AT509320B1

AT509320B1 - PROCESSABLE ROBOT CELL

Info

Publication number: AT509320B1
Application number: AT11922010A
Authority: AT
Original assignee: Promot Automation Gmbh
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2011-08-15
Also published as: AT509320A4; DE102011107617A1

Abstract

Es wird eine verfahrbare Roboterzelle (1) mit einem einen Roboter (6) aufnehmenden, mit Laufrollen (3, 4) versehenen Gestell (2) und mit einer lastabtragenden Abstützeinrichtung (9) für das Gestell(2) beschrieben. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass das Gestell (2) einen gesonderten Tragrahmen (8) für den Roboter (6)bildet und dass die lastabtragende Abstützeinrichtung (9) am Tragrahmen (8) für den Roboter (6) angreift.A movable robot cell (1) with a frame (2) receiving a robot (6) and provided with rollers (3, 4) and with a load-bearing support device (9) for the frame (2) is described. In order to provide advantageous design conditions, it is proposed that the frame (2) forms a separate support frame (8) for the robot (6) and that the load-bearing support device (9) acts on the support frame (8) for the robot (6).

Description

österreichisches Patentamt AT509 320 B1 2011-08-15Austrian Patent Office AT509 320 B1 2011-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine verfahrbare Roboterzelle mit einem einen Roboter aufnehmenden, mit Laufrollen versehenen Gestell und mit einer lastabtragenden Abstützeinrichtung für das Gestell.Description [0001] The invention relates to a movable robotic cell having a robot-receiving, caster-mounted frame and a load-bearing supporting device for the frame.

[0002] Roboterzellen stellen Schutzeinrichtungen dar, die einen gefährlichen Zutritt zum Roboter verhindern, eine Werkstück- oder Werkzeughandhabung durch den Roboter aber nicht behindern. Sind in einer Bearbeitungsanlage mehrere mit Hilfe eines Roboters bedienbare Bearbeitungsstationen vorgesehen, die nicht gleichzeitig zum Einsatz kommen, so kann der durch Roboter für jede Bearbeitungsstation bedingte Aufwand durch eine verfahrbare Roboterzelle vermieden werden, die jeweils der im Einsatz befindlichen Bearbeitungsstation zugeordnet wird. Die verfahrbare Roboterzelle muss zu diesem Zweck nicht nur genau gegenüber den einzelnen Bearbeitungsstationen positioniert werden, sondern auch sicherstellen, dass die hohen dynamischen Kräfte aufgenommen und abgetragen werden können. Bei einer bekannten Konstruktion wird dies durch eine den einzelnen Bearbeitungsstationen zugeordnete, lastabtragende Abstützeinrichtung für die Roboterzelle erreicht. Voraussetzung ist allerdings ein Gestell mit einer zur Aufnahme der dynamischen Belastungen ausreichend steif ausgebildeten Bodenkonstruktion, was neben einem erheblichen Konstruktionsaufwand den Nachteil mit sich bringt, dass die damit einhergehende Gewichtszunahme einem einfachen Verfahren der Roboterzelle von Hand aus entgegensteht.Robot cells are protective devices that prevent dangerous access to the robot, but do not hinder workpiece or tool handling by the robot. If several processing stations which can be operated by means of a robot are provided in a processing plant and which are not used at the same time, the effort required by robots for each processing station can be avoided by a movable robot cell, which is assigned to each processing station in use. For this purpose, the movable robot cell not only has to be positioned exactly opposite the individual processing stations, but also has to ensure that the high dynamic forces can be absorbed and removed. In a known construction, this is achieved by a load-bearing support device for the robot cell assigned to the individual processing stations. A prerequisite, however, is a frame with a sufficiently stiff to accommodate the dynamic loads floor construction, which in addition to a considerable design effort has the disadvantage that the associated weight gain precludes a simple method of the robot cell by hand.

[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verfahrbare Roboterzelle so auszubilden, dass mit vergleichsweise einfachen konstruktiven Mitteln eine gute Abtragung aller durch den Roboter bedingter Belastungen gewährleistet werden kann, ohne auf ein einfaches Verfahren der Roboterzelle verzichten zu müssen.The invention is therefore based on the object, a movable robot cell in such a way that with relatively simple design means a good removal of all conditional by the robot loads can be ensured without having to give up a simple method of the robot cell.

[0004] Ausgehend von einer verfahrbaren Roboterzelle der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Gestell einen gesonderten Tragrahmen für den Roboter bildet und dass die lastabtragende Abstützeinrichtung am Tragrahmen für den Roboter angreift.Starting from a movable robot cell of the type described, the invention solves the problem set by the fact that the frame forms a separate support frame for the robot and that the load-bearing support device engages the support frame for the robot.

[0005] Da zufolge dieser Maßnahmen der Roboter mit Hilfe des gesonderten Tragrahmens für sich auf der Abstützeinrichtung lastabtragend gelagert werden kann, bleibt das übrige Gestell der Roboterzelle im Wesentlichen von Belastungen durch den Roboter frei, was vorteilhafte Voraussetzungen für eine einfache und leichte Gestellkonstruktion schafft, weil insbesondere die dynamischen Kräfte des Roboters über den gesonderten Tragrahmen unmittelbar in die Abstützeinrichtung eingeleitet werden können. Mit der vergleichsweise leichten Gestellkonstruktion ist außerdem ein verringerter Fahrwiderstand verbunden, was der einfachen Handhabung der verfahrbaren Roboterzellen zugutekommt.Since, according to these measures, the robot with the help of the separate support frame can be mounted load-bearing on the support device, the rest of the frame of the robot cell is essentially free of burdens by the robot, which creates favorable conditions for a simple and lightweight frame construction, in particular because the dynamic forces of the robot can be introduced directly into the support device via the separate support frame. With the comparatively lightweight frame construction also a reduced driving resistance is connected, which benefits the easy handling of the movable robot cells.

[0006] Um günstige Konstruktionsbedingungen zu ermöglichen, kann die Abstützeinrichtung wenigstens eine am Tragrahmen befestigte, mit einem bodenseitigen Auflager zusammenwirkende Stützplatte und eine Spanneinrichtung zum lastabtragenden Verbinden der Stützplatte mit dem bodenseitigen Auflager aufweisen. Zur lastabtragenden Lagerung der Roboterzelle braucht in diesem Fall lediglich das Gestell mit der Stützplatte des Tragrahmens für den Roboter auf das bodenseitige Auflager abgesenkt und dann die Stützplatte mit dem Auflager verspannt zu werden. Mit dem Absenken des Gestells kann zugleich eine vorteilhafte Lageausrichtung des Gestells verbunden werden, weil es zu diesem Zweck ausreicht zwischen der Stützplatte und dem Auflager entsprechende Zentrierungen, beispielsweise Zentrierstifte, vorzusehen.In order to allow favorable design conditions, the support means may have at least one support frame attached, cooperating with a bottom support bearing support plate and a clamping device for load-releasing connection of the support plate with the bottom-side support. For load-bearing storage of the robot cell needs in this case only the frame with the support plate of the support frame for the robot lowered to the bottom side support and then the support plate to be clamped to the support. With the lowering of the frame at the same time an advantageous positional alignment of the frame can be connected, because it is sufficient for this purpose between the support plate and the support corresponding centerings, such as centering pins to provide.

[0007] Obwohl die Spanneinrichtung unterschiedlich ausgeführt sein kann, ergeben sich besonders einfache Handhabungsbedingungen, wenn die Spanneinrichtung die Stützplatte und das bodenseitige Auflager durchsetzende, verschiebbar geführte Zuganker und einen Stelltrieb für die Zuganker umfasst. Werden die Zuganker über den Stelltrieb gespannt, so wird die Stützplatte an das bodenseitige Auflager angedrückt, was die Übertragung von Zug-, Druck- und Schubkräften erlaubt. Als Stelltriebe für die Zuganker können dabei mit Vorteil Kniehebeltriebe 1 17 österreichisches Patentamt AT509 320 B1 2011-08-15 eingesetzt werden, die günstige Hebelübersetzungen für das Spannen der Zuganker und eine werkzeuglose Handhabung der Spanneinrichtung ermöglichen.Although the clamping device can be designed differently, particularly simple handling conditions arise when the clamping device comprises the support plate and the bottom-side support passing through, slidably guided tie rods and an actuator for the tie rods. If the tie rods are stretched over the actuator, the support plate is pressed against the bottom side support, which allows the transmission of tensile, compressive and shear forces. As actuators for the tie rods can be used with advantage knee lever drives 1 17 Austrian Patent Office AT509 320 B1 2011-08-15, which allow favorable leverage for tensioning the tie rods and a tool-free handling of the clamping device.

[0008] Das für eine lastabtragende Lagerung der Roboterzelle auf einer Abstützeinrichtung vorteilhafte Absenken des Gestells kann in einfacher Art dadurch erreicht werden, dass der Tragrahmen wenigstens eine Schwinge mit einem Schwenktrieb zur höhenverstellbaren Lagerung zumindest einer Laufrolle aufweist. Über die Schwenkverstellung der Schwinge kann somit die Roboterzelle im Bereich des Tragrahmens für den Roboter angehoben und in der dadurch bedingten Neigungslage des Gestells verfahren werden, um auf ein entsprechendes bodenseitiges Auflager einer Abstützeinrichtung abgesenkt zu werden. Durch ein gegensinniges Ausschwenken der Schwinge kann das Gestell zum Lösen der Roboterzelle von der Abstützeinrichtung abgehoben werden. Um einen das Verschwenken der Schwinge erleichternden Gewichtsausgleich zu schaffen, kann an der Schwinge eine Gewichtsausgleichsfeder angreifen, sodass zur Schwenkverstellung der Schwinge ein vergleichsweise geringes Schwenkmoment aufzubringen ist. Um eine Handbetätigung für den Stelltrieb zu ermöglichen, kann der Schwenktrieb für die Schwinge als über einen Stößel an der Schwinge angreifender Nockentrieb ausgebildet sein, der für die Schwenkverstellung der Schwinge günstige Hebelverhältnisse mit sich bringt. Die Stellkräfte werden über den geführten Stößel auf die Schwinge übertragen.The advantageous for a load-bearing storage of the robot cell on a support lowering the frame can be achieved in a simple manner that the support frame has at least one rocker with a swivel drive for height-adjustable storage at least one roller. By means of the pivoting adjustment of the rocker, the robot cell can thus be raised in the region of the support frame for the robot and moved in the consequent inclined position of the frame in order to be lowered onto a corresponding bottom support of a support device. By opposing pivoting of the rocker frame for releasing the robot cell can be lifted from the support device. In order to create a pivoting of the rocker facilitating weight compensation, a weight compensation spring can act on the rocker, so that a relatively small pivoting moment is applied to the pivoting adjustment of the rocker. In order to enable a manual operation for the actuator, the pivot drive for the rocker can be formed as a ram on the rocker attacking cam drive, which brings favorable leverage ratios for the pivoting adjustment of the rocker. The actuating forces are transmitted to the rocker via the guided plunger.

[0009] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.In the drawing, the subject invention is illustrated, for example.

[0010] Es zeigen [0011] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Roboterzelle in einer vereinfachten, zum Teil aufgerisse nen Seitenansicht, [0012] Fig. 2 diese Roboterzelle ausschnittsweise im Bereich einer heb- und senkbaren, mitti gen Laufrolle in einem vereinfachten Längsschnitt in einem größeren Maßstab, [0013] Fig. 3 die Roboterzelle ausschnittsweise im Bereich einer Abstützeinrichtung in einem größeren Maßstab, [0014] Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung der Roboterzelle, jedoch mit gespannten Spanneinrichtungen zwischen der gestellseitigen Stützplatte und dem bodenseitigen Auflager und [0015] Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3.1 shows a robot cell according to the invention in a simplified, partly torn-off side view, FIG. 2 shows this robot cell as a detail in the area of a liftable and lowerable, middle roller in a simplified longitudinal section in one 3 shows the robot cell in sections in the area of a support device on a larger scale, FIG. 4 shows a representation of the robot cell corresponding to FIG. 3, but with tensioned tensioning devices between the frame-side support plate and the base-side support and 5 shows a section along the line VV of Fig. 3rd

[0016] Die Roboterzelle 1 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein Gestell 2 auf, das mit zwei vorderen Laufrollen 3 und einen mittleren hinteren Laufrolle 4 versehen ist. Der Fuß 5 des von der Roboterzelle 1 aufgenommenen Roboters 6 stützt sich auf einer Konsole 7 ab, die auf einem gesonderten Tragrahmen 8 des Gestells 2 befestigt ist. Gemäß den Fig. 3 und 4 ist eine lastabtragende Abstützeinrichtung 9 vorgesehen, die ein bodenseitiges Auflager 10 umfasst, das mit einer Stützplatte 11 des Tragrahmens 8 zusammenwirkt. Zum Verspannen des Tragrahmens 8 mit dem Auflager 10 ist der Abstützeinrichtung 9 eine Spanneinrichtung 12 zugeordnet, die die Stützplatte 11 und das bodenseitige Auflager 10 durchsetzende, verschiebbar geführte Zuganker 13 und einen Stelltrieb für die Zuganker 13 in Form eines Kniehebeltriebs 14 aufweist. Diese Kniehebeltriebe 14 sind einerseits an der an der Stützplatte 11 abgestützten Verschiebeführung 15 für die Zuganker 13 und anderseits an den Zugankern 13 angelenkt, sodass die Zuganker 13 über einen Betätigungshebel für die Kniehebeltriebe 14 aus der in der Fig. 3 dargestellten gelösten Lage in die anschlagbegrenzte Spannlage nach der Fig. 4 verlagert werden können, in der die Spannköpfe 16 der Zuganker 13 das Auflager 10 untergreifen und die Stützplatte 11 zug-, druck-, und schubfest an das Auflager 10 andrücken. Zum Einführen der Zuganker 13 der Spanneinrichtung 12 in das bodenseitige Auflager 10 der Abstützeinrichtung bildet das als Auflagerplatte geformte Auflager 10 gemäß der Fig. 5 schlitzartige Einführführungen 17 für die Zuganker 13, wenn die Roboterzelle 1 in Richtung dieser schlitzartigen Einführführungen 17 über die Abstützeinrichtung 9 verfahren wird. Zur genauen Positionierung der Roboterzelle 1 gegenüber der Abstützeinrichtung 10 ist die Stützplatte 11 mit Zentrierstiften 18 versehen, die in entsprechende Zentrierausnehmungen im Auflager 10 ein-greifen. Dies bedeutet allerdings, dass zum lagegenauen Ausrichten des Gestells 2 gegenüber 2/7The robot cell 1 according to the illustrated embodiment has a frame 2, which is provided with two front rollers 3 and a middle rear roller 4. The foot 5 of the robot 6 received by the robot cell 1 is supported on a bracket 7, which is fastened on a separate support frame 8 of the frame 2. According to FIGS. 3 and 4, a load-bearing supporting device 9 is provided, which comprises a bottom-side support 10, which cooperates with a support plate 11 of the support frame 8. For bracing the support frame 8 with the support 10 of the support device 9 is associated with a clamping device 12, the support plate 11 and the bottom-side support 10 passing through, slidably guided tie rods 13 and an actuator for the tie rods 13 in the form of a toggle lever 14 has. These toggle mechanisms 14 are articulated on the one hand to the supported on the support plate 11 sliding guide 15 for the tie rods 13 and on the other hand to the tie rods 13, so that the tie rods 13 via an actuating lever for the toggle mechanisms 14 from the dissolved position shown in FIG. 3 in the stop limited 4 can be displaced, in which the clamping heads 16 of the tie rods 13 engage under the support 10 and the support plate 11 tensile, pressure, and shear-resistant press on the support 10. For insertion of the tie rods 13 of the tensioning device 12 in the bottom-side support 10 of the support means formed as a support plate support 10 as shown in FIG. 5 slot-like insertion guides 17 for the tie rods 13 when the robot cell 1 in the direction of these slot-like insertion guides 17 via the support device 9 becomes. For exact positioning of the robot cell 1 relative to the support device 10, the support plate 11 is provided with centering pins 18 which engage in corresponding centering recesses in the support 10. However, this means that the positionally accurate alignment of the frame 2 opposite 2/7

Claims

Austrian Patent Office AT509 320 B1 2011-08-15 9 the support 2 the frame 2 has to be lowered. In order to make the lifting and lowering of the frame 2 in an advantageous manner, the rear roller 4 is mounted as shown in FIGS. 1 and 2 in a hinged frame 8 rocker 19, which by means of a pivot drive 20 from a stop-limited basic position can be moved to Fig. 1 in a swung down driving position according to FIG. 2. The swivel drive 20 preferably comprises an actuatable by means of a hand lever cam drive 21, which acts via a plunger 22 on the rocker 19 in the direction of Ausschwenksinn. In order not to have to lift the proportionate weight of the robot cell 1 to be removed via the roller 4 via the actuator 20, the rocker 19 is acted upon by a weight compensation spring 23, so that only comparatively small forces are required for actuating the swivel drive 20. With the pivoting of the rear roller 4, the frame 2 is tilted over the front rollers 3 as a pivot axis and can thus be moved in a simple manner on the support device 9. Provided on both sides of the central rear roller 4, each cooperating with a support 10 of the support 9 support plates 11 of the support frame 8 for the robot 6 have to facilitate the introduction of the clamping anchor 13 in the insertion guides 17 projecting against the support 10, engaging in the insertion guides 17 Stopper body 24, which limit the travel of the robot cell 1 in the region of the support means 9 and thus enable a simple positional centering of the frame 2 via the centering pins 18 in this stop-limited end position of the frame 2 by lowering the frame 2 via the rocker 19 in the Engage centering of the support 10. After tensioning the tensioning drives 12 for the tie rods 13, the robot cell is then fixed relative to the respective processing stations associated support means 9, wherein the forces and moments occurring in the area of the robot 6 are removed via the bracket 7 and the support frame 8 directly to the support means 9 without burdening the other frame parts, which can consequently be designed independently of the forces occurring in the robot area. 1. Mobile robot cell (1) with a robot (6) receiving, with rollers (3, 4) provided with frame (2) and with a load-bearing support means (9) for the frame (2), characterized in that the frame (2) forms a separate support frame (8) for the robot (6) and that the load-bearing support means (9) on the support frame (8) for the robot (6) engages.

2. Mobile robot cell (1) according to claim 1, characterized in that the supporting device (9) at least one support frame (8) fixed, with a bottom-side support (10) cooperating support plate (11) and a clamping device (12) for load-bearing bonding the support plate (11) with the bottom-side support (10).

3. Mobile robot cell (1) according to claim 2, characterized in that the clamping device (12) comprises the support plate (11) and the bottom side support (10) passing through, slidably guided tie rods (13) and an actuator for the tie rods (13) ,

4. Mobile robot cell according to claim 3, characterized in that the adjusting drive for the tie rods (13) is designed as a toggle lever drive (14).

5. Mobile robot cell (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the support frame (8) has at least one rocker (19) with a pivot drive (20) for height-adjustable mounting at least one roller (4).

6. Movable robot cell (1) according to claim 5, characterized in that on the rocker (19) engages a weight compensation spring (23). 3/7 Austrian Patent Office AT509 320 B1 2011-08-15

7. A movable robot cell (1) according to claim 5 or 6, characterized in that the swivel drive (20) for the rocker (19) as a via a plunger (22) on the rocker (19) attacking cam drive (21) is formed. 3 sheets of drawings 4/7