das Schichtmodulelement (200) nun entgegen der Fügerichtung (231) vom Schichtmodul (10) abgeho- ben werden.

Die beiden komplementär zueinander ausgebildeten, miteinander koppelbaren Schnittstellenufer (31, 201) des Schichtmo- duls (10) und des Schichtmodulelements (200) oder des Handha- bungswerkzeugs (4) können auch anders ausgebildet sein. Bei- spielsweise können einzelne Teile der mechanischen Adaptergeo- metrie (83; 202, 203, 207, 211, 212), der elektrischen Kon- taktstellen oder der Medienverbindung am jeweils anderen Schnittstellenufer (201; 31) angeordnet sein. Beispielsweise können dann die elektrischen Energiekontakte (44), Signalkon- takte (45) und Datenkontakte (46) des Schichtmoduls (10) fe- derbelastet ausgebildet sein.

Die Figur 8 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Variante der elektrischen Funktionsbaugruppe (100) des Schichtmo- duls (10). Das Funkmodul (103) ist beispielsweise zum Daten- austausch mit einem mobilen oder stationären Endgerät ausge- bildet. Über das dritte Schnittstellenufer (91), das ein be- dienerseitiges Schnittstellenufer (91) bildet, können bei- spielsweise Signale oder Daten des Handhabungswerkzeugs (4) ausgelesen werden oder z.B. zusätzliche Steuerdaten für das Handhabungswerkzeug (4) eingegeben werden. Der Energiespei- cher (102) bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen Puffer- speicher, wie oben beschrieben.

Weiterhin verfügt die elektrische Funktionsbaugruppe (100) in diesem Ausführungsbeispiel über einen NPN-PNP-Logik- Umwandler (106). Damit kann die elektrische Funktionsbau- gruppe (100) mit beiden derzeit gängigen Logiksystemen eines Industrieroboters (2) kommunizieren. Die Umschaltung kann bei- spielsweise mittels des Multifunktionstasters (92, 104) erfol- gen. Dieser Multifunktionstaster (92, 104) dient beispiels- weise auch zur Freigabe des Industrieroboters (2). Der Indust- rieroboter (2) kann z.B. als Leichtbauroboter ausgebildet sein.

In der Figur 9 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Variante der elektrischen Funktionsbaugruppe (100) dargestellt. Diese Funktionsbaugruppe (100) umfasst einen Anwendungsrechner (107) und eine Datenspeichereinheit (108). Die Funktionsbau- gruppe (100) hat eine Stromversorgungsgruppe (109). In dieser wird beispielsweise die vom Industrieroboter (2) kommende Energie in die Anschlussdaten des Handhabungswerkzeugs (4) und des Anwendungsrechners (107) umgesetzt. Die im Handhabungs- werkzeug (4) erforderliche Spannung ist beispielsweise eine Gleichspannung von 24 Volt. Der Stromversorgungsgruppe (109) ist ein Entstörgruppe (111) zur aktiven und passiven Entstö- rung nachgeschaltet. Ein hier nicht dargestellter Energiespei- cher (102) ist beispielsweise so aufgebaut, wie im Zusammen- hang mit dem vorigen Ausführungsbeispiel beschrieben.

Der Anwendungsrechner (107) hat beispielsweise drei Prozesso- ren. Im Ausführungsbeispiel hat ein erster Prozessor eine Taktfrequenz von 264 Megahertz, ein weiterer Prozessor eine Taktfrequenz von 1,2 Gigahertz und der dritte Prozessor eine Taktfrequenz von 1,6 Gigahertz. Hierbei wird der erstgenannte Prozessor beispielsweise für eine externe Direktsteuerung ein- gesetzt. Die Platine des Anwendungsrechners (107) hat z.B. Ab- messungen von 30 Millimeter mal 30 Millimeter. Ihre Höhe ein- schließlich der Bestückung beträgt beispielsweise einen Milli- meter. Der Anwendungsrechnen (107) ist mit der Gruppe (42) der handhabungsseitigen Kontakte (44 - 46) fest verbunden. Bei- spielsweise ist von den schichtmodulelementseitigen Kontakt- stiften aus das Handhabungswerkzeug (4) mittels elektrischer Leitungen bidirektional verbunden. Von einem Schichtmodul (10) aus können mehrere Handhabungswerkzeuge (4) angesteuert wer- den. In der Darstellung der Figur 9 ist der Anwendungsrech- ner (107) mit zwei Gruppen (42) elektrischer Kontakte verbun- den. Am Anwendungsrechner (107) sind Leuchtdioden (112) zur Anzeige des Betriebszustandes angeschlossen.

Die an den Anwendungsrechner (107) angeschlossene nicht flüch- tige Datenspeichereinheit (108) ist elektrisch gepuffert und hat eine Speicherkapazität von z.B. zweimal 16 Megabyte. Im Ausführungsbeispiel hat sie acht Pins. Ihre Abmessungen betra- gen beispielsweise 8 Millimeter mal 5,3 Millimeter mal 2 Mil- limeter .

Am Anwendungsrechner (107) ist weiterhin ein digitale Eingabe- und Ausgabeeinheit (113) angeschlossen. Diese ist im Ausfüh- rungsbeispiel elektrisch mit den in der Energie-, Daten- und Signalzufuhr (19; 21) geführten Daten- und Signalleitungen des Verbindungskabels (6) verbunden. Hiermit besteht eine digitale Verbindung zwischen dem Anwendungsrechner (107) und der Steue- rung des Industrieroboters (2). Diese Verbindung verläuft über das roboterseitige Schnittstellenufer (11) des Schichtmo- duls (10).

Zwischen dem Anwendungsrechner (107) und dem benutzerseitigen Schnittstellenufer (91) ist ein Umschalter (114) angeordnet. Die Abmessungen des Umschalters (114) betragen beispielsweise 9 Millimeter mal 9 Millimeter mal 1,6 Millimeter. Am benutzer- seitigen Schnittstellenufer (91) sind beispielsweise Buch- sen (115) für zwei Stecker angeordnet. Die Buchsen (115) sind Ufer (115) einer manuell lösbaren Steckverbindung. Mittels dieser Steckverbindungen können beispielsweise externe Daten mit hoher Datenübertragungsrate mit dem Anwendungsrech- ner (107) in beiden Richtungen ausgetauscht werden. Als wei- tere bidirektionale Benutzerschnittstelle kann ein mit dem Um- schalter (114) verbundenes Funkmodul vorgesehen sein. Dieses ist beispielsweise so ausgebildet, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Beim Einsatz der in der Figur 9 dargestellten elektrischen Funktionsbaugruppe (100) werden die für die Positionierung des Handhabungswerkzeugs (4) erforderlichen Programme und Daten in die Steuerung des Industrieroboters (2) eingegeben. Die Daten und Programme, die für die Steuerung der Bewegungen der Wir- korgane (5) des Handhabungswerkzeugs (4) erforderlich sind, werden über das bedienerseitige Schnittstellenufer (91) dem Anwendungsrechner (107) und seiner Datenspeichereinheit (108) zugeführt. Dies kann drahtgebunden über die Buchsen (115) oder drahtlos über das Funkmodul erfolgen. Der Anwendungsrech- ner (107) kommuniziert mittels digitaler Daten mit der Steue- rung des Industrieroboters (2), z.B. zur Feinregelung der Po- sitionierung zum Greifen eines Werkstücks. Die Steuerung der Wirkorgane (5) des Handhabungswerkzeugs (4) erfolgt mittels des Anwendungsrechners (107). Diese Steuerung erfolgt bei- spielsweise sowohl abhängig vom Aufbau des Handhabungswerk- zeugs (4) als auch abhängig von der Geometrie und dem Aufbau des zu greifenden Werkstücks.

Soll ein anderes Werkstück gegriffen werden, kann beispiels- weise ein anderes Greifprofil am Anwendungsrechner (107) ein- gesetzt werden. Somit können auch Werkstücke der Losgröße eins problemlos und unterbrechungsfrei aufgenommen werden. Hierbei wird die Steuerung des Industrieroboters (2) nur bei einer Än- derung der Positionierung des Handhabungswerkzeugs (4) beim Greifen angepasst. Die werkstückspezifische Steuerung der Wir- korgane (5) des HandhabungsWerkzeugs (4) erfolgt allein mit- tels des Anwendungsrechnens (107). Beim Einsatz eines anderen Handhabungswerkzeugs (4) werden die werkzeugspezifischen Programme an den Anwendungsrechner (107) über die Benutzerschnittstelle zugeführt. Auch in diesem Fall erfolgt der Soll-Ist-Abgleich bei der Positionierung des Hand- habungswerkzeugs (4) digital über die Festverdrahtung zwischen dem Anwendungsrechner (107) und der Steuerung des Industriero- boters (2). Die Werkstück- und/oder werkzeugspezifischen Pro- gramme zur Steuerung und Regelung der Greifelemente des Hand- habungswerkzeugs können damit weitgehend unabhängig von der Programmierung des Industrieroboters (2) erstellt und einge- setzt werden. Beispielsweise kann eine handhabungswerkzeugspe- zifische Programmiersprache eingesetzt werden.

Die Figur 10 zeigt eine erweiterte Variante der in der Figur 9 dargestellten elektrischen Funktionsbaugruppe (100). Der An- wendungsrechner (107), die Datenspeichereinheit (108) und der Umschalter (114) sind mitsamt den angeschlossenen Bauteilen so ausgebildet, wie im Zusammenhang mit dem vorherigen Ausfüh- rungsbeispiel beschrieben. Die Stromversorgungsgruppe (109) ist gepuffert, sodass Rückwirkungen von Stromspitzen, die z.B. beim Beschleunigen der Greifelemente (5) entstehen, vermindert werden. An den Umschalter (114) ist ein zusätzliches Funkmo- dul (103) angeschlossen. Dieses arbeitet bidirektional bei- spielsweise im Bereich von 2,4 Gigahertz oder 5 Gigahertz. In diesem Ausführungsbeispiel können die handhabungsspezifischen Programme auch auf einem externen Rechner installiert sein. Während des Betriebs des Handhabungsrobotersystems (1) erfolgt die Kommunikation zwischen dem Anwendungsrechner (107) und dem externen Rechner z.B. über das Funkmodul (103). Außerhalb der Hauptzeit des Handhabungsrobotersystems (1) kann die Kommuni- kation zwischen einem externen Rechner und dem Anwendungsrech- nen (107) auch über die Ufer (115) der Steckverbindung am be- dienerseitigen Schnittstellenufer (91) erfolgen. Weiterhin ist ein Schaltelement (104) vorgesehen. Dieses ist beispielsweise Teil der Schaltgruppe (92, 104). Diese ist vom Bediener mittels des Schalters (92) betätigbar. Damit kann z.B. manuell zwischen verschiedenen Betriebsmodi des Anwen- dungsrechners (107) umgeschaltet werden. Die Schnittstelle zwischen dem Anwendungsrechner (107) und der Steuerung des In- dustrieroboters (2) kann wie oben beschrieben ausgebildet sein. Sie kann jedoch auch als Feldbus (116) ausgeführt sein. Die Datenschnittstelle kann beispielsweise auch als asyn- chrone, serielle Datenschnittstelle, z.B. als RS 485, ausge- bildet .

In diesem Ausführungsbeispiel können auch ein Anwendungsrech- nen (107) und eine Datenspeichereinheit (108) höherer Kapazi- tät eingesetzt werden. Damit kann z.B. im Anwendungsrech- ner (107) ein Betriebssystem und/oder eine speicherprogram- mierbare Steuerung installiert sein. Das Betriebssystem ist beispielsweise ein Echtzeit-Betriebssystem. Die Programmierung der speicherprogrammierbaren Steuerung erfolgt beispielsweise über das bedienerseitige Schnittstellenufer (91). Die spei- cherprogrammierbare Steuerung kann mehrere Handhabungswerk- zeuge (4) steuern. Außerdem werden im Anwendungsrechnen (107) und/oder in der Datenspeichereinheit (108) Prozessdaten, Er- eignisdaten und Wartungsdaten gesammelt. Diese Daten können dann z.B. über das bedienerseitige Schnittstellenufer (91) ausgelesen werden.

In der Figur 11 ist ein Blockbild einer weiteren Variante der elektrischen Funktionsbaugruppe (100) dargestellt. Diese elektrische Funktionsbaugruppe (100) hat, aufbauend auf die Variante der Figur 10, ein zusätzliches Lernmodul (117). Die während der Bearbeitung ermittelten werkzeugspezifischen und werkstückspezifischen Daten werden verdichtet. Hierbei wird beispielsweise der Mittelwert aus mehreren Ist-Daten gebildet. Dies können z.B. Energiedaten, von Sensoren ermittelte Daten, wiederholte Korrekturdaten, etc. sein. Beispielsweise erfolgt die Datenverdichtung jeweils für eine Kombination eines Hand- habungswerkzeugs (4) und eines Werkstücks. Diese Ergebnisse fließen in die vom Anwendungsrechner (107) bereitgestellten Soll-Daten ein. Beim wiederholten Einsatz der Kombination aus Handhabungswerkzeug (4) und Werkstück ist die elektrische Funktionsbaugruppe (100) damit selbstlernend.

Die Figur 12 zeigt das Blockbild einer elektrischen Funktions- baugruppe (100), die ebenfalls auf der Variante der Figur 10 aufbaut. Die in der Figur 12 dargestellte Variante hat ein zu- sätzliches Sicherheitsmodul (118). Dieses hat beispielsweise zwei, jeweils redundant ausgebildete Anschlüsse (119, 121). Weiterhin besteht eine Verbindung zum Anwendungsrechner (107). Einer der Anschüsse (121) ist mit einem Aktor (122) der Wir- korgane (5) des Handhabungswerkzeugs (4) verbunden. Der andere Anschluss (119) ist am Feldbus (116) angeschlossen. Beim Auf- treten einer äußeren Störung, z.B. beim Öffnen eines Schutz- gitters, werden mittels der übergeordneten Steuerung und des Sicherheitsmoduls (118) die Wirkorgane (5) des Handhabungs- werkzeugs (4) kraftfrei oder kraftreduziert geschaltet. Dies kann beispielsweise durch Vermindern oder Abschalten der über die handhabungsseitige Schnittstelle (31) übertragenden Ener- gie erfolgen. Auch ist es denkbar, über die handhabungsseitige Schnittstelle (31) dem Handhabungswerkzeug (4) ein Signal zur Kraftreduzierung oder zum Kraftlosschalten der Wirkorgane (5) zu übermitteln. Beispielsweise bei einem Formschluss der Wir- korgane (5) mit einer aufgenommenen Last kann auch bei kraft- freien Wirkorganen (5) ein sicheres Halten gewährleistet sein.

Es ist auch denkbar, das Sicherheitsmodul (118) mit einem am HandhabungsWerkzeug (4) angeordneten Sensor zu verbinden. Die- ser Sensor kann ein induktiver oder kapazitiver Näherungs- schalter, eine Lichtschranke, etc. sein. Beispielsweise bei einer drohenden Kollision wird der Näherungsschalter bedämpft oder die Lichtschranke unterbrochen. Beim Schalten des Sensors wird im Sicherheitsmodul (118) ein Alarmsignal erzeugt, das über das handhabungsseitige Schnittstellenufer (11) an die Steuerung des Industrieroboters geleitet wird. Das Handha- bungswerkzeug (4) kann nun mittels des Industrieroboters (2) z.B. aus dem Gefahrenbereich heraus verfahren werden.

Auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele sind denkbar.

Bezugszeichenliste:

1 Handhabungsrobotersystem

2 Industrieroboter

3 Arm von (2)

4 Handhabungswerkzeug, Greifeinheit

5 Wirkorgan von (4), Greifbacke

6 Kabel, Energie-, Daten- und Signalleitung

10 Schichtmodul, Kopplungspartner

11 roboterseitiges Schnittstellenufer

12 Stirnseite, roboterseitig

13 geometrische Anschlusskontur

14 Zentrierring

15 Zentrierbolzenaufnahme

16 Bohrbild

17 Durchgangsbohrungen

18 Verschlussdeckel

19 KabelZuführung, Energie-, Signal- und Datenzuführung, stirnseitig

21 KabelZuführung, Energie-, Signal- und Datenzuführung, mantelseitig

22 Zugentlastung

31 handhabungsseitiges Schnittstellenufer

32 Stirnseite, handhabungsseitig

33 Führungselementaufnähme

34 Führungselementaufnähme

35 Rand

36 Innenwandung von (35), Radialzentrierring

37 Stirnfläche von (35)

38 Umgriffsränder

39 Oberseite von (38) 41 Unterseite von (38)

42 Gruppe elektrischer Kontakte

43 Kontaktflächen

44 elektrische Energiekontakte

45 Signalkontakte

46 Datenkontakte

47 Schnappelementaufnähme

48 Einlaufschräge

49 Zylindrischer Aufnahmebereich

51 Mantelfläche

52 Innenraum

53 Medienanschlüsse

54 Medienanschlüsse

55 Medienleitung

56 Medienleitung

57 Anschluss

58 Dichtelement

61 Gehäuse

62 Grundkörper

63 Deckel

64 Zentralbereich

65 Längsachse

66 Boden

67 Wandbereiche

68 Einsenkungen

69 Senkbohrungen

71 Zentrierbohrungen

72 Begrenzungsflächen

81 Einsatzstücke 82 Befestigungssehrauben

83 geometrische Anschlusskontur von (31)

91 drittes Schnittstellenufer, bedienerseitiges Schnittstellenufer

92 Schalter, Teil eines Schaltgruppe, Teil eines Multifunktionstasters

100 elektrische Funktionsbaugruppe 101 Platine

102 Energiespeicher

103 Funkmodul

104 Schaltelement, Teil einer Schaltgruppe, Teil eines

Multifunktionstasters 105 Anschlussblock

106 NPN-PNP-Logik-Umwandler

107 Anwendungsrechner

108 Datenspeichereinheit

109 Stromversorgungsgruppe

111 Entstörgruppe

112 Leuchtdiöden

113 digitale Eingabe- und Ausgabeeinheit

114 Umschalter 115 Buchsen, Ufer einer Steckverbindung

116 roboterseitige Datenschnittstelle, Feldbus

117 Lernmodul

118 Sicherheitsmodul

119 Anschluss von (118)

121 Anschluss von (118)

122 Aktor

200 Schichtmodulelement , Kopplungspartner 201 Schnittstellenuferseite

202 Führungselement

203 Führungselement

204 Führungsbund

205 Längsachse von ( 200 )

206 Körper von ( 200 )

207 Ringbund

211 Verriegelungsteil

212 Verriegelungsteil

213 Führungslangloch

214 Gri f fbereich

215 Haken

216 Hakenoberseite

217 Hakenunterseite

221 Federelemente

231 Fügerichtung




 
Previous Patent: VEHICLE SURFACE ANALYSIS SYSTEM

Next Patent: ALARM GLASS ASSEMBLY