DE102008019709A1 - Roboter zum Bewegen und Positionieren von zu verpackendem Gut für eine Verpackungsmaschine - Google Patents

Roboter zum Bewegen und Positionieren von zu verpackendem Gut für eine Verpackungsmaschine Download PDF

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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B25J9/1065Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Roboter (1) zum Bewegen und Positionieren von zu verpackendem Gut für eine Verpackungsmaschine mit einem Roboterarm (3, 4, 5) mit zwei Armabschnitten (3, 4), welche durch wenigstens ein Gelenk (5) miteinander verbunden sind, und mit wenigstens einem Antrieb mit Antriebsachse (6), wobei einer der beiden Armabschnitte (3) eine zugehörige Antriebsachse (6) aufweist, weiterhin mit einem zu positionierenden Element (8), das gelenkig mit wenigstens einem der Armabschnitte (4) verbunden ist, sowie mit einer Getriebevorrichtung (11, 12), welche gelenkig am ersten Roboterarm (3, 4, 5) angebracht ist, mit einem Führungsglied (13), welches gelenkig mit der Getriebevorrichtung (11, 12, 17) und zudem über ein Gelenk (15) mit einem von der Bewegung der Armabschnitte (3, 4) unabhängigen Punkt (14) verbunden ist. Um den benötigten Platz zum Bewegen der Roboterarme (3, 4, 5) zu verringern, ist der von der Bewegung der Armabschnitte (3, 4) unabhängige Punkt (14) auf der Seite (23) der durch die Antriebsachse (6) und den ihr zugehörigen Armabschnitt (3) definierten Ebene angebracht, auf welcher sich das zu positionierende Element (8) befindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Roboter zum Bewegen und Positionieren von zu verpackendem Gut für eine Verpackungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Arten von Industrierobotern bekannt, wie beispielsweise SCARA-(Englisch: Selective Compliance Assembly Robot Arm) oder Delta-Roboter. Die Einsatzgebiete sind vielfältig und reichen generell vom Positionieren bzw. Verpacken bis hin zur Montage.
  • Aus der Druckschrift DE 101 08 321 A1 ist eine Handhabungsvorrichtung, insbesondere in einer Verpackungsmaschine, bekannt, die zumindest einen motorisch verstellbaren Arm umfasst. Zudem wird in dieser Druckschrift erwähnt, dass zusätzlich eine Getriebevorrichtung mit einem Führungsglied vorgesehen ist. Nachteilig ist an diesem Stand der Technik, dass sowohl das Führungsglied als auch zumindest ein Teil der Getriebevorrichtung sehr weit über den entsprechenden motorisch verstellbaren Arm hinausragen. Ein Roboter, der eine derartige Vorrichtung besitzt, kann nur eingeschränkt eingesetzt werden, da beispielsweise eine Kollision mit benachbarten Maschinen nicht ausgeschlossen werden kann, insbesondere aber für einen entsprechenden Roboter ein ausreichend großer Tragrahmen zu dessen Anbringung zur Verfügung gestellt werden muss.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Roboter zum Bewegen und Positionieren von zu verpackendem Gut für eine Verpackungsmaschine vorzuschlagen, bei welchem der benötigte Platz zum Bewegen der Roboterarme verringert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Roboter der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
  • Dementsprechend sind bei einem erfindungsgemäßen Roboter ein erster Roboterarm mit zwei Armabschnitten, welche durch wenigstens ein Gelenk miteinander verbunden sind, und wenigstens ein Antrieb mit Antriebsachse, wobei einer der beiden Armabschnitte eine zugehörige Antriebsachse aufweist, weiterhin ein zu positionierendes Element, das gelenkig mit wenigstens einem der Armabschnitte verbunden ist, sowie eine Getriebevorrichtung, welche gelenkig am ersten Roboterarm angebracht ist, ein Führungsglied, welches gelenkig mit der Getriebevorrichtung und zudem über ein Gelenk mit einem von der Bewegung der Armabschnitte unabhängigen Punkt verbunden ist, vorhanden, wobei sich der erfindungsgemäße Roboter dadurch auszeichnet, dass der von der Bewegung der Armabschnitte unabhängige Punkt auf der Seite der durch die Antriebsachse und den ihr zugehörigen Armabschnitt definierten Ebene angebracht ist, auf welcher sich das zu positionierende Element befindet.
  • Das zu positionierende Element kann durch den einen Roboterarm beispielsweise gehoben zur Seite bewegt nach unten bewegt werden. Die zusätzlich angebrachte Getriebevorrichtung kann dabei verschiedene Funktionen erfüllen. Beispielsweise kann sie dafür sorgen, dass das zu positionierende Element bei der Bewegung nicht verschwenkt wird, sondern eine reine Translationsbewegung ausführt. Sie kann beispielsweise aber auch dafür vorgesehen sein, dass ganz bewusst eine Schwenkbewegung ausgeführt werden soll. Denkbar ist allerdings auch jede weitere mechanische Funktion, welche ein derartiges Getriebe benötigt beispielsweise zusätzliche mechanische Glieder, die eigene Bewegungen ausführen soll.
  • Ein erfindungsgemäßer Roboter sieht vor, den von der Bewegung der Armabschnitte unabhängigen Punkt bezüglich der definierten Ebene auf der gleichen Seite anzubringen, auf der sich das zu positionierende Element befindet. In der Regel bedeutet dies, das der von der Bewegung der Armabschnitte unabhängige Punkt sich in geringerem Abstand zum zu positionierenden Element befindet als die Antriebsachsen. Dies ist vor allem aus mechanischen wie auch aus Platzgründen vorteilhaft, da nicht nur eine kompakte Bauform des Roboters realisiert werden kann, sondern unter Umständen auch ein größerer Bewegungsfreiraum des Roboters zur Verfügung steht. Es kann erreicht werden, dass Teile der Getriebevorrichtung und auch das Führungsglied nicht mehr so stark oder überhaupt nicht mehr in die Außenseite hineinragen. Insbesondere kann damit der Bereich der Außenseite, der sich in der Nähe des Armabschnittes befindet, welcher mit dem Antrieb verbunden ist, in der Regel freigehalten werden. Dies ist grundsätzlich bedingt durch die Art und Weise der Konstruktion des Roboters bzw. der Roboterarme und der Getriebevorrichtung.
  • Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wenigstens ein zusätzlicher Roboterarm vorhanden. Hierdurch wird ermöglicht, beispielsweise zwei Funktionen von den Roboterarmen getrennt ausführen zu lassen oder aber beispielsweise beide Roboterarme am zu positionierenden Element anzubringen, so dass größere Gewichte bewegt oder eine höhere Stabilität bzw. Präzision erreicht werden kann.
  • Als Antriebe sind verschiedene Typen denkbar. Vorteilhaft ist jedoch, den Antrieb als Drehantrieb auszubilden, da eine Bewegung der Roboterarme günstig über eine Drehung eines Armabschnitts um einen Anbringungspunkt erreicht wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht außerdem vor, dass ein Grundteil vorhanden ist, welches u. a. als Gehäuse dienen kann und außerdem zur Anbringung des wenigstens einen Drehantriebs ausgebildet ist. An diesem Drehantrieb wird beispielsweise direkt der Roboterarm bzw. ein Abschnitt des entsprechenden Roboterarms befestigt. Vorteilhafterweise kann auch das Gehäuse des Weiteren dazu dienen, den gesamten Roboter beispielsweise an einem Traggestell bzw. Tragrahmen zu befestigen.
  • Da der Punkt, an dem auch das Führungsglied angebracht ist von der Bewegung der Armabschnitte unabhängig sein soll, kann es vorteilhaft sein, diesen am Grundteil zu befestigen. Generell ist es beispielsweise auch möglich, diesen Punkt beispielsweise am Tragrahmen, welcher zur Anbringung des Roboters zur Verfügung steht und eine eigene Vorrichtung darstellt, anzubringen. Dies ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn der Anbringungspunkt am Tragrahmen im Hinblick auf die Kinematik des Roboters eingestellt ist. Daher ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der von der Bewegung der Armabschnitte unabhängige Punkt am Grundteil angebracht.
  • Ein elegantes Ausführungsbeispiel eines Roboters ergibt sich bei der Anbringung eines weiteren Roboterarms symmetrisch zu dem vorgenannten Roboterarm, an dem auch die Getriebevorrichtung angebracht ist. Dieser weitere Roboterarm wird ebenso an dem zu positionierenden Element angebracht, wobei die Symmetrieachse bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung durch das zu positionierende Element verläuft.
  • Eine solche Anordnung der Roboterarme ermöglicht eine besonders effiziente Kinematik sowohl in Bezug auf die Schnelligkeit der Bewegung als auch auf deren Präzision. Unter Umständen können auch relativ große Traglasten bewältigt werden. Daher sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, einen der genannten Art angebrachten symmetrischen Roboterarm zu verwenden. Beide Antriebe können außerdem gleich ausgelegt sein und beispielsweise in Bezug auf die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl gleich angesteuert werden, wobei ggf. die Drehrichtung der Antriebsachsen verschieden ist. Denkbar ist auch bei Ausführungsvarianten der Erfindung, weitere Roboterarme vorzusehen, wobei wenigstens zwei zueinander symmetrisch sein können und dabei auch andere Symmetrieachsen und sogar andere Arten von Symmetrien (z. B. Punkt-, Spiegelsymmetrien) vorhanden sein können.
  • Je nach Auslegung des Getriebes kann es beispielsweise vorkommen, dass das entsprechende Führungsglied seitlich zum Grundteil derart beabstandet werden muss, um eine Kollision mit den Armabschnitten oder beispielsweise den Gestängen der Getriebevorrichtung zu vermeiden, dass der Roboter unnötig viel Platz einnimmt. Durch die Anbringung des von der Bewegung der Armabschnitte unabhängigen Punktes auf der Innenseite des zugehörigen Roboterarms ist es bei einem vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung möglich, ebenso das Führungsglied auf der Innenseite anzubringen und dieses gelenkig mit der Getriebevorrichtung zu verbinden. Dies ermöglicht, eine zusätzliche Platzersparnis. Der Roboter kann ein außergewöhnlich kompaktes Format einnehmen und dennoch die gleich Effizienz und Funktionalität bieten.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Getriebevorrichtung ein Abtriebsglied, das über ein gelenkiges Verbindungsglied mit dem zu positionierenden Element verbunden ist sowie ein wenigstens ternäres Glied, das über ein Gelenk am Roboterarm befestigt ist und mit welchem das Abtriebsglied gelenkig verbunden ist, umfasst. Dabei dient das Abtriebsglied dazu, über das gelenkige Verbindungsglied das zu positionierende Element zu bewegen. Bei dieser Bewegung kann es sich um eine Ausgleichsbewegung, um eine zusätzliche Schwenkbewegung o. Ä. handeln. Zur Übertragung der Kraft, welche über das Führungsglied ausgeübt wird, ist das wenigstens ternäre Glied vorgesehen. Dieses ist an einer Stelle gelenkig mit dem Roboterarm verbunden. Beispielsweise kann hierfür das Gelenk zwischen den beiden Armabschnitten verwendet werden. Es ist gleichfalls allerdings auch denkbar, ein zusätzliches Gelenk am Roboterarm anzubringen. Ein anderer gelenkiger Verbindungspunkt ist zur Verbindung des wenigstens ternären Gliedes mit dem Abtriebsglied vorgesehen. Der dritte gelenkige Punkt dient schließlich zur Verbindung des wenigstens ternären Gliedes mit dem Führungsglied. Je nach Art der Getriebevorrichtung kann, wie bereits beschrieben, statt eines ternären Gliedes entsprechend auch ein quaternäres Glied bzw. Glieder mit einer noch höheren Zahl an Drehgelenkelementen (also > 4) vorhanden sein.
  • In der Regel ist es zweckmäßig, bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wenigstens einen der Armabschnitte als Stab mit fester Länge auszubilden. Des Weiteren kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Führungsglied als Stab mit fester Länge ausgebildet sein. Hierdurch wird eine Zwangsbedingung beschrieben, wonach der gelenkige Verbindungspunkt am wenigstens ternären Glied sich in Bezug auf den von der Bewegung der Armabschnitte unabhängigen Punkt in einem festen Abstand befindet bzw. bewegt.
  • Weitere, für viele mechanische Anwendungen vorteilhafte Zwangsbedingungen können in das mechanische System dadurch eingeführt werden, dass bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Führungsglied und einer der Armabschnitte parallel angeordnet sind. In ähnlicher Weise kann ausschließlich und/oder zusätzlich das Abtriebsglied parallel zu einem der Armabschnitte angeordnet sein. Dadurch werden die zugelassenen Bewegungen des Führungs- und/oder Abtriebsgliedes auf Parallelverschiebungen in Bezug auf den jeweiligen Armabschnitt reduziert.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sehen dabei vor, dass die gelenkigen Anbringungspunkte des Führungsgliedes und/oder des Abtriebsgliedes und die gelenkigen Anbringungspunkte des entsprechenden dazu parallelen Armabschnittes ein Parallelogramm bilden. Durch eine dieser Anordnungen kann wenigstens ein Teil der Getriebevorrichtung als Parallelführung ausgebildet sein, womit auch alle Anwendungen und deren Vorteile einer Parallelführung als mechanisches Getriebe von Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst werden können.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann beispielsweise vorsehen, das zu positionierende Element gelenkig über eine Kipp- bzw. Schwenkvorrichtung mit dem Abtriebsglied und dem Roboterarm zu verbinden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das zu positionierende Element während einer Bewegungsphase des Roboterarms eine Kipp- bzw. Schwenkbewegung ausführen soll. Hierfür sind verschiedenste Anwendungsbeispiele denkbar, wie beispielsweise wenn das zu positionierende Element eine Tragvorrichtung umfasst, in welcher Füllgut für eine Verpackung aufgenommen, bewegt und schließlich ausgekippt werden kann.
  • Nicht immer ist es allerdings möglich, einen derartigen zusätzlichen Antrieb für die Getriebevorrichtung durch Einführung einer zeitunabhängigen Zwangsbedingung zu realisieren. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, den von der Bewegung der Armabschnitte unabhängigen Punkt mit einem Drehantrieb zu versehen, wodurch dann die Getriebevorrichtung gewissermaßen einen eigenen, separaten Antrieb, der sowohl abhängig als auch unabhängig von der Bewegung der Armabschnitte ausgelegt werden kann.
  • Wird der Roboter beispielsweise zum Positionieren von Gegenständen eingesetzt, so werden meistens horizontale bzw. vertikale Bewegungen entweder nacheinander oder überlagert ausgeführt. Hierbei kann es leicht dazu kommen, dass das zu positionierende Element während einer solchen Bewegung gekippt bzw. verschwenkt wird. Je nach Art des Gegenstandes bzw. des zu verpackenden Gutes kann diese Schwenkbewegung unerwünscht sein. Daher ist bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Getriebevorrichtung als Ausgleichsvorrichtung für eine Kipp- und/oder Schwenkbewegung des zu positionierenden Elements ausgebildet. Als Beispiel hierfür können in oben genannter Art und Weise Führungs- und Abtriebsglied zusammen mit den entsprechenden Roboterarmabschnitten Parallelführungen ausbilden, welche ebenso in genannter Weise über ein ternäres Glied miteinander verkoppelt sind. Das Abtriebsglied wird weiterhin beispielsweise über ein Gelenk mit dem zu positionierenden Element verbunden, wobei seine gelenkigen Anbringungspunkte zusammen mit denen des zu ihm parallelen Armabschnittes ein Parallelogramm bilden. Grundsätzlich umfasst ein Ausführungsbeispiel der Erfindung allerdings auch alle weiteren Ausgleichsvorrichtungen für derartige Kipp- und/oder Schwenkbewegungen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Führungsglied auch als teleskopierbarer Stab ausgebildet sein. Denkbar ist es, hierfür eine Art Linearantrieb vorzusehen, welcher über die Teleskopführung die Länge des Stabes beeinflusst. Auch diese Ausführung kann als Antrieb der Getriebevorrichtung verstanden werden. Beim Einsatz derartiger Roboter in einer Verpackungsmaschine ist ein grundlegender Verwendungszweck darin zu sehen, zu verpackendes Gut aufzunehmen, zu bewegen und an vorgegebener Stelle wieder abzugeben. Daher umfasst eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ein zu positionierendes Element, welches eine Vorrichtung zur Aufnahme, zum Bewegen und zur Abgabe von zu verpackendem Gut umfasst.
  • Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn das zu positionierende Element bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Handhabungswerkzeug umfasst. Hierbei sind prinzipiell alle Arten von Handhabungswerkzeugen denkbar. Insbesondere kann es z. B. bei Verpackungsmaschinen wünschenswert sein, dieses Werkzeug bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung als Greifer und/oder Sauger auszubilden. Solche Greifwerkzeuge bzw. Sauger sind handelsübliche Standardwerkzeuge, welche in der Regel die notwendigen Funktionen umfassen, um den genannten Transport zu realisieren. Meistens hängt es von der Art bzw. Beschaffenheit des zu verpackenden Gutes ab, welches Handhabungswerkzeug eingesetzt werden soll, ob also das Gut gegriffen werden kann/soll oder z. B. durch Ansaugen gehalten wird.
  • Ausführungsbeispiel:
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Roboters zum Bewegen und Positionieren von zu verpackendem Gut für eine Verpackungsmaschine gemäß der Erfindung und
  • 2 eine schematische Darstellung eines Roboters gemäß der Erfindung, bei dem die Anbringungsposition des von der Bewegung der Armabschnitte unabhängigen Punktes zusätzlich in Bezug auf die Anbringung des zu positionierenden Elements illustriert ist.
  • 1 zeigt einen Roboter 1 zum Bewegen und Positionieren von zu verpackendem Gut, welcher ein Grundteil 2 umfasst, an dem Antriebe, in diesem Fall Drehantriebe mit entsprechenden Antriebsachsen 6, 6' angebracht sind. Diese Drehantriebe dienen zur Bewegung der Roboterarme 3, 4, 5 sowie 3', 4', 5' und sind mit den entsprechenden Armabschnitten 3 und 3' jeweils direkt verbunden. Mit diesen Armabschnitten 3, 3' sind die entsprechenden Armabschnitte 4, 4' über die jeweiligen Gelenke 5, 5' verbunden. Weiterhin laufen die Armabschnitte 4, 4' an einem gemeinsamen Gelenk 7 zusammen. Dieses Gelenk 7 ist an einem Verbindungsglied 9 angebracht, welches wiederum fest mit dem zu positionierenden Element 8 verbunden ist. Das zu positionierende Element 8 umfasst einen Greifer 10 zum Transport des zu verpackenden Gutes.
  • Am Gelenk 15 ist ein Führungsstab 13 angebracht, der wiederum über ein Gelenk 16 mit einem ternären Glied 12 verbunden ist. Dieses ist jeweils über Gelenke 5, 17 mit dem Armabschnitt 4 bzw. mit dem Abtriebsglied 11 verbunden. Sowohl der Armabschnitt 4 als auch das Abtriebsglied 11 sind jeweils über Gelenke 7, 18 mit dem Verbindungsglied 9 verbunden. Die Stelle auf dem Grundteil 2, an welcher sich das Gelenk 15 zur Anbringung des Führungsstabes 13 befindet, bildet somit auch den von der Bewegung der Armabschnitte unabhängigen Punkt 14.
  • Der Roboter 1 ist so ausgelegt in diesem Ausführungsbeispiel, dass der Roboterarm 3, 4, 5 symmetrisch zu dem Roboterarm 3', 4', 5' in Bezug auf eine Symmetrieachse, welche durch das zu positionierende Element 8 verläuft, angebracht ist.
  • Außerdem entspricht die Länge des Führungsstabes 13 etwa der Länge des Armabschnitts 3. Insgesamt bilden die Punkte 15, 16, 5 und 6 ein Parallelogramm. Weiterhin entspricht die Länge des Abtriebstabes 11 der Länge des Armabschnittes 4, während die Punkte 5, 17, 18 und 7 ebenso ein Parallelogramm bilden. Beide genannten Parallelführungen werden gekoppelt durch das ternäre Glied 12. Der Führungsstab 13 besitzt eine feste Länge, was im Übrigen auch für alle Armabschnitte 3, 4 und 3', 4' sowie für das Abtriebsglied 11 gilt. Der prinzipielle Aufbau bestehend aus der Getriebevorrichtung 11, 12, 17 zusammen mit dem dazugehörigen Führungsstab 13 und der zugehörigen Anbringung durch das Gelenk 16 kann beispielsweise als Ausgleichsvorrichtung für etwaige Kipp- bzw. Schwenkbewegungen dienen.
  • Die Drehantriebsachsen sind für die jeweiligen Roboterarme als 6 und 6' bezeichnet. Die Ebene, welche durch den mit der Drehantriebsachse 6 verbundenen Armabschnitt 3 sowie die Drehantriebsachse 6 selbst gebildet wird, verläuft durch die Gerade 22 und liegt senkrecht zur Zeichenebene der 1. Die Gerade 22 beschreibt also praktisch eine Grenzlinie zwischen einer Seite 23, auf der sich das zu positionierende Element 8 befindet und welche in diesem Ausführungsbeispiel als Seite „unterhalb” bezeichnet werden kann, da insbesondere der Roboter 1 in Bezug auf seine Ausrichtung in der Regel so angebracht wird, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist. Entsprechend ist die sich gegenüber befindliche Seite 24 jenseits der Gerade 22 die Seite „oberhalb”. Der von der Bewegung der Armabschnitte 3, 4 unabhängige Punkt 14 liegt somit auf der Seite 23. Bezüglich des definierten Ausrichtungssinns befindet sich der Punkt 14 auch unterhalb der Drehantriebsachsen 6, 6', was eine große Platzersparnis einbringen kann.
  • Der gleiche Roboter 1 ist in 2 dargestellt. Des Weiteren ist gestrichelt eine begrenzende Linie 19 in 2 zu sehen.
  • Diese Linie besteht aus zwei Abschnitten, welche als Strahlen bzw. Halbgeraden beschrieben werden können, die beide im Gelenkpunkt 5 entspringen. Beide Strahlen verlaufen kolinear durch die jeweiligen Armabschnitte 3 und 4 bzw. verlaufen ausgehend vom Gelenkpunkt 5 jeweils durch den Gelenkpunkt 6 bzw. durch den Gelenkpunkt 7. Somit werden durch die begrenzenden Linie 19 zwei Seiten in der 2 definiert. Außerdem bilden die Armabschnitte 3 und 4 bzw. die beiden Halbgeraden der begrenzenden Linie 19 einen Winkel α miteinander. Der Winkel α ist außerdem so definiert, dass es sich hierbei um den spitzen bzw. stumpfen Winkel, also 0° < α < 180°, der von den beiden Armabschnitten 3 und 4 eingeschlossen wird, handelt. Da der andere Roboterarm 3', 4', 5' symmetrisch zum Roboterarm 3, 4, 5 angebracht ist und diesem in seinen Bauteilen entspricht, wird im Übrigen durch die Armabschnitte 3' und 4' der gleiche Winkel α mit dem Anfangspunkt 5' eingeschlossen. Der entsprechende überstumpfe Winkel (180° < α < 360°) ist mit 360°-α bezeichnet. Somit wird durch die begrenzende Linie 19 die Zeichenebene in zwei Seiten eingeteilt, wobei die Seite, auf welcher der spitze bzw. stumpfe Winkel α, welcher von den Armabschnitten 3 und 4 eingeschlossen wird als Innenseite 20 bezeichnet wird, während die entsprechende andere Seite, auf welcher der überstumpfe Winkel 360°-α der Armabschnitte 3 und 4 liegt, als Außenseite 21 bezeichnet wird. Ebenso ist hier verdeutlicht, dass der von der Bewegung der Armabschnitte 3, 4 unabhängige Punkt 14 auf der Innenseite 20 zu finden ist.
  • Allen Ausführungsbeispielen und Weiterbildungen der Erfindung ist jedoch gemeinsam, dass der von der Bewegung der Armabschnitte unabhängige Punkt auf der Seite der durch die Antriebsachse und den ihr zugehörigen Armabschnitt definierten Ebene angebracht ist, auf welcher sich das zu positionierende Element befindet.
  • 1
    Roboter
    2
    Grundteil
    3
    Armabschnitt
    3'
    Armabschnitt
    4
    Armabschnitt
    4'
    Armabschnitt
    5
    Gelenk
    5'
    Gelenk
    6
    Antriebsachse
    6'
    Antriebsachse
    7
    Gelenk
    8
    zu positionierendes Element
    9
    Verbindungsglied
    10
    Greifer
    11
    Abtriebsstab
    12
    Ternäres Glied
    13
    Führungsstab
    14
    Unabhängiger Punkt
    15
    Gelenk
    16
    Gelenk
    17
    Gelenk
    18
    Gelenk
    19
    Begrenzende Linie
    20
    Innenseite
    21
    Außenseite
    22
    Gerade
    23
    Seite „unterhalb”
    24
    Seite „oberhalb”
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10108321 A1 [0003]

Claims (21)

  1. Roboter (1) zum Bewegen und Positionieren von zu verpackendem Gut für eine Verpackungsmaschine mit einem Roboterarm (3, 4, 5) mit zwei Armabschnitten (3, 4), welche durch wenigstens ein Gelenk (5) miteinander verbunden sind, und mit wenigstens einem Antrieb mit Antriebsachse (6), wobei einer der beiden Armabschnitte (3) eine zugehörige Antriebsachse (6) aufweist, weiterhin mit einem zu positionierenden Element (8), das gelenkig mit wenigstens einem der Armabschnitte (4) verbunden ist, sowie mit einer Getriebevorrichtung (11, 12), welche gelenkig am ersten Roboterarm (3, 4, 5) angebracht ist, mit einem Führungsglied (13), welches gelenkig mit der Getriebevorrichtung (11, 12, 17) und zudem über ein Gelenk (15) mit einem von der Bewegung der Armabschnitte (3, 4) unabhängigen Punkt (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Bewegung der Armabschnitte (3, 4) unabhängige Punkt (14) auf der Seite (23) der durch die Antriebsachse (6) und den ihr zugehörigen Armabschnitt (3) definierten Ebene angebracht ist, auf welcher sich das zu positionierende Element (8) befindet.
  2. Roboter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Roboterarm (3', 4', 5') vorgesehen ist.
  3. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Antriebe als Drehantrieb ausgebildet ist.
  4. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundteil (2) vorhanden und als Gehäuse zur Anbringung des wenigstens einen Drehantriebs ausgebildet ist.
  5. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Bewegung der Armabschnitte (3, 4) unabhängige Punkt (14) am Grundteil (2) angebracht ist.
  6. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Roboterarme (3', 4', 5'; 3, 4, 5) symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  7. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Roboterarme (3, 4, 5; 3', 4', 5') eine Symmetrieachse aufweist, welche durch das zu positionierende Element (8) verläuft.
  8. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (3, 4, 5) eine zugehörige Innenseite (20) aufweist, auf welcher der Winkel α liegt, welcher von beiden Armabschnitten (3, 4) des Roboterarms (3, 4, 5) über das Gelenk (5) gebildet wird und zwischen 0° und 180° groß ist, und der von der Bewegung der Armabschnitte (3, 4) unabhängige Punkt (14) auf der Innenseite (20) angebracht ist.
  9. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (11, 12, 17) ein Abtriebsglied (11), das über ein gelenkiges Verbindungsglied (9, 18) mit dem zu positionierenden Element (12) verbunden ist, sowie ein wenigstens ternäres Glied (12) umfasst, das über ein Gelenk (5) am Roboterarm (3, 4, 5) befestigt ist und mit welchem das Abtriebsglied (11) gelenkig verbunden ist.
  10. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Armabschnitte (3, 4; 3', 4') als Stab mit fester Länge ausgebildet ist.
  11. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (13) als Stab mit fester Länge ausgebildet ist.
  12. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (13) und einer der Armabschnitte (3) parallel angeordnet sind.
  13. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsglied (11) und einer der Armabschnitte (4) parallel angeordnet sind.
  14. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkigen Anbringungspunkte (15, 16) des Führungsgliedes (13) und die gelenkigen Anbringungspunkte (5, 6) des dazu parallelen Armabschnittes (3) ein Parallelogramm bilden.
  15. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkigen Anbringungspunkte (17, 18) des Abtriebsgliedes (11) und des dazu parallelen Armabschnittes (4) ein Parallelogramm bilden.
  16. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu positionierende Element (8) gelenkig über eine Kippvorrichtung mit dem Abtriebsglied und dem Roboterarm verbunden ist.
  17. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Bewegung der Armabschnitte (3, 4) unabhängige Punkt (14) mit einem Drehantrieb verbunden ist.
  18. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (11, 12, 17) als Ausgleichsvorrichtung für eine Kipp- und/oder Schwenkbewegung des zu positionierenden Elements (8) ausgebildet ist.
  19. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (13) als teleskopierbarer Stab ausgebildet ist.
  20. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu positionierende Element (8) eine Vorrichtung (10) zur Aufnahme, zum Bewegen und zur Abgabe von zu verpackendem Gut umfasst.
  21. Roboter (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu positionierende Element ein Handhabungswerkzeug (10), insbesondere einen Greifer (10) und/oder Sauger, umfasst.
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