DE102008019725A1

DE102008019725A1 - Delta robot has stationary base plate and three servo drives mounted on base plate, where swivel arm is mounted at output shaft of servo drives, and two torsion supports have triangular profiles with parallel surfaces in unloaded condition

Info

Publication number: DE102008019725A1
Application number: DE102008019725A
Authority: DE
Original assignee: Elau GmbH
Current assignee: Elau GmbH
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-10-29

Abstract

The delta robot has a stationary base plate (1) and three servo drives (2) that are mounted on the base plate. A swivel arm (31) is mounted at an output shaft (21) of the servo drives. Two torsion supports (51,52) have triangular profiles with parallel surfaces in an unloaded condition. The inner or outer side of the torsion outer support is coated with a sliding material. An oblong sliding piece is mounted at the inner end of the torsion outer support in each of the three corners. The sliding piece is directed parallel to a longitudinal axis of a torsion axis (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Deltaroboter, bestehend aus einer ortsfesten Grundplatte, drei darauf montierten Servoantrieben, an deren Abtriebswelle je ein Schwenkarm befestigt ist, der an seinem anderen Ende gelenkig mit jeweils wenigstens einer Stange verbunden ist, die jeweils gelenkig mit einer Bewegungsplatte verbunden ist und einem viertem Servoantrieb auf der Grundplatte an dessen Abtriebswelle eine zweiteilige Teleskopachse über ein erstes Kardangelenk gekoppelt ist, die wiederum über ein zweites Kardangelenk an einen Warenaufnehmer gekoppelt ist, der schwenkbar an der Bewegungsplatte angeordnet ist, wobei die Teleskopachse aus einem hohlen Torsionsaußenträger und einem teleskopisch darin einschiebbaren Torsionskernträger besteht.The The invention relates to a delta robot consisting of a stationary base plate, three servo drives mounted on it whose output shaft is attached to a respective pivot arm, the at his hingedly connected to each other at least one rod is, which is each hingedly connected to a movement plate and a fourth servo drive on the base plate at its output shaft a two-part telescopic axle via a first universal joint coupled, in turn, via a second universal joint coupled to a goods picker pivotally mounted on the moving plate is arranged, wherein the telescopic axis of a hollow Torsionsaußenträger and a telescopically insertable therein Torsionskernträger consists.

Das Prinzip des Deltaroboters wurde am 22.04.1938 von Willard L. V. Pollard mit der PS-US 2,286,571 präsentiert. An der ortsfesten Grundplatte sind drei Servoantriebe montiert, zumeist Getriebemotoren, und mit je einem Schwenkarm auf ihrer Abtriebswelle ausgestattet. Dieser Schwenkarm wirkt wie ein Kurbelarm, an dessen Ende jeweils wenigstens eine gelenkig befestigte Stange mit der Bewegungsplatte verbunden ist. Die Bewegungsplatte ist der Träger für das eigentliche Werkzeug, bei Pollard eine Lackierpistole, heute in den meisten Anwendungsfällen ein Warenaufnehmer, der zum Sortieren und zum Verpacken von kleinen Gegenständen, insbesondere Nahrungs- und Genussmitteln eingesetzt wird.The principle of the Deltaroboters was on 22.04.1938 by Willard LV Pollard with the PS-US 2,286,571 presents. On the fixed base plate, three servo drives are mounted, usually geared motors, and each equipped with a swivel arm on its output shaft. This swivel arm acts like a crank arm, at the end of which at least one articulated rod is connected to the movement plate. The moving plate is the carrier for the actual tool, a paint spray gun at Pollard, today in most applications, a goods picker, which is used for sorting and packaging of small items, especially food and beverages.

Die Vorteile des Deltaroboters gegenüber anderen Roboterprinzipien sind höchste Dynamik bei sehr geringem Eigengewicht und überschaubaren Kosten, insbesondere bei sehr kleinen Waren. Auf aktu ellem Stand der Technik bewegen Deltaroboter bis zu drei Waren in einer Sekunde.The Advantages of the delta robot over other robot principles are highest dynamics with very low dead weight and manageable costs, especially for very small goods. On aktu ellem state of the art Deltarobots move up to three goods in one second.

Die Bewegungsplatte kann mit den drei Armen des Deltaroboters jeden Raumpunkt des vorgegebenen Arbeitsraumes anfahren. Wenn die Ware zusätzlich noch um ihre eigene Achse verschwenkt werden soll, ist ein weiterer Antrieb erforderlich. Dieser vierte Antrieb kann nicht auf der Bewegungsplatte angeordnet werden, da er um Größenordnungen gewichtiger ist als die Bewegungsplatte selbst mitsamt der daran befestigten Nutzlast. Deshalb ist es bekannter Stand der Technik, den Servoantrieb für die Teleskopachse als vierten Servoantrieb in die Mitte der Grundplatte zu montieren und von dort aus eine Teleskopachse nach unten zur Bewegungsplatte zu führen.The Movement plate can work with the three arms of the delta robot Approach point of the given workspace. If the goods in addition is still to be pivoted about its own axis, is another Drive required. This fourth drive can not be placed on the moving plate because it is more important by orders of magnitude as the moving plate itself together with the attached payload. Therefore, it is known prior art, the servo drive for the telescopic axle as the fourth servo drive in the middle of the base plate to mount and from there a telescopic axis down to To guide movement plate.

Diese Teleskopachse muss nicht nur das Drehmoment übertragen, sondern gleichzeitig den Bewegungen des Roboters folgen, wofür im Bereich der Grundplatte und im Bereich der Bewegungsplatte Kardangelenke in die Teleskopachse eingefügt sind. Da sich der Abstand zwischen der Grundplatte und der Bewegungsplatte laufend ändert, muss sich die Teleskopachse zusätzlich noch ausdehnen und zusammenziehen.These Telescopic axis not only has to transmit the torque, but at the same time follow the movements of the robot, for what in the area of the base plate and in the area of the movement plate cardan joints are inserted in the telescopic axis. As the distance continuously changing between the base plate and the moving plate, the telescopic axis must additionally expand and contract.

Für diese Aufgabe sind auf aktuellem Stand der Technik verschiedene Lösungen bekannt. Gemäß EP 1 293 691 B1 besteht die Teleskopachse aus zwei Stäben, die parallel zueinander verlaufen. Am inneren Ende des Stabes, also an der dem Kardangelenk gegenüberliegenden Seite ist jeweils ein radial auskragender Gleitlagerbock angeordnet, der ein Gleitlager für den jeweils anderen Stab trägt. Wenn die Teleskopachse ganz auseinandergezogen ist, berühren sich die beiden Gleitlagerböcke; wenn die Teleskopachse die kleins te Länge einnimmt, dann berühren die Gleitlagerböcke jeweils das gegenüberliegende Kardangelenk.For this task, various solutions are known in the current state of the art. According to EP 1 293 691 B1 the telescopic axis consists of two bars that run parallel to each other. At the inner end of the rod, that is on the opposite side of the universal joint each have a radially projecting plain bearing block is arranged, which carries a sliding bearing for each other rod. When the telescopic axle is fully extended, the two sliding bearing blocks touch each other; when the telescopic axis takes the smallest length, then the slide bearing blocks each contact the opposite universal joint.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung ist, dass das Drehmoment vom einen zum anderen Stab durch eine – wie die Anmeldung formuliert – „parallele Versetzung” übertragen wird. Bei der Verschwenkung des gesamten Gebildes wird jeder der beiden Stäbe nicht um seine geometrische Längsachse verschwenkt. Vielmehr verläuft die Schwenkachse des gesamten Gebildes diagonal von dem Mittelpunkt des Stabes bei einem Kardangelenk an die Außenseite des Stabes in der Nähe der beiden Gleitlagerböcke. Dort, im Bereich der Gleitlagerböcke, ragt jeder Stab also nicht nur mit seinem mittleren Radius über die tatsächliche Schwenkachse hinaus, sondern mit seinem Durchmesser. Dadurch erhöht sich – Nachteiligerweise – das Massenträgheitsmoment der Teleskopachse dramatisch, wie folgende Überlegung zeigt:
Da bei der Teleskopachse gemäß EP 1 293 691 die Schwenkachse des Stabes nahe den Gleitlagerböcken gegenüber der Mittelachse versetzt ist, vergrößert sich der effektive Schwenkradius des am weitesten herausgeschobenen Bereiches vom untersten Segment des Stabes auf das doppelte. Da die Änderung des Radius mit der vierten Potenz in das Massenträgheitsmoment eingeht, erhöht sich also das effektive Massenträgheitsmoment des am weitesten herausgeschwenkten Segmentes des Stabes um den Faktor 2⁴ = 16. Dem steht teilweise entgegen, dass das Massenträgheitsmoment des gegenüberliegenden Teiles des Stabes stark verkleinert wird, da es in die Nähe der Gesamtschwenkachse der beiden Stäbe gelangt. Aber selbst wenn das effektive Massenträgheitsmoment dieses Abschnittes auf Null reduziert wird, so verbleibt dennoch für diese beiden ex tremen Segmente des Stabes eine Erhöhung des Massenträgheitsmomentes auf den Faktor 16 – 1 = 15.A major disadvantage of this arrangement is that the torque from one to the other rod by a - as the application formulated - "parallel displacement" is transmitted. When pivoting the entire structure of each of the two bars is not pivoted about its geometric longitudinal axis. Rather, the pivot axis of the entire structure extends diagonally from the center of the rod in a universal joint to the outside of the rod in the vicinity of the two plain bearing blocks. There, in the area of plain bearing blocks, each rod protrudes not only with its average radius beyond the actual pivot axis, but with its diameter. This increases - disadvantageously - the moment of inertia of the telescopic axis dramatically, as the following consideration shows:
As in the telescopic axis according to EP 1 293 691 the pivot axis of the rod is offset near the slide bearing blocks with respect to the central axis, the effective pivot radius of the farthest pushed-out area increases from the lowest segment of the rod to double. Since the change of the radius with the fourth power enters into the moment of inertia, so increases the effective moment of inertia of the farthest swung segment of the rod by a factor of 2 ⁴ = 16. This is partly contrary to that, the mass moment of inertia of the opposite part of the rod greatly reduced is because it comes close to the total pivot axis of the two rods. But even if the effective mass moment of inertia of this section is reduced to zero, so remains for these two ex treme segments of the rod an increase in the moment of inertia to the factor 16 - 1 = 15.

Diese Erhöhung ist für die übrigen Segmente auf der Außenfläche des Stabes nicht so groß, da sich ihr Schwenkradius bei diagonal verlaufender Schwenkachse immer weniger vom geometrischen Radius des Stabes unterscheidet, je näher der jeweils betrachtete Punkt am Kardangelenk liegt.This increase is for the remaining segments on the outer surface of the rod is not so large, since its pivot radius diagonally extending pivot axis is less different from the geometric radius of the rod, the closer the respective point considered at the universal joint.

Aus dieser Betrachtung wird jedoch deutlich, dass das effektive Trägheitsmoment der beiden parallel angeordneten Stäbe beim Verschwenken um eine diagonal durch die beiden Stäbe verlaufende Schwenkachse dramatisch höher ist als die Summe des Eigenträgheitsmomentes bei einer Verschwenkung um die geometrische Längsachse der beiden Stäbe.Out However, it is clear from this observation that the effective moment of inertia the two parallel bars when pivoting around a pivot axis extending diagonally through the two bars is dramatically higher than the sum of moment of inertia at a pivoting about the geometric longitudinal axis the two bars.

Eine diesbezüglich etwas günstigere Alternative wird in der DE 69927704 beschreiben. Hier werden zwei Rohre mit unterschiedlichem Durchmesser genannt, die beide um ihre geometrische Längsachse verschwenkt werden. Diese beiden Rohre sind konzentrisch angeordnet, sodass zum Teleskopieren ein Rohr einen kleineren Durchmesser aufweisen muss als das andere, damit es in dieses hineingeschoben werden kann. Dadurch ist das Massenträgheitsmoment der Gesamtanordnung prinzipiell geringer als wie wenn sie gemäß dem erstgenannten Stand der Technik parallel zueinander angeordnet sind.A more favorable alternative in this regard is in the DE 69927704 describe. Here are two tubes with different diameters called, both of which are pivoted about their geometric longitudinal axis. These two tubes are arranged concentrically, so that for telescoping a tube must have a smaller diameter than the other, so that it can be pushed into this. As a result, the moment of inertia of the overall arrangement is in principle lower than when they are arranged parallel to each other according to the first-mentioned prior art.

Wenn zwei Rohre ineinander geschoben werden können, dann muss der äußere Durchmesser des schlankeren Rohres stets kleiner sein als der Innendurchmesser des dickeren Rohres, damit sie ineinander passen. Die Geometrie eines Rohres mit seinem runden Querschnitt schließt jedoch die Übertragung eines Drehmomentes von einem auf das andere Rohr aus. Deshalb ist eine zusätzliche Einrichtung zur Übertragung des Drehmomentes erforderlich, nämlich eine sogenannte „drehmomentsteife Hülse”. Eine Hülse ist ein Element, das grundsätzlich um ein anderes Element geschlossen herum verläuft. Dafür ist eine Mindestwandstärke erforderlich. Um diese Wandstärke muss der Durchmesser des äußeren der beiden Rohre größer sein als das innere Rohr. Daraus folgt der – unerfreuliche – Nachteil, dass der Radius des äußeren Rohres deutlich größer ist, als es für die Übertragung des Drehmomentes eigentlich erforderlich wäre.If two pipes can be pushed together, then must the outer diameter of the slimmer tube always be smaller than the inside diameter of the thicker tube, so that they fit together. The geometry of a pipe with his However, round cross-section completes the transmission a torque from one to the other tube. Therefore an additional device for the transmission of the Torque required, namely a so-called "torque-rigid sleeve". A sleeve is an element that basically um another element runs closed around. Therefore a minimum wall thickness is required. To this wall thickness must be the diameter of the outer of the two tubes bigger than the inner tube. It follows the - unpleasant - disadvantage that the radius the outer tube is significantly larger, as it is for the transmission of torque actually would be required.

Wie zuvor genannt geht diese Vergrößerung des Durchmessers mit der vierten Potenz in das Gesamtträgheitsmoment ein, wodurch sich entweder die Dynamik der Teleskopachse verschlechtert oder ein erheblich größerer Antrieb erforderlich wird.As previously mentioned is this increase in diameter with the fourth power into the total moment of inertia, whereby either the dynamics of the telescopic axis deteriorates or a much larger drive required becomes.

Zum aktuellen Stand der Technik wird in der PS-DD 218 654 A1 , Kretschy eine „Gelenkwelle mit Längenausgleich” vorgestellt. An ein Kardangelenk ist eine Welle mit einer Verzahnung, eine sog. Zahnwelle angeschlossen. Diese Zahnwelle ist koaxial in ein sog. „Kardanrohr” eingeschoben, welches mit einem zweiten Kardangelenk verbunden ist. Das Kardanrohr ist ein Hohlzylinder mit einer Innenverzahnung, die komplementär zur Verzahnung auf der Zahnwelle ist. Ziel dieser Erfindung ist eine „Gelenkwelle mit einem großen Längenausgleich”, also einem im Verhältnis zum Durchmesser großen Verschiebeweg.The current state of the art is in the PS-DD 218 654 A1 , Kretschy presented a "PTO shaft with length compensation". To a universal joint a shaft with a toothing, a so-called toothed shaft is connected. This toothed shaft is inserted coaxially into a so-called "gimbal tube", which is connected to a second universal joint. The gimbal is a hollow cylinder with an internal toothing, which is complementary to the toothing on the toothed shaft. The aim of this invention is a "propeller shaft with a large length compensation", ie a large displacement in relation to the diameter displacement.

Das von der Erfindung zu lösende Problem ist der große Verschleiß zwischen den Zähnen bei einer begrenzten Genauigkeit der Passung zwischen Außenverzahnung und Innenverzahnung durch die „Mas senkräfte”, also durch Schwingungen von Zahnwelle und Kardanrohr gegeneinander, die durch deren Masse verstärkt werden.The Problem to be solved by the invention is the great one Wear between the teeth in a limited Accuracy of fit between external teeth and internal teeth through the "Mas senkräfte", so by Vibrations of toothed shaft and gimbal against each other, passing through whose masses are amplified.

Das wesentliche, prinzipielle Problem einer solchen Gelenkwelle ist ihre Verzahnung. Um die meist sehr hohen Drehmomente übertragen zu können, wird eine große Anzahl von Zähnen auf dem Umfang vorgesehen. Wenn diese Zähne und ihr jeweiliges Gegenstück im Kardanrohr allesamt den gleichen Abstand zueinander haben, dann verteilt sich die Gesamtkraft auch ganz gleichmäßig auf alle Zähne. Wegen Fertigungstoleranzen ist das in der Praxis jedoch nie der Fall; vielmehr werden einige Zähne stärker belastet als die anderen. Die stark belasteten Zähne werden durch ihre Elastizität stärker verformt als die weniger belasteten, so dass sich durchaus alle Zähne gleichzeitig an ihr jeweiliges Gegenstück anlegen, jedoch mit dem ganz dramatischen Nachteil, dass die Kräfte dabei höchst ungleichmäßig verteilt sind. Die am stärksten belasteten Zähne sind dadurch einem erhöhten Verschleiß unterworfen.The essential, fundamental problem of such a propeller shaft their interlocking. To transfer the mostly very high torques To be able to get a large number of teeth provided on the circumference. If these teeth and their respective ones Counterpart in the cardan tube all the same distance to each other, then the total force distributed evenly on all teeth. Because of manufacturing tolerances that is in practice but never the case; rather, some teeth become stronger burdened as the others. The heavily loaded teeth become deformed more by their elasticity than the Less burdened, so that all teeth at the same time to create their respective counterpart, but with the whole dramatic disadvantage that the forces at the highest are distributed unevenly. The strongest loaded teeth are thus subject to increased wear.

Ein Nachteil der hier vorgelegten Erfindung ist, dass nicht die Ursache des dramatischen Verschleißes behoben wird, sondern nur seine Auswirkungen etwas gelindert werden. Das reduziert jedoch lediglich den zusätzlichen Verschleiß, der durch den primären Verschleiß bewirkt wird.One Disadvantage of the invention presented here is that not the cause of dramatic wear, but only its effects are somewhat alleviated. That only reduces the additional wear caused by the primary Wear is effected.

Auf diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Teleskopachse für einen Deltaroboter zu entwickeln, bei der das Massenträgheitsmoment möglichst klein ist, aber die Punkte, die das Drehmoment von einem Teil der Teleskopachse auf den anderen übertragen, einen möglichst großen Abstand von der Schwenkachse aufweisen. Ferner soll das Spiel zwischen beiden Teilen der Teleskopachse einstellbar sein.On this background, the invention has set itself the task to develop a telescopic axis for a delta robot, at the moment of inertia as small as possible is, but the points that the torque of a part of the telescopic axis transferred to the other, the largest possible Distance from the pivot axis have. Furthermore, the game should be between be adjustable to both parts of the telescopic axis.

Als Lösung präsentiert die Erfindung dass,

– beide Torsionsträger aus etwa dreieckigen Profilen bestehen, deren Flächen in unbelastetem Zustand größtenteils parallel und zueinander beabstandet sind und
– zumindest die Innenseite des Torsionsaußenträgers und/oder zumindest die Außenseite des Torsionskernträgers mit einem Gleitmaterial beschichtet ist und
– am inneren Ende des Torsionsaußenträgers auf der Innenseite in jeder der drei Ecken je ein längliches Gleitstück befestigt ist, das parallel zur Längsachse des Torsionsaußenträgers ausgerichtet ist und dessen nach innen weisendes Profil komplementär geformt ist zu jeweils einer Gleitkerbe, die in das Profil des Torsionskernträgers in jede seiner drei Ecken eingebracht ist und über seine gesamte Länge verläuft.

As a solution, the invention presents that,

- Both torsion beams consist of approximately triangular profiles whose surfaces are largely parallel and spaced apart in the unloaded state and
- At least the inside of Torsionsaußenträ gers and / or at least the outside of the Torsionskernträgers is coated with a sliding material and
- At the inner end of the Torsionsaußenträgers on the inside in each of the three corners each an elongated slider is fixed, which is aligned parallel to the longitudinal axis of the Torsionsaußenträgers and whose inwardly directed profile is complementarily shaped to a respective sliding notch in the profile of Torsionskernträgers in each of its three corners is inserted and runs its entire length.

Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lösung zählt, dass im Profil der beiden Torsionsträger drei sehr eng abgegrenzte Bereiche in jedem Fall der Bewegung für die Aufnahme der aus dem Drehmoment resultierenden Kräfte zuständig sind, nämlich die drei Gleitstücke, die jeweils in eine Gleitkerbe eingreifen. Bei den auf aktuellem Stand der Technik bekannten Lösungen ist die Gleitfläche relativ groß und je nach dem, ob die Teleskopachse beschleunigt oder verzögert, ist auf diesen großen Flächen der jeweils wirksame Berührungspunkt stets ein anderer.To the advantages of the solution according to the invention counts that in the profile of the two torsion beams three very narrowly defined areas in each case of the movement for the absorption of the forces resulting from the torque are responsible, namely the three sliders, each engaging in a sliding groove. At the on current State of the art known solutions is the sliding surface relatively large and depending on whether the telescopic axis accelerates or Delayed, is on these large areas the respective effective point of contact is always different.

Daraus ergibt sich eine aufwändige Fertigung mit geringem Spiel und hoher mechanischer Festigkeit, damit die Torsionsachsen einerseits optimale Gleiteigenschaften mit geringen Reibkräften aufweisen, andererseits sich unter dem Einfluss der Drehmomente und der daraus resultierenden Kräfte nicht allzu weit verformen oder gar unerwünschtes Spiel bilden.from that results in a complex production with little play and high mechanical strength, so that the torsion axes on the one hand have optimal sliding properties with low frictional forces, on the other hand, under the influence of the torques and the resulting Forces do not deform too much or even unwanted play form.

Bei der erfindungsgemäßen Konfiguration bilden die drei Gleitstücke in den Gleitkerben stets eine eindeutig bestimmte geometrische Konfiguration, bei der der Aufsetzpunkt der Gleitstücke in den Gleitkerben grundsätzlich derjenige Punkt ist, der die Kräfte sowohl in Längsachse als auch quer zur Längsachse aufnimmt. Dadurch muss nur in diesem geometrisch eng umgrenzten Bereich eine optimale Gleitwirkung erzielt werden. Die Aufhängung der Gleitstücke kann jedoch ausschließlich nach statischen Gesichtspunkten bestimmt werden.at the configuration of the invention form the three sliders in the sliding notches always a unique certain geometric configuration in which the point of attachment of the Sliders in the sliding notches basically the one Point is the forces in both the longitudinal axis as well as transversely to the longitudinal axis absorbs. This only has to be done in this geometrically tightly bounded area an optimal sliding effect be achieved. The suspension of the sliders However, it can only be used according to static criteria be determined.

Daraus ergibt sich ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil: Anders als bei Berührungspunkten, die auf einer relativ großen Fläche sehr schnell wandern, kann bei dem erfindungsgemäß sehr eng definierten Berührungspunkt das Spiel der Gleitlagerung durch eine eindimensionale Verstellung der Aufhängevorrichtung eines einzigen Gleitstückes bestimmt werden. Und zwar nicht nur bei der Fertigung und ersten Inbetriebnahme, sondern auch während des laufenden Betriebes zum Ausgleich von auftretendem Verschleiß. Im Unterschied zu bekannten Lösungen ist hier also das Nachstellen eines einzigen Gleitstückes auch als Ausgleich eines gewissen Verschleißes denkbar, sodass die Anzahl der Betriebsstunden bis zu einem grundlegenden Wechsel der Drehmomente übertragenden Einrichtung zwischen den beiden Teleskopstangen erheblich länger ist als bei bisherigen Lösungen.from that there is another, very significant advantage: unlike at touch points that are on a relatively large Hiking surface very quickly, can in the invention very much tightly defined point of contact the game of sliding bearing by a one-dimensional adjustment of the suspension device a single slider can be determined. And not only during production and initial startup, but also during of ongoing operation to compensate for the occurrence of wear. In contrast to known solutions, so here is the Adjustment of a single slider also as compensation a certain wear conceivable, so the number operating hours up to a fundamental change of torque transferring Means between the two telescopic poles considerably longer is as in previous solutions.

In einer anderen Ausführungsvariante kann das Material des – relativ kleinen – Gleitstück gegenüber dem Material der langen Gleitkerbe viel weicher gewählt werden, so dass in der Gleitkerbe der Ver schleiß relativ gering ist, an dem – leicht auswechselbaren – Gleitstück jedoch deutlich höher.In another variant, the material of the - relative small - Slider over the material the long sliding notch be chosen much softer, so that in the sliding groove of the wear is relatively low, to the - easily replaceable - slider however, much higher.

Ein weiterer, grundsätzlicher Vorteil des erfinderischen Prinzips der Teleskopachsen ist ihr dreieckiges Profil. Dadurch wird erreicht, dass nur an denjenigen Stellen auf dem Umfang der Radius relativ groß ist, die das Drehmoment übertragen.One Another, fundamental advantage of the inventive principle The telescopic axes is their triangular profile. This will achieve that only relative to those places on the perimeter of the radius is large, which transmit the torque.

In den Bereichen zwischen den Drehmomentübertragenden Stellen ist das Profil jedoch möglichst nahe zur Verschwenkachse angeordnet, wie folgende Überlegung zeigt: Das Massenträgheitsmoment J eines Hohlzylinders mit dem Außenradius r_a und dem Innenradius r_i sowie dem spezifischen Gewicht ρ des Materials beträgt bekanntlich: J = π/2·ρ(ra 4 – ri 4) In the areas between the torque-transmitting points, however, the profile is arranged as close as possible to the pivot axis, as the following consideration shows: The mass moment of inertia J of a hollow cylinder with the outer radius r _a and the inner radius r _i and the specific gravity ρ of the material is known: J = π / 2 · ρ (r a 4 - r i 4 )

Der Radius des Hohlzylinders geht also mit der vierten Potenz in das Massenträgheitsmoment ein. Deshalb ist – für ein möglichst kleines Massenträgheitsmoment – ein möglichst kleiner Radius anzustreben. Schon geringe Verkleinerungen bewirken durch die vierte Potenz des Einflusses eine große Wirkung.Of the Radius of the hollow cylinder is thus in the fourth power in the Moment of inertia. That is why - for the smallest possible moment of inertia - a to aim for the smallest possible radius. Even small reductions effect by the fourth power of influence a great effect.

Aus dem zuvor geschilderten Effekt, dass der Radius – also der Abstand zur Schwenkachse – mit der vierten Potenz in das resultierende Massenträgheitsmoment eingeht, ergibt sich also eine nennenswerte Verkleinerung des Gesamtmassenträgheitsmomentes gegenüber den bekannten Prinzipien, wenn der Radius der Torsionsträger so klein wie nur möglich istOut the previously described effect that the radius - ie the distance to the pivot axis - with the fourth power in the resulting moment of inertia is received results So a significant reduction of the total mass moment of inertia over the known principles, when the radius of the Torsion carrier as small as possible

Lediglich an den Stellen auf dem Umfang, von denen aus das Drehmoment übertragen wird, sollte der Radius möglichst groß sein. Und zwar zum einen, damit der Hebelarm möglichst groß und deshalb die belastende Kraft recht klein ist, und zum anderen, damit der Einfluss des Spiels zwischen den sich berührenden Trägern möglichst gering ist. Da das Spiel meist eine fertigungs- und justagebedingte absolute Grenze nicht unterschreiten kann, kann dessen Einfluss auf den Verschwenkungswinkel nur dadurch reduziert werden, dass die spielbehafteten Übertragungselemente ebenfalls einen möglichst großen Abstand zur Schwenkachse haben.Only at the points on the circumference from which transmit the torque If the radius is as large as possible. And on the one hand, so that the lever arm as large as possible and Therefore, the burdening power is quite small, and second, so the influence of the game between the touching vehicles as low as possible. Because the game is mostly a production- and adjustment-related absolute limit can not be less Influence on the pivoting angle can only be reduced by that the play-related transmission elements also the largest possible distance to the pivot axis to have.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Torsionsträgers ist, dass im Vergleich zu einem Rohr, dessen Durchmesser dem Flugkreis der Gleitstücke entspricht, der Umfang eines dreieckigen Profils erheblich kleiner ist, woraus bei gleicher Wandstärke eine Reduzierung des Gewichtes folgt. Dies ist bei Deltarobotern insbesondere deshalb relevant, weil die Masse stark die Leistung beeinflusst.Another advantage of the invention Torsionsträgers is that compared to a pipe whose diameter corresponds to the circle of the sliders, the circumference of a triangular profile is considerably smaller, resulting in a reduction of the weight with the same wall thickness. This is particularly relevant for delta robots because the mass strongly influences the performance.

Eine andere, denkbare Nutzung der Vorteile des erfindungsgemäßen Profils ist, dass anstelle der bisher häufig eingesetzten, teueren Kohlefaserverbundwerkstoffe eine sehr viel kostengünstigere Lösung, wie z. B. ein gebogenes Blech oder ein stranggepresstes Aluminiumprofil oder eine andere Metallkonstruktion, gewählt werden kann.A other, conceivable use of the advantages of the invention Profile's that instead of the hitherto commonly used, expensive carbon fiber composites a much more cost effective Solution, such as B. a bent sheet or an extruded Aluminum profile or other metal construction, chosen can be.

Aus den vier Forderungen nach

– einem möglichst großen Hebelarm zwecks Reduzierung der drehmomentbedingten Kräfte und zur Verminderung der Auswirkung des Spiels in der Kraftübertragung sowie nach
– einem möglichst kleinen Radius zwecks Reduzierung der Massenträgheit und nach
– drei mechanischen Auflagepunkten als einer geometrisch eindeutigen Konfiguration und
– nach möglichst geringem Gewicht

folgt also eindeutig ein Dreieck als optimales Profil für einen erfindungsgemäßen Torsionsträger.From the four demands

- The largest possible lever arm in order to reduce the torque-related forces and to reduce the effect of the game in the power transmission and after
- As small a radius as possible in order to reduce the inertia and after
- Three mechanical support points as a geometrically unique configuration and
- for the lowest possible weight

So clearly follows a triangle as an optimal profile for a torsion beam according to the invention.

Die erfindungsgemäße Teleskopachse erlaubt noch weitere vorteilhafte Ausführungsformen. Bereits erwähnt wurde, dass der Abstand von zumindest einem der drei Gleitstücke zum Torsionsinnenträger nur durch die Veränderung der Aufhängung einstellbar ist, womit das Spiel der gesamten Anordnung justiert werden kann. Auch damit unterscheidet sich die Erfindung deutlich von allen anderen, bisher bekannten Teleskopachsen in Deltarobotern.The Telescope axis according to the invention allows even more advantageous embodiments. Already mentioned that was the distance of at least one of the three sliders To Torsionsinnenträger only by the change the suspension is adjustable, bringing the game of the whole Arrangement can be adjusted. That too is different Invention clearly from all other, previously known telescopic axes in delta robots.

Alternativ ist auch denkbar, dass zumindest eines der drei Gleitstücke durch Federkraft in die Gleitkerbe eindrückbar ist. Dadurch wird ein automatischer Ausgleich des Spieles erreicht, jedoch mit der Einschränkung, dass durch erhöhte Anpresskraft der Abrieb vergrößert wird und dass die Feder bei der Übertragung von Drehmomentspitzen nachgeben kann, sodass eine Elastizität in der Mechanik entsteht. Es ist zwar denkbar, durch entsprechende Ansteuerung bei der Verschwenkung der Teleskopachse – z. B. eine sin²-Ansteuerung – den Einfluss zu kompensieren, wobei jedoch ein gewisser Verlust an Dynamik hinzunehmen ist.Alternatively, it is also conceivable that at least one of the three sliders can be pressed by spring force into the sliding groove. As a result, an automatic compensation of the game is achieved, but with the restriction that increased contact pressure increases the abrasion and that the spring can give in the transmission of torque peaks, so that an elasticity in the mechanics arises. It is conceivable, by appropriate control in the pivoting of the telescopic axis - z. As a sin ² -Ansteuerung - to compensate for the influence, but with a certain loss of momentum is acceptable.

Es ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Konfiguration, dass das freie, innere Ende des Torsionskernträgers nicht mit einem extra Führungselement versehen werden muss, sondern dank seiner Gleitmittelbeschichtung in Kontakt mit der Innenfläche des Torsionsaußenträgers treten kann. Dadurch, dass der Abstand zwischen dem Torsionsaußenträger und dem Torsionskernträger sehr gering ist, wirken beide Träger gemeinsam in erster Annäherung ähnlich wie ein pneumatischer Zylinder, sodass beim Auseinanderziehen ein Unterdruck und beim Zusammenschieben ein Überdruck im Inneren entsteht. Dieser Effekt ist jedoch nicht willkommen, sodass durch Öffnungen nach außen hin Luft entweichen kann oder angesaugt wird.It is a significant advantage of the invention Configuration that the free, inner end of the torsion core does not have to be provided with an extra guide element, but thanks to its lubricant coating in contact with the inner surface of the Torsionsaußenträgers can occur. Thereby, that the distance between the Torsionsaußenträger and the Torsionskernträger is very low, both act Carrier common in first approximation similar like a pneumatic cylinder, so when pulling a Negative pressure and when pushing together an overpressure is created inside. However, this effect is not welcome, so through openings can escape to the outside air or is sucked.

Eine vorteilhafte Lösung dieses Problems ist es, dass in wenigstens einen der beiden Torsionsträger Öffnungen außerhalb der Ecken ihres dreieckigen Profils eingebracht werden. Diese Öffnungen dienen als Luftdurchgänge zum Ausgleich der beim Zusammenziehen der Teleskopträger komprimierten Luft. Beim Auseinanderschieben gleichen sie schnell den Unterdruck aus, der sich innerhalb des Hohlraumes bildet.A advantageous solution to this problem is that in at least one of the two torsion beam openings outside the corners of their triangular profile are introduced. These openings serve as air passages to compensate for when contracting the telescope carrier compressed air. When pushing apart quickly compensate for the negative pressure that is within the Cavity forms.

Ein weiterer, prinzipiell willkommener Effekt dieser Luftdurchgänge ist, dass dadurch das Gesamtgewicht der beiden Torsionsträger sinkt, wodurch sich auch ihr Massenträgheitsmoment reduziert. Dem steht eine geringfügige Schwächung gegenüber den Kräften aus der Übertragung des Drehmomentes entgegen.One Another, basically welcome effect of these air passages is that thereby the total weight of the two torsion beams decreases, which also reduces their moment of inertia. This is offset by a slight weakening the forces from the transmission of torque opposite.

Um durch diese Luftdurchgänge die Steifigkeit in Bezug auf die Übertragung von tordierenden Drehmomenten nicht unnötig zu schwächen, schlägt die Erfindung vor, dass die Luftdurchgänge dreieckig sind. Und zwar sollen vier Dreiecke jeweils so angeordnet werden, dass sie eine rechteckige Öffnung bilden, die von zwei Diagonalstreben durchkreuzt wird. Die vier Dreiecke haben also an ihren Kanten stets einen Abstand zueinander, der die Bereite der Diagonalstreben bestimmt. Dadurch wird erreicht, dass auch bei Drehmomentspitzen die rechteckigen Öffnungen nicht zu einem Parallelogramm verzerrt werden, sondern durch die beiden Streben in Form gehalten wird.Around through these air passages the stiffness in terms of the transmission of torsional torques is not unnecessary to weaken, the invention proposes that the air passages are triangular. And four should Triangles are each arranged so that they have a rectangular opening form, which is crossed by two diagonal struts. The four So triangles always have a distance at their edges, which determines the width of the diagonal struts. This will achieve that even with torque peaks, the rectangular openings be distorted not to a parallelogram, but by the both struts are kept in shape.

Zur weiteren Verstärkung des Torsionsaußenträgers wird vorgeschlagen, dass senkrecht auf der Außenseite Versteifungsstege be festigt sind. Diese Versteifungsstege können als ein etwa ringförmig umlaufendes Element gestaltet werden. Die Versteifungselemente weisen dann eine etwa dreiecksförmige Öffnung auf, die komplementär zur äußeren Kontur des Torsionsaußenträgers ist.to further reinforcement of the Torsionsaußenträgers It is suggested that perpendicular to the outside stiffening webs be strengthened. These stiffening webs can as a be designed approximately annular circulating element. The Stiffening elements then have an approximately triangular opening on, which is complementary to the outer contour of the torsion outer carrier.

Alternativ kann der Versteifungssteg spiralförmig um den Torsionsaußenträger herum geführt werden. Eine sehr gute Verstärkung des Torsionsaußenträgers ergibt sich dann, wenn zwei gegenläufige Spiralen sich durchkreuzen. Dann bilden sich zwischen den beiden Spiralen rautenförmige Vertiefungen aus, deren umgebende Wände ohne ein allzu großes, zusätzliches Opfer an Massenträgheitsmoment und Gewicht für einen spürbaren Gewinn an Festigkeit des Torsionsaußenträgers sorgen.Alternatively, the stiffening web can be spirally guided around the Torsionsaußenträger around. A very good reinforcement of the Torsionsaußenträgers arises when two opposing spirals cross each other. Then diamond-shaped depressions are formed between the two spirals, the surrounding walls without an excessively large additional mass of inertia ment and weight for a noticeable gain in strength of the torsion outer wearer.

Als eine weitere Alternative können die Ecken des Profils zumindest vom Torsionskernträger, aber auch zusätzlich vom Torsionsaußenträger abgeflacht werden. Der Vorteil kann sein, dass die Befestigung der Gleitstücke am Torsionsaußenträger und die Einbringung der Gleitkerbe in den Torsionskernträger vereinfacht werden.When Another alternative can be the corners of the profile at least from Torsionskernträger, but also in addition from Torsionsaußenträger be flattened. The advantage may be that the attachment of the sliders on Torsionsaußenträger and the introduction of the sliding notch in the Torsionskernträger be simplified.

Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert werden. Dieses soll die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:in the Following are further details and features of the invention will be explained in more detail with reference to an example. This is not intended to limit the invention, but just explain. It shows in a schematic representation:

1 Schrägbild eines Deltaroboters mit Teleskopachse 1 Inclined image of a delta robot with telescope axis

2 Schrägbild der Teleskopachse 2 Oblique image of the telescopic axis

3 Schnitt durch eine Teleskopachse 3 Section through a telescopic axis

Die Figuren zeigen im Einzelnen:
In 1 ist das prinzipielle Schema eines erfindungsgemäßen Deltaroboters mit einer Teleskopachse 5 gezeichnet. Am oberen Rand der Zeichnung ist die Grundplatte 1 mit ihren drei, etwa gabelförmigen Aufnahmen für die Schwenkarme 31 und die, sie bewegenden Servoantriebe 2 zu sehen. Die Servoantriebe 2 bewegen über ihre Abtriebswelle 21 die Schwenkarme 31 wie eine Kurbel. An den Enden der Schwenkarme 31 sind über dreidimensional verschwenkbare Gelenke die Stangen 32 angebunden. Ebenfalls über dreidimensional verschwenkbare Gelenke sind die Stangen 32 wiederum mit der Bewegungsplatte 4 verbunden.The figures show in detail:
In 1 is the schematic diagram of a delta robot according to the invention with a telescopic axis 5 drawn. At the top of the drawing is the base plate 1 with her three, about fork-shaped receptacles for the pivot arms 31 and the, they moving servo drives 2 to see. The servo drives 2 move over its output shaft 21 the swivel arms 31 like a crank. At the ends of the swivel arms 31 are about three-dimensional pivoting joints the rods 32 tethered. Also about three-dimensional pivoting joints are the rods 32 again with the movement plate 4 connected.

Die Bewegungsplatte 4 kann in alle Positionen des erreichbaren Verschwenkraumes des Deltaroboters bewegt werden und so mit dem daran befestigten Warenaufnehmer 41 aufgenommene Waren an einen anderen Ort versetzen. Dabei bleibt die Bewegungsplatte 4 stets parallel zur ortsfesten Grundplatte 1. Auch die Winkelstellung der Bewegungsplatte 4 bleibt gleich.The movement plate 4 can be moved in all positions of the reachable pivoting space of the delta robot and so with the attached goods receiver 41 move received goods to another location. The movement plate remains 4 always parallel to the stationary base plate 1 , Also the angular position of the movement plate 4 remains the same.

Zwecks Verschwenkung der Waren ist deshalb der Warenaufnehmer 41 gegenüber der Bewegungsplatte 4 verschwenkbar gelagert und über ein Kardangelenk 56 mit der Teleskopachse 5 verbunden. Diese besteht aus dem Torsionskernträger 52, der in den Torsionsaußenträger 51 hinein schiebbar ist.For the purpose of pivoting the goods is therefore the goods recipient 41 opposite the movement plate 4 pivoted and a universal joint 56 with the telescopic axis 5 connected. This consists of the Torsionskernträger 52 who is in the torsion outrigger 51 is pushed into it.

Gemäß ihrer Namensgebung ist die „Teleskopachse” dadurch in der Lage, sich zu verkürzen oder zu verlängern.According to her Naming is the "telescope axis" thereby in able to shorten or lengthen.

In 1 wird deutlich, dass bei Verschwenkung der Bewegungsplatte 4 auch die Teleskopachse 5 verschwenkt wird, wobei sich ihre Länge ändert. Deshalb ist bei Betrachtung von 1 nachvollziehbar, dass eine spielarme Verbindung zwischen dem Torsionskernträ ger 52 und dem Torsionsaußenträger 51 wichtig ist, weil sie direkt in die Positioniergenauigkeit des Warenaufnehmers 41 eingeht.In 1 becomes clear that when pivoting the movement plate 4 also the telescope axis 5 is pivoted, changing its length. That is why when looking at 1 comprehensible that a backlash connection between the Torsionskernträ ger 52 and the torsion outer beam 51 important is because they directly in the positioning accuracy of the goods collector 41 received.

In 2 ist in perspektivischer Ansicht eine erfindungsgemäße Teleskopachse 5 gezeichnet. An den beiden äußeren Enden ist je ein – im Prinzip bekanntes – Kardangelenk 56 angeordnet mit dem die Bewegung an die daran angrenzenden Torsionsträger übertragen wird. Beim in 2 unten gezeichneten Torsionskernträger 52 ist sein dreieckiges Profil erkennbar, das schlanker als der oben gezeichnete, ebenfalls dreieckig profilierte Torsionsaußenträger 51 ist.In 2 is a perspective view of a telescopic axis according to the invention 5 drawn. At the two outer ends is ever a - known in principle - universal joint 56 arranged with the movement is transmitted to the adjoining torsion beam. When in 2 Torsion core carrier drawn below 52 his triangular profile is recognizable, the slimmer than the above drawn, also triangular profiled Torsionsaußenträger 51 is.

Die äußere Silhouette des Torsionkernträgers 52 ist komplementär zur inneren Öffnung des Torsionsaußenträgers 51, sodass der Torsionskernträger 52 in den Torsionsaußenträger 51 einschiebbar ist.The outer silhouette of the torsion core carrier 52 is complementary to the inner opening of the Torsionsaußenträgers 51 so that the torsion core carrier 52 in the torsion outer beam 51 is insertable.

In 2 ist sehr gut zu erkennen, dass die Ecken des dreieckigen Profils vom Torsionskernträger 52 mit der Gleitkerbe 54 versehen sind, die entlang des gesamten Profils verläuft. Etwa in der Mitte der 2 ist bei genauerem Hinschauen die Stirnkante des Gleitstückes 53 zu erkennen, das mit seinem nach innen ragenden Teil zum Profil der Gleitkerbe 54 komplementär geformt ist und darin entlang gleitet.In 2 It is very easy to see that the corners of the triangular profile of the torsion core 52 with the sliding notch 54 are provided along the entire profile. Around the middle of the 2 is on closer inspection, the front edge of the slider 53 to recognize, with its inwardly projecting part to the profile of the sliding groove 54 is complementarily shaped and slides along it.

Durch die beiden Befestigungsschrauben am unteren Ende des Torsionsaußenträgers 51 wird plausibel, dass das Gleitstück 53 erheblich kürzer ist als der Torsionsaußenträger 51. Dadurch wird erreicht, dass die Gleitreibung des Gleitstückes 53 in der Gleitkerbe 54 stets konstant ist und nicht mit weiter in den Torsionsaußenträger 51 Hineingeschobenem Torsionskernträger 52 ansteigt.Through the two fastening screws at the lower end of the torsion outer support 51 becomes plausible that the slider 53 is considerably shorter than the Torsionsaußenträger 51 , This ensures that the sliding friction of the slider 53 in the sliding groove 54 is always constant and not with further in the Torsionsaußenträger 51 Inserted torsion core carrier 52 increases.

Als zusätzliche Ausführungsvariante sind in 2 die Luftdurchgänge 55 zu erkennen, von denen sechs Stück auf den Seitenflächen des Torsionskernträgers 52 angeordnet sind. Ihre Funktion ist, beim Zusammenfahren der beiden Torsionsträger im Innenraum komprimierte Luft schnell entweichen zu lassen. Bei der entgegen gesetzten Bewegung des Auseinanderfahrens dienen die Luftdurchgänge 55 in geänderter Luftrichtung als Belüftung des Innenraums, wodurch verhindert wird, dass ein Unterdruck entsteht, gegen den letzten Endes die Servomotoren 2 auf der Grundplatte 1 an arbeiten müssen.As an additional embodiment are in 2 the air passages 55 to recognize, of which six pieces on the side surfaces of the Torsionskernträgers 52 are arranged. Their function is to let compressed air escape quickly when the two torsion beams move together in the interior. In the opposite movement of the divergence serve the air passages 55 in changed air direction as ventilation of the interior, whereby it is prevented that a negative pressure is created, against the last end of the servomotors 2 on the base plate 1 to work on.

In 3 ist ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Teleskopachse 5 gezeichnet. Der Schnitt ist an diejenige Stelle gelegt, an der die drei Gleitstücke 53 mittels einer Schraube in den Ecken des dreieckigen Profils vom Torsionsaußenträger 51 gesichert sind. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Ecken des Profils beider Torsionsträger etwas abgeflacht, sodass eine verbreiterte Auflagefläche für die Gleitstücke 53 und deren Befestigungsvorrichtung auf der Außenseite des Torsionsaußenträgers 51 entsteht.In 3 is a cross section through the telescopic axis of the invention 5 drawn. Of the Cut is placed at the point where the three sliders 53 by means of a screw in the corners of the triangular profile of the Torsionsaußenträger 51 are secured. In the illustrated embodiment, the corners of the profile of both Torsionsträger are slightly flattened, so that a widened bearing surface for the sliders 53 and its attachment device on the outside of the Torsionsaußenträgers 51 arises.

In 3 ist sehr gut zu erkennen, dass die innere Silhouette des Torsionsaußenträgers 51 nur einem kleinen Abstand komplementär zum größten Teil der Außenfläche des Torsionskernträgers 52 geformt ist. Dieser Abstand ist so gering, dass am freien Ende des im Verhältnis zu seiner Breite sehr langen Torsionkernträgers 52 sich die beiden Torsionsträger durch Verwindung und Verbiegung gegenseitig berühren und aufeinander gleiten, was jedoch durch die Beschichtung der Außenfläche des Torsionskernträgers mit Gleitmaterial problemlos abgefangen werden kann. Der kleine Abstand zwischen den beiden komplementären Formen sorgt jedoch dafür, dass sich die beiden Träger nie auf großen Flächen berühren, sondern nur in sehr begrenzten Bereichen.In 3 is very good to recognize that the inner silhouette of the torsion outer wearer 51 only a small distance complementary to most of the outer surface of Torsionskernträgers 52 is shaped. This distance is so small that at the free end of the torsion core carrier, which is very long in relation to its width 52 the two torsion beams touch each other by twisting and bending and slide on each other, but this can be easily absorbed by the coating of the outer surface of the Torsionskernträgers with sliding material. However, the small distance between the two complementary shapes ensures that the two beams never touch each other over large areas, but only in very limited areas.

Der im Querschnitt dargestellte Bereich der Teleskopachse 5 zeigt einen gewichtigen Vorteil der Erfindung, nämlich dass die Berührung zwischen Torsionskernträger 52 und Torsionsaußenträger 51 an ihrer Verbindungsstelle ausschließlich auf die drei Gleitstücke 53 und die dazu komplementäre Gleitkerbe 54 beschränkt ist. In 3 ist nachvollziehbar, dass in jeder Phase der Bewegung, also sowohl beim Treiben als auch beim Bremsen, sowohl bei Linkslauf wie auch bei Rechtslauf, sowohl bei etwas größerem Spiel als auch bei etwas kleinerem Spiel, stets das Gleitstück 53 eine Berührung mit einem Punkt oder einer zur Längsachse parallelen Linie in der Gleitkerbe 54 hat.The region of the telescopic axis shown in cross section 5 shows a major advantage of the invention, namely that the contact between Torsionskernträger 52 and torsion outer beams 51 at its junction exclusively on the three sliders 53 and the complementary sliding notch 54 is limited. In 3 is understandable that in every phase of the movement, so both driving and braking, both in left-hand rotation as well as in clockwise rotation, both in a slightly larger game and in a slightly smaller game, always the slider 53 a contact with a point or a line parallel to the longitudinal axis in the sliding notch 54 Has.

Dadurch macht 3 plausibel, dass die übrigen Komponenten der Teleskopachse ausschließlich auf ausreichende statische und dynamische Festigkeit sowie möglichst geringes Eigenträgheitsmoment optimiert sein können, dass aber die Gleiteigenschaften der Teleskopachse 5 durch die Paarung zwischen Gleitstück 53 und Gleitkerbe 54 bestimmt werden. In 3 wird nachvollziehbar, dass es denkbar ist, das relativ kurze Gleitstück 53 so zu konfigurieren, dass es gegenüber der Gleitkerbe 54 einem etwas höheren Verschließ unterliegt, sodass über die gesamte Lebensdauer der Teleskopachse hinweg die drei Gleitstücke 53 als Verschleißteil ausgewechselt werden können.Doing so 3 It is plausible that the other components of the telescopic axle can be optimized exclusively for sufficient static and dynamic strength and the lowest possible moment of inertia, but that the sliding properties of the telescopic axle 5 through the pairing between slider 53 and sliding notch 54 be determined. In 3 is understandable that it is conceivable, the relatively short slider 53 so configure it against the sliding notch 54 subject to a slightly higher closure, so over the entire life of the telescopic axis away the three sliders 53 can be replaced as a wearing part.

3 veranschaulicht jedoch auch die andere Alternative eines relativ sehr harten und sehr genau gefertigten Gleitstückes 53. Wenn die Gleitkerbe 54 aus etwas weicherem Material besteht, verteilt sich die Belastung auf deren sehr viel größere Fläche, so dass der Verschleiß pro Längeneinheit dennoch begrenzt ist. 3 However, also illustrates the other alternative of a relatively very hard and very precisely manufactured slider 53 , If the sliding notch 54 is made of slightly softer material, the load is distributed over its much larger surface, so that the wear per unit length is still limited.

3 verdeutlicht einen weiteren Vorteil der erfindungemäßen Teleskopachse mit dreieckigen Profilen, nämlich die Einstellbarkeit und die Nachstellbarkeit des Spiels. Die geometrische Position zwischen Torsionskernträger 52 und Torsionsaußenträger 51 wird ausschließlich durch die drei Auflagepunkte zwischen Gleitstück 53 und Gleitkerbe 54 bestimmt. Dadurch kann das Spiel der gesamten Anordnung durch den Abstand nur eines Gleitstückes 53 vom Torsionsaußenträger 51 justiert werden, im einfachsten Fall durch unterlegen einer entsprechenden Scheibe. 3 illustrates a further advantage of erfindungemäßen telescopic axis with triangular profiles, namely the adjustability and the adjustability of the game. The geometric position between the torsion core carrier 52 and torsion outer beams 51 is exclusively due to the three support points between slider 53 and sliding notch 54 certainly. This allows the game of the entire arrangement by the distance of only one slider 53 from the torsion outer beam 51 be adjusted in the simplest case by inferior to a corresponding disc.

Alternativ ist eine – hier nicht gezeichnete – Klemmschraube denkbar, mit der das Gleitstück 53 in einen bestimmten Abstand zum Torsionsaußenträger 51 gebracht wird und dann mit den anderen Schrauben fixiert wird.Alternatively, a - not shown here - clamping screw is conceivable with which the slider 53 at a certain distance from the torsion outer beam 51 is brought and then fixed with the other screws.

11: Grundplatte des Deltaroboters, ortsfestbaseplate of the delta robot, stationary
22: Servoantriebe, vier Stück auf Grundplatte montiertServo drives, four pieces mounted on base plate
2121: Abtriebswelle eines Servomotors 2 Output shaft of a servomotor 2
3131: Schwenkarm, an Abtriebswelle 21 befestigtSwivel arm, to output shaft 21 fixed
3232: Stange, gelenkig mit einem Schwenkarm 31 und mit der Bewegungsplatte 4 verbundenRod, articulated with a swivel arm 31 and with the movement plate 4 connected
44: Bewegungsplatte mit drei Stangen 4 gelenkig verbundenMovement plate with three bars 4 articulated
4141: Warenaufnehmer an Bewegungsplatte 4 angeordnet, durch Teleskopachse 5 verschwenkbarGoods picker on movement plate 4 arranged by telescopic axis 5 swiveled
55: Teleskopachse, verbindet einen Servomotor 2 mit dem Warenaufnehmer 41 Telescopic axis, connects a servomotor 2 with the goods recipient 41
5151: Torsionsaußenträger der Teleskopachse 5 Torsionsaußenträger the telescopic axis 5
5252: Torsionskernträger der Teleskopachse 5 Torsionskernträger the telescopic axis 5
5353: Gleitstück, innen am Torsionsaußenträger 51 Slider, inside the torsion outer beam 51
5454: Gleitkerbe auf den drei Ecken des Torsionskernträgerssliding groove on the three corners of the Torsionskernträgers
5555: Luftdurchgänge in den Torsionsträgern 51 und/oder 52 Air passages in the torsion beams 51 and or 52
5656: Kardangelenke an den äußeren Enden der Torsionsträger 51 und 52 Cardan joints at the outer ends of the Torsionsträger 51 and 52

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- PS 2286571 [0002]
- EP 1293691 B1 [0006]
- EP 1293691 [0007]
- DE 69927704 [0010]
- DD 218654 A1 [0013]

Claims

Delta robot consisting of a stationary base plate 1 , three servo drives mounted on it 2 , at the output shaft 21 one swivel arm each 31 is attached, the hinged at its other end, each with at least one rod 32 connected, each articulated with a moving plate 4 is connected and a fourth servo drive 2 on the base plate 1 at its output shaft 21 a two-part telescopic axle 5 via a first universal joint 56 coupled, in turn, via a second universal joint 56 to a goods recipient 41 coupled, which is pivotally mounted on the moving plate 4 is arranged, wherein the telescopic axis 5 from a hollow torsion outrigger 51 and a telescopically insertable therein Torsionskernträger 52 consists, characterized in that - both torsion beams 51 and 52 consist of approximately triangular profiles whose surfaces are largely parallel and spaced apart in the unloaded state and - at least the inside of Torsionsaußenträgers 51 or at least the outside of the Torsionskernträgers 52 coated with a sliding material and - at the inner end of the Torsionsaußenträgers 51 on the inside in each of the three corners each an elongated slider 53 is attached, which is parallel to the longitudinal axis of the torsion axis 5 is aligned and whose inwardly directed profile is complementarily shaped to each - a sliding notch 54 that fit into the profile of the torsion core carrier 52 is inserted in each of its three corners and extends over its entire length.

Delta robot according to the preceding claim 1, characterized in that in the unloaded state at the free end of the Torsionskernträgers 52 on all sides a gap between the Torsionskernträger 52 and the inner surface of the torsion outer support 51 consists.

Delta robot according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one of the three sliders 53 the distance to the torsion core carrier 52 is adjustable.

Delta robot according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the three sliders 53 by spring force in the sliding notch 54 is depressible.

Delta robot according to one of the preceding claims, characterized in that the profile of the sliding notch 54 and the slider 53 is approximately arc segment-shaped.

Deltarobot according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one of the Torsionsträger 51 and 52 Air passages 55 are introduced outside the corners of their triangular profile.

Delta robot according to the preceding claim 6, characterized in that the air passages 55 are triangular and four triangles are arranged so that they form a rectangle, which is crossed by two diagonal struts.

Delta robot according to one of the preceding claims, characterized in that perpendicular to the outside of the Torsionsaußenträgers 51 Stiffening webs are mounted approximately vertically.

Delta robot according to the preceding claim 8, characterized in that the stiffening web is an approximately annular is revolving element.

Delta robot according to the preceding claim 8, characterized in that the stiffening web is a circumferential Spiral forms.

Delta robot according to the preceding claim 10, characterized in that two opposing spirals thwart.

Delta robot according to one of the preceding claims, characterized in that the corners of both torsion beams 51 and 52 or at least the Torsionskernträgers 52 are flattened.

Delta robot according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the slider 53 opposite the material of the sliding notch 54 is softer.