DD255119A1 - Roboter in portalausfuehrung - Google Patents

Abstract

Diese Erfindung betrifft einen flexibel programmierbaren Manipulator in Portalausfuehrung, welcher sich Beschickungs-, Werkzeug- oder Montageroboter, insbesondere aber als Schweissroboter fuer grosse Bauteile eignet. Durch eine Verschiebung des gesamten Koordinatensystems der Bewegungseinheiten bezogen auf das Werkstueck wird eine Vergroesserung des Arbeitsraumes des Roboters realisiert. Diese Verschiebung erfolgt durch ein mit einem oder mehreren Antrieben versehenen Hubsystem, welches alle translatorischen und rotatorischen Baugruppen aufnimmt und entlang der Staender vertikal gefuehrt wird.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen flexibel programmierbaren Manipulator in Portalausführung, welcher sich als Beschickungs-, Werkzeug- oder Montageroboter, insbesondere aber als Schweißroboter für große Bauteile eignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im Rahmen der Automatisierung des Produktionsprozesses und des verstärkten Einsatzes von Rechentechnik wurde eine Reihe von prozeßflexiblen und -spezifischen Industrierobotern entwickelt und eingesetzt. Eine Vielzahl dieser Industrieroboter in Portal- oder Gelenkausführung erfüllen Schweiß- und Handhabeaufgaben, wobei die Lageveränderung des Handhabeobjektes im Arbeitsraum beliebig ist. Die Realisierung dieser räumlichen Bewegung wird als Kombination von Dreh- und Schubbewegungen durch die Bewegungseinheiten erzeugt (s.DD-PS 157045).

Diese Bewegungseinheiten sind auf Grund ihres statischen und dynamischen Verhaltens hinsichtlich ihrer Belastbarkeit beschränkt. Das heißt, daß die Verlängerung der Bewegungseinheiten zur Vergrößerung des erreichbaren Arbeitsraumes aus o. g. Gründen oftmals nicht möglich ist. Um die Bewegungseinheiten eines Translationssystems an Belastungsfälle anzupassen, die das bestehende System überschreiten, ist zumeist ein ökonomisch nicht vertretbarer Aufwand zu betreiben.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung einen Roboter in Portalausführung, insbesondere zur Fertigung von großen Bauteilen zu schaffen, welcher bei gleicher Arbeitseffektivität über eine hohe Positioniergenauigkeit verfügt, eine Erweiterung des nutzbaren Arbeitsraumes ermöglicht und mit reduziertem Materialeinsatz hergestellt werden kann.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Roboter in Portalausführung derart auszubilden, daß zur Vergrößerung des Arbeitsraumes eine Verschiebung des gesamten Koordinatensystems der Bewegungseinheiten bezogen auf das Werkstück erreicht wird.

Erfindungsgemäß verfügt der aus der an sich bekannten, in den Koordinaten des kartesischen Korrdinatensystems verschiebbaren translatorischen und rotatorischen Baugruppen bestehender Roboter über ein oder mehrere Handhabewerkzeuge.

Alle translatorischen und rotatorischen Baugruppen sind auf einem Portal angeordnet, welches aus den Ständern und einem zwischen diesen befestigten, in der Vertikalen beweglichen Träger gebildet wird.

Erfindungsgemäß dienen die Ständer als Führung bei der Lageänderung der Null-Punkt-Koordinaten des Translationsachsensystems. Diese Verschiebung erfolgt mit Hilfe eines oder mehrerer Antriebe, die eine synchrone Bewegung in den Führungen gewährleisten. Somit können alle dem Roboter möglichen Bewegungsabläufe in mehreren Ebenen durchgeführt werden. Neben diesem Vorteil ergibt sich daraus auch die Einsparung von Material und Rechentechnik, die bei einer Realisierung einer entsprechenden Aufgabe notwendig sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß kein zusätzlicher Platzbedarf entsteht, da die Hubeinrichtung innerhalb des Aufstellungsraumes des Roboters integriert ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Der auf der zugehörigen Zeichnung dargestellte Roboter verfügt über die Translationsbaugruppen 1,2 und 3, welche entsprechend des kartesischen Koordinatensystems in der x-, y- und z-Achse bewegbar sind und die Rotationsbaugruppe 4. Die Translationsbaugruppe 1 ist als Laufkatze ausgebildet und auf dem Träger 5 angeordnet, welcher hinsichtlich der Bewegungsrichtungen des Roboters die x-Achse darstellt und über die Führungsstücke 6 beweglich mit den Ständern 7 verbunden ist und mit diesen das Portal bildet.

Die Translationsbaugruppe 2 wird von der Translationsbaugruppe 1 getragen und ist als ein in y-Richtung verschiebbarer, mit einem Antriebsmechanismus versehener Balken ausgebildet. An ihrer Stirnseite ist die in z-Richtung bewegliche Translationsbaugruppe 3 befestigt, welche ebenfalls mit einem Antriebsmechanismus versehen ist und ebenso in Form eines Balkens ausgebildet ist.

Die Rotationsbaugruppe 4 ist in der Translationsbaugruppe 3 drehbar gelagert und dient ihrerseits zur Aufnahme weiterer Baugruppen zum Positionieren und Bewegen von Werkstücken bzw. Werkzeugen.

Der Antriebsmechanismus 10, der über eine Hubsäule 9 und einen Träger 8 mit den Führungsstücken 6 verbunden ist, bewirkt im Zusammenspiel mit diesen das vertikale Verfahren des gesamten Translationssystems entlang der als Führung ausgebildeten Jtändem7

Alle bewegbaren Baugruppen des Roboters sind mit der Steuerung 11 verbunden und werden durch diese gesteuert.

Claims (3)

1. -1- 255 Π» Erfindungsanspruch:

   1. Roboter in Portalausführung, insbesondere für die Fertigung großer Bauteile, bestehend aus gegenüber dem Portal verschiebbar angeordneten programmgesteuerten Translationsbaugruppen und aus das Werkzeug oder das Werkstück tragendenjebenfalls programmgesteuerten Rotationsund Schwenkbaugruppen, gekennzeichnet dadurch, daß das Translationsachsensystem insgesamt vertikal verschoben werden kann.
2. 2. Roboter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ständer des Portals als Führung für die Vertikalbewegung dienen.
3. 3. Roboter nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Vertikalbewegung mittels eines oder mehrerer Antriebe erfolgt.