CN102029617B - 具有牵引挡件的工业机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有多轴机器人臂(2)的工业机器人，所述多轴机器人臂(2)具有：支架(3)、相对于该支架关于轴(A1)可旋转地支承的转盘(4)以及限制该转盘相对于支架的旋转运动的机械式止动装置，该止动装置具有：设置在支架上且在端部设有止动件(17，18)的月牙板(11)、设置在月牙板中的牵引挡件(12)和设置在转盘上的联动件(13)，所述联动件和月牙板构造为，在转盘关于轴(A1)做相应的旋转运动时联动件插入月牙板中并使牵引挡件与相应的止动件(17，18)相碰，牵引挡件包括能塑性变形的阻尼元件(21)，其设置为，基于由于联动件导致的牵引挡件与相应的止动件的碰撞而引起的塑性变形使转盘制动。

Description

具有牵引挡件的工业机器人
技术领域
本发明涉及一种具有牵引挡件(Schleppanschlag)的工业机器人
背景技术
工业机器人是执行机器，其可以装备用于自动地处理和/或加工物件的工具，并可对多个运动轴例如关于方向、位置和工作过程进行编程。工业机器人通常具有包含多个轴的机器人臂以及在运行期间控制或调整工业机器人的运动过程的可编程控制器(控制装置)。
机器人臂主要包括支架和相对于支架关于旋转轴可旋转地被支承的转盘(Karussell)。在常规的机器人中，可以利用固定挡件将转盘相对于底座(Grundgestell)的旋转运动机械地限制为小于360°。
为了使转盘相对于支架的旋转运动能够大于360°，专利文献DE29616401U1公开了一种工业机器人，其支架具有与旋转轴同心且为部分圆形的月牙板(Kulisse)，牵引挡件滑动地被支承在该月牙板上。在转盘上设置有联动件(Mitnehmer)，该联动件在到达月牙板时沿转盘的旋转方向与牵引挡件的一侧共同作用，而在相反的方向上与相反的一侧共同作用，并分别将牵引挡件携带至位于月牙板的相对置的封闭端部的止动件(Anschlag)。牵引挡件可以整体地或仅在有摩擦和推动要求的位置设有例如硫化橡胶形式的阻尼覆层。为了使牵引挡件能够不是倾斜地，而是通过它的光滑平面平顺地被导引，牵引挡件必须具有一定的宽度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种改进的工业机器人，其具有支架、转盘以及用于限制转盘相对于支架的旋转运动的机械式止动装置。
本发明的目的通过一种具有多轴机器人臂的工业机器人得以实现，这种多轴机器人臂具有支架、相对于支架关于轴可旋转地被支承的转盘以及用于限制转盘相对于支架的旋转运动的机械式止动装置，该止动装置具有：设置在支架上且在端部设置有止动件的月牙板，设置在月牙板中的牵引挡件和设置在转盘上的联动件，其中联动件和月牙板构造为，在转盘关于轴做相应的旋转运动时联动件插入月牙板中并使牵引挡件与相应的止动件碰撞，牵引挡件包括可塑性变形的阻尼元件，该阻尼元件设置为，基于由于联动件导致的牵引挡件与相应的止动件的碰撞而引起的塑性变形，使得转盘制动。
根据本发明的工业机器人相应地包括机器人臂，该机器人臂具有支架和相对于支架围绕轴可旋转地被支承的转盘。通常基于在工业机器人的控制装置上运行的计算机程序对转盘的旋转运动进行限定。然而，为了机械地限制转盘的旋转运动，根据本发明的工业机器人的机器人臂还包括止动装置。该止动装置包括设置在支架上或可以成为支架一部分的月牙板以及设置在转盘上的联动件，该联动件也可以是转盘的一部分。牵引挡件设置在月牙板中，当转盘进行相应的旋转运动时，牵引挡件由于联动件而碰撞到月牙板的相应止动件上，从而限制转盘的旋转角度。由于牵引挡件使得转盘可以执行360°或者更大的旋转运动。
为了在联动件与牵引挡件或牵引挡件与月牙板的相应止动件发生碰撞时至少能够减少或完全避免对支架和/或转盘产生损伤的风险，根据本发明，牵引挡件包括可塑性变形的阻尼元件。该阻尼元件的塑性变形使其在发生碰撞的情况下会由于它的塑性变形而吸收转盘的动能，由此使转盘制动并且可以同时实现，即便是不能完全避免由于联动件在牵引挡件上的碰撞或牵引挡件在月牙板的相应止动件上的碰撞而产生的对转盘和/或支架的损伤，这种损伤也是尽可能地小的。
月牙板可以与轴同心地和/或部分弧形地构造。由此联动件可以在发生碰撞时将月牙板中的牵引挡件相对有利地导引至相应的止动件。
按照根据本发明的工业机器人的一种变型，当月牙板具有底座(牵引挡件在该底座上滑动)和/或具有侧面的分隔壁(牵引挡件在该分隔壁之间被导引)时，可以相对简单地实现月牙板。
根据本发明的工业机器人的月牙板的止动件优选构造为设置在月牙板端部的止动面。该止动面例如可以是一个或两个分隔壁的一部分。
根据本发明的工业机器人的一种实施方式，牵引挡件具有两个滑板，在两个滑板之间设置有阻尼元件，特别是固定地设置。这两个滑板例如由金属，特别是由钢制成。优选将滑板实施为，其在必要时在分隔壁之间被导引和/或在月牙板的底座上滑动。阻尼元件可以实施为，其在必要时可以从底座取下和/或在必要时不接触月牙板的分隔壁。
然而，按照根据本发明的工业机器人的一种优选的变型，牵引挡件可以一体地实施并且仅由阻尼元件构成。这种阻尼元件使得生产相对简单且成本低廉。
按照根据本发明的工业机器人的一种实施方式，为了实现塑性变形性，阻尼元件可由可塑性变形的材料制造。适用的可塑性变形的材料例如为合成材料，特别是聚乙烯，或者特别是PE-HD，即高密度聚乙烯。
阻尼元件也可以由金属制成并且具有波纹形空心圆柱体(Hohlzylinder)的形状，特别是直的波纹形空心圆柱体的形状。这种阻尼元件例如具有波纹管的形状。在发生碰撞时，该空心圆柱体由于其波纹形状，特别是由于其波纹形的外侧面，几乎折叠在一起，即发生塑性变形，由此吸收能量。
由此，根据本发明的工业机器人的优点在于，可以将阻尼元件或缓冲器的数量减少至只有一个阻尼元件或缓冲器。此外，还能够减少根据本发明的牵引挡件所需要的结构空间。
按照根据本发明的工业机器人的实施方式，它的牵引挡件包括一个缓冲器或一个阻尼元件，必要时在其端部固定有滑板，该滑板可确保牵引挡件例如在平滑表面上的平移。缓冲器或阻尼元件用于在与转盘或转盘的联动件发生碰撞时优选沿转盘关于其可旋转地被支承的轴的两个旋转方向限制力。
必要时，牵引挡件所需的结构空间可减小到缓冲器或阻尼元件的尺寸，必要时减小到两个滑板的尺寸。通过借助缓冲器或阻尼元件将滑板间隔开，例如能够避免牵引挡件在月牙板中可能的倾斜。
附图说明
在所附的示意图中示例性地示出了本发明的实施例。
图1示出了一种具有机器人臂的工业机器人，该机器人臂具有支架和转盘，
图2示出了支架的侧视图，
图3示出了支架的截面图，以及
图4示出了穿过具有牵引挡件的支架的月牙板的截面图。
具体实施方式
图1示出了具有机器人臂2的工业机器人1的立体图。
在当前的实施例中，机器人臂2包括固定的或可移动的支架3和相对于支架3围绕垂直延伸的轴A1(也称为轴1)可旋转地支承的转盘4。图2示出了支架3的侧视图，而图3则示出了支架3沿A-A线的截面图。
在当前的实施例中，工业机器人1的机器人臂2还具有摇臂6、悬臂7以及优选为多轴的机器人手8。摇臂6的下端部围绕优选为水平的轴A2(也称为轴2)可摆动地被支承在例如位于转盘3上未详细示出的摆动轴承头(Schwingenlagerkopf)上。在摇臂6的上端部围绕同样优选为水平的轴A3也可摆动地支承有悬臂7。悬臂7在端面上优选以其三个轴A4、A5和A6支撑机器人手8。
为了使工业机器人1或它的机器人臂2移动，工业机器人1或它的机器人臂2具有以普遍公知的方式与控制装置10连接的驱动装置，特别是电驱动装置。在图1中仅示出这些驱动装置中的几个电动机9。
在当前的实施例中，工业机器人1实施为，利用图3所示的止动装置机械地限制由转盘4执行的关于轴A1的旋转运动。
在当前的实施例中，止动装置包括固定在支架3上的月牙板11和固定在转盘4上的联动件13，其中月牙板11具有被导引于其中的牵引挡件12。在图4中示出了具有牵引挡件12的月牙板11沿线A-A的截面图。
在当前的实施例中，月牙板11与轴A1同心地对准并实施为部分圆弧形的。月牙板11例如在约60°的弧角(Bogenwinkel)上延伸。
月牙板11例如具有底座14以及两个与底座14连接的侧面分隔壁15、16，牵引挡件12被在这两个分隔壁之间导引。分隔壁15、16在月牙板11的两个端部分别形成止动面17、18，当转盘4关于轴A1做相应的旋转运动时，转盘4的联动件13使牵引挡件12与这些止动面17、18相撞。因此，转盘4可以在做相应的旋转运动时将联动件13插入月牙板11中，月牙板11在其两个端部分别具有开口19，该开口19由底座14以及分隔壁15、16的对应于止动面17、18的部分壁
Figure BSA00000307199300051
限定。
在当前的实施例中，牵引挡件12具有两个滑板20以及设置在两个滑板20之间的阻尼元件21。在当前的实施例中，滑板20的尺寸被确定为，使得滑板20在月牙板11的底座14上滑动并通过止动面17、18防止脱离月牙板11。滑板20例如由金属制造，特别是由钢制造。
在当前的实施例中，阻尼元件21固定在滑板20的朝向阻尼元件21的侧面上。此外，可以这样确定阻尼元件21的尺寸，使得阻尼元件21不接触分隔壁15、16和/或月牙板11的底座14。
在当前的实施例中，阻尼元件21由可塑性变形的材料制成，从而使其在转盘4的止动件13使牵引挡件12碰撞到止动面17、18上时可以相对良好地吸收能量。阻尼元件21例如由合成材料，特别是由聚乙烯(PE)制成。
阻尼元件21也可以例如由金属制成并且特别具有波纹形空心圆柱体的形状，特别是直的波纹形空心圆柱体的形状，尤其是当牵引挡件碰撞到止动面17、18上时这种空心圆柱体会塑性变形，从而至少部分地吸收能量。在这种情况下，阻尼元件21特别是具有波纹管的形状。
牵引挡件12也可以一体地、特别是使用单一材料来实施。这种一体的或单一材料的牵引挡件12基本上只由阻尼元件21构成，而阻尼元件21例如由合成材料，特别是由聚乙烯制成，或者由波纹空心圆柱体形状的金属制成。

Claims (12)

1.一种具有多轴机器人臂(2)的工业机器人，所述多轴机器人臂(2)具有：支架(3)、相对于该支架(3)关于轴(A1)可旋转地被支承的转盘(4)以及用于限制该转盘(4)相对于所述支架(3)的旋转运动的机械式止动装置，该止动装置具有：设置在所述支架(3)上且在端部设有止动件(17，18)的月牙板(11)、设置在所述月牙板(11)中的牵引挡件(12)和设置在所述转盘(4)上的联动件(13)，其中，所述联动件(13)和所述月牙板(11)构造为，在所述转盘(4)关于所述轴(A1)做相应的旋转运动时所述联动件(13)插入所述月牙板(11)中并使所述牵引挡件(12)与相应的止动件(17，18)相碰，所述牵引挡件(12)包括能塑性变形的阻尼元件(21)，该阻尼元件(21)设置为，基于由于所述联动件(13)导致的牵引挡件(12)与相应的止动件(17，18)的碰撞而引起的塑性变形，使所述转盘(4)制动。
2.如权利要求1所述的工业机器人，其中，所述月牙板(11)与所述轴(A1)同心地和/或部分圆弧形地构成。
3.如权利要求1所述的工业机器人，其中，所述月牙板(11)具有底座(14)，所述牵引挡件(12)在该底座(14)上滑动；和/或具有分隔壁(15，16)，所述牵引挡件(12)在所述分隔壁之间被导引。
4.如权利要求1所述的工业机器人，其中，所述止动件构造为设置在所述月牙板(11)的端部的止动面(17，18)。
5.如权利要求1到4中任一项所述的工业机器人，其中，所述阻尼元件(21)由能塑性变形的材料制成。
6.如权利要求5所述的工业机器人，其中，所述能塑性变形的材料是合成材料。
7.如权利要求6所述的工业机器人，其中，所述合成材料是聚乙烯。
8.如权利要求1到4中任一项所述的工业机器人，其中，所述阻尼元件(21)由金属制成并具有波纹形空心圆柱体的形状。
9.如权利要求8所述的工业机器人，其中，所述波纹形空心圆柱体是直的波纹形空心圆柱体。
10.如权利要求1到4中任一项所述的工业机器人，其中，所述牵引挡件(12)具有两个滑板(20)，所述阻尼元件(21)设置在该两个滑板之间。
11.如权利要求1到4中任一项所述的工业机器人，其中，所述牵引挡件(12)具有两个滑板(20)，所述阻尼元件(21)固定在该两个滑板之间。
12.如权利要求1到4中任一项所述的工业机器人，其中，所述牵引挡件(12)一体地实现，并且只由所述阻尼元件(21)构成。
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