[發明專利]帶有無線監控系統的用于執行工業操作的工具頭

有效

• 申請號: 201410295826.5
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104275693B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: G.迪斯特法諾;M.馬伊斯特里;V.塞皮
• 申請（專利權）人: 康茂股份公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J13/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 譚佐晞;楊炯

一種用于執行工業操作的系統包括至少一個工具頭，其設有工具以及至少一個傳感器。該系統還包括控制模塊，其安裝在工具頭上并且包括數據獲取單元以及無線傳輸單元。模塊還包括用于存儲電能的裝置，用于為獲取單元、無線傳輸單元以及傳感器供電。該系統還包括用于為用于存儲電能的裝置充電的無線充電系統，其包括第一充電裝置和第二充電裝置，第一充電裝置由工具頭支承并且連接到能量存儲裝置上，第二充電器件與固定的工作站相關聯并且以無線模式與連接到用于存儲電能的裝置上的第一充電裝置協作。

技術領域

本發明涉及用于執行工業操作的系統，該類型的系統包括：

- 至少一個工具頭，其設置有工具；

- 至少一個傳感器，其與所述工具頭相關聯并且構造為用于檢測工具頭的操作參數；以及

- 控制單元，其用于控制所述工具頭的操作。

背景技術

在本說明書中及在隨后的權利要求書中，用語“工具頭”理解為指的是設計為用于執行任何工業操作的工具頭，工業操作例如為緊固(clinching)操作或焊接操作(例如，電點焊或激光焊)，或者甚至僅為在夾持工具的協助下移動零件的操作。用語“工具”理解為指的是在工具頭上使用的任何工具或裝備，例如緊固輥(roller)或用于電焊的一對電極，或用于聚焦激光束的光學裝置，或夾持工具。

本發明通常可應用于構思了使用用于執行工業操作的工具頭的任何系統。根據優選應用，本發明涉及下列系統：其中，工具頭由機器人支承，具體地由多軸工業機器人支承，該類型的多軸工業機器人包括基部(base)結構、鉸接機器人腕部(wrist)以及將機器人的基部結構連接到機器人腕部上的互相鉸接的機器人元件的鏈，工具頭可移除地連接到該鉸接機器人腕部上。在具體示例中，由機器人支承的工具頭是緊固頭，該緊固頭設有一個或多個緊固輥，緊固輥預排列成用于沿著待彎曲的金屬板的邊緣的延伸部(例如，在用于生產機動車車門的生產線上沿著機動車車門結構的周界)接合并滾軋。在此具體應用的情況下，一個或多個力傳感器與緊固頭相關聯，力傳感器在緊固操作的實行期間檢測緊固輥上的載荷。

如已提及，本發明為在通常應用的任何情況下，并且也可設想為在由操作者手動地操縱的工具頭的情況下，例如，手動地控制的電點焊頭。

無論所用工具頭的類型如何且無論系統的構造如何，均存在下列問題：以盡可能簡單且含有的尺寸的器件來獲取來自與工具頭相關聯的傳感器的數據。

已經提出的是將由機器人支承的工具頭與無線傳輸單元相關聯，該無線傳輸單元將能夠以無線模式來控制和監控工具頭的操作(例如，參見文獻號DE 20 2011 000 315 U1和US 2006- 0122730 A1)。然而，已知系統并未解決進一步的問題，該問題與對確保系統的高操作自主性的需要相聯系，并且也與對避免使用供電線纜的同時的需要相聯系，這尤其在工具頭由機器人支承的情況下將引起結構復雜性并且將使用于替換工具頭的操作更費勞力。

代替地，將期望的是減少或完全消除將工具頭連接到機器人上的電線。實際上，由于電線在機器人的服務壽命期間經受重復的變形循環，此電線經受相當大的磨損，并且因此必須周期性地更換，由于更換操作所需的停機時間，這決定了生產力的損失。

根據權利要求1的前序部分的系統從US2012/0247208A1已知。在此已知的系統中，機器人用于在工業線的末端處獲得的工件上進行質量檢查。

發明內容

為了以最優方法滿足所有前述要求并解決以上問題，本發明的主題是如權利要求1中所闡釋的系統。

由于前述特性，根據本發明的系統使得能夠在工具頭上提供非常小尺寸的數據獲取和傳輸模塊，能夠處理大量數據，并且盡管如此，能夠實質上連續地長時間操作。