-
Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter, aufweisend eine Steuervorrichtung, einen Manipulatorarm mit mehreren, die Anzahl von Freiheitsgraden eines Konfigurationsraums der Steuervorrichtung bildenden Gelenken, die über Glieder verbunden sind und mittels jeweils eines Antriebs verstellbar sind und ein Verfahren zur Veränderung eines Arbeitsraumes eines Industrieroboters.
-
Industrieroboter sind Arbeitsmaschinen, die zur automatischen Handhabung und/oder Bearbeitung von Objekten mit Werkzeugen ausgerüstet werden können und in mehreren Bewegungsachsen beispielsweise hinsichtlich Orientierung, Position und Arbeitsablauf programmierbar sind. Industrieroboter weisen üblicherweise einen Manipulatorarm mit mehreren Achsen und eine programmierbare Steuerung (Steuervorrichtung) auf, die während des Betriebs die Bewegungsabläufe des Industrieroboters steuert bzw. regelt.
-
Manipulatorarme umfassen im Wesentlichen mehrere, insbesondere nacheinander folgende, mittels Gelenken verbundene Glieder bzw. Segmente auf, die mittels Antrieben, insbesondere elektrischen Antrieben bewegbar sind. Die geometrische Gestalt, insbesondere die Längen der einzelnen Glieder bzw. Segmente können im Betrieb nicht geändert werden. Ein Segment ist ein starres Bauteil des Industrieroboters, das entweder statisch mit der Tragstruktur verbunden ist, auf welcher der Industrieroboter montiert ist, und an dem sich die Lagerung von mindestens einer Drehachse befindet, oder ein starres Bauteil, das über eine untergeordnete Drehachse bewegt wird und an dem sich die Lagerung von mindestens einer Achse befinden kann. Der Bewegungsraum des Industrieroboters ergibt sich aus den Längen der einzelnen Segmente und dem Bereich, in dem sich die Segmente zueinander in den Gelenken bewegen können.
-
In Industrierobotern sind üblicher Weise mindesten so viele Antriebe wie unabhängige Freiheitsgrade enthalten, die entweder den einzelnen Freiheitsgraden zugeordnet sind, oder miteinander gekoppelt betrieben werden.
-
Da die Reichweite d. h. der Arbeitsraum von konventionellen Industrierobotern oder von Teilen von konventionellen Industrierobotern nicht verändert werden können, ist es nicht möglich, eine individuelle Anpassung des Manipulatorarms durchzuführen. Dies macht es z. B. unmöglich Gegenstände zu greifen, die sich nicht im Arbeitsraum des Industrieroboters befinden.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Industrieroboter universeller verwenden zu können.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Industrieroboter, aufweisend eine Steuervorrichtung, einen Manipulatorarm mit mehreren, die Anzahl von Freiheitsgraden eines Konfigurationsraums der Steuervorrichtung bildenden Gelenken, die über Glieder verbunden sind und mittels jeweils eines Antriebs verstellbar sind, wobei wenigstens eines der Glieder geometrisch veränderlich ausgebildet ist und dessen Geometrie, angetrieben durch einen der Antriebe der die Anzahl der Freiheitsgrade des Konfigurationsraums bildenden Gelenke, automatisch veränderlich ist.
-
Die Konfiguration des Industrieroboters bestimmt sich aus einem Satz von Gelenk-Koordinatenwerten, deren Anzahl mit der Zahl von Hauptachsen übereinstimmt, der die Gestalt des Manipulatorarms zu einem beliebigen Zeitpunkt vollständig festlegt. Die Hauptachsen bilden eine Baugruppe von miteinander verbundenen Gliedern und angetriebenen Gelenken. Der Konfigurationsraum definiert die Menge aller Konfigurationen, d. h. Positionen und Orientierungen, die der Manipulatorarm im realen Raum einnehmen kann.
-
Eine Anpassung erfolgt bei konventionellen Robotern durch eine dauerhafte Anpassung der Längen der Segmente, oder durch die Integration von weiteren angetriebenen Gelenken in die kinematische Kette. Eine dauerhafte Änderung der Längen führt dazu, dass der Roboter für die Tätigkeiten festgelegt ist. Die Integration von angetriebenen Gelenken führt dazu, dass das Gesamtgewicht und der Komplexitätsgrad des Roboters steigen und damit auch die Herstellkosten höher sind.
-
Daher sieht die Erfindung eine automatische Änderung der Geometrie, insbesondere der Länge von Segmenten von Industrierobotern vor, d. h. im Segment befindet sich eine mechanische Verstellmöglichkeit d. h. ein mechanisches Gelenk, insbesondere mechanisches Lineargelenk. Das erfindungsgemäße Glied verfügt jedoch nicht über einen eigenen Antrieb. Die Änderung der Geometrie oder Länge des Segments stellt dabei keinen im normalen Betrieb des Industrieroboters verfügbaren zusätzlichen Freiheitsgrad dar. Vielmehr wird erfindungsgemäß das betreffende veränderliche Glied bzw. Segment geometrisch verstellt und unter Belassen der ursprünglichen Freiheitsgrade des Industrieroboters lediglich die geometrische Konfiguration des Industrieroboters in der Steuervorrichtung entsprechend der geometrischen Verstellung angepasst. Das geometrisch veränderliche Glied bildet insoweit kein Gelenk, das von der Steuervorrichtung als Freiheitsgrad konfiguriert ist.
-
Hieraus ergibt sich die Möglichkeit ein Segment des Roboters in einer Position automatisch zu verlängern, in die das Segment allein durch eine Programmierung des konfigurierten Industrieroboters nicht gebracht werden kann. Dies bedeutet, dass die Änderung der Geometrie des Gliedes aktiv in jeder Lage des Manipulatorarms erfolgen kann.
-
Durch eine Veränderung der Länge von einzelnen Segmenten ist es möglich Gegenstände zu greifen, die sich außerhalb des Arbeitsraumes bzw. des Bewegungsraumes des Roboters befinden. Beispielsweise können Gegenstände gegriffen werden, die von Hindernissen verdeckt werden, aufgrund deren ein direkter Zugriff auf diese Gegenstände nicht möglich ist und aufgrund deren die Gegenstände mit der normalen Kinematik des Industrieroboters nicht gegriffen werden können. Bei einem außerhalb des Arbeitsraumes liegendem Gegenstand kann beispielsweise durch eine Längenänderung eines Segments es dem Industrieroboter ermöglicht werden, mit der so veränderten Kinematik den Gegenstand zu greifen. Die Längenänderung erfolgt dabei aktiv, aber nicht über einen separaten dieser Bewegung zugeordneten Antrieb, sondern über den Antrieb eines der Freiheitsgrade, der kurzfristig von diesem entkoppelt wird und dann für den Antrieb der Verlängerung eingesetzt wird. Eine solche Längenänderung kann insbesondere in jeder Pose des Manipulators durchgeführt werden.
-
In einer Ausgestaltung kann der Industrieroboter ein Getriebe zum Umleiten der von dem einen Antrieb erzeugten Kräfte und/oder Momente auf das geometrisch veränderlich ausgebildete Glied aufweisen. Das geometrisch veränderlich ausgebildete Glied kann insbesondere vom Abtrieb desjenigen Gelenks angetrieben werden, das in der kinematischen Kette dem Glied unmittelbar vorgelagert oder nachgelagert d. h. benachbart ist. Das geometrisch veränderlich ausgebildete Glied kann aber auch von demjenigen Abtrieb angetrieben werden, dessen zugeordnetes Gelenk mit dem geometrisch veränderlich ausgebildete Glied fluchtet.
-
Das Getriebe kann eine Kupplung zum Umstellen des Kräfte- und/oder Momentenwegs von einem Normalbetrieb, in dem der Antrieb das zugeordnete konfigurierte Gelenk antreibt, in einen Verstellbetrieb, in dem der Antrieb das geometrisch veränderlich ausgebildete Glied verstellt, aufweisen. Während des üblichen programmgesteuerten Betriebs des Industrieroboters befindet sich die Kupplung im Normalbetrieb. Die Kupplung ist nur dann im Verstellbetrieb, wenn das geometrisch veränderlich ausgebildete Glied geometrisch verstellt wird, um den Arbeitsraum des Industrieroboters zu verändern.
-
In allen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Industrieroboters kann das wenigstens eine geometrisch veränderliche Glied längenverstellbar ausgebildet sein. Bei einem längenverstellbaren Glied kann der Abstand zweier benachbarter Gelenke in der kinematischen Kette verkleinert bzw. vergrößert werden. Das längenverstellbare Glied kann insbesondere zwischen dem Handflansch und einem Handwurzelgelenk des Manipulatorarms vorgesehen sein. Bei einem 6-Achs-Gelenkroboter kann dies beispielsweise die 6. Achse des Handflansches und die 4. Achse des Manipulatorarms sein.
-
In diesen Ausgestaltungen kann das geometrisch veränderliche Glied ein axial verstellbares Gewinderohr, insbesondere mit einem Außengewinde, aufweisen, das in ein Gegengewinde eingreift, welches im Verstellbetrieb von dem Antrieb angetrieben wird. Zwei Teilsegmente des geometrisch veränderlichen Glieds können mittels Lager, insbesondere Radiallagern zueinander verdrehbar gelagert sein. Das eine Teilsegment kann aus zwei Hohlwellen bestehen, die ineinander gesteckt sind und über ein Gewinde so miteinander verbunden sind, dass sich die Gesamtlänge ändert, wenn die beiden Hohlwellen relativ zueinander verdreht werden.
-
Der Industrieroboter kann eine Führungsbuchse aufweisen, die zur Bildung einer Verdrehsicherung axial verstellbar mit dem Gewinderohr radial formschlüssig verbunden sein kann. In der inneren Hohlwelle des Teilsegments kann eine Führungsbuchse angeordnet sein, die mit dem Teilsegment über eine Keilwellenverbindung verdrehsicher verbunden ist. Die Verdrehsicherung kann von einem Keilwellen-/Keilnabenprofil gebildet werden.
-
Das Keilnabenprofil kann an einer Innenmantelfläche des Gewinderohrs vorgesehen sein und die Führungsbuchse das Keilwellenprofil aufweisen.
-
Die Führungsbuchse kann mittels der Kupplung wahlweise entweder an den Antrieb angeschlossen sein oder starr mit einem feststehenden Teil, insbesondere einem Gehäuse des geometrisch veränderlich ausgebildeten Glieds verbunden sein.
-
Die Kupplung kann eine bekannte, beispielsweise mechanische und insbesondere formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung sein.
-
Umfasst der erfindungsgemäße Industrieroboter das in seiner Länge veränderbare Glied, dann kann dieses ein erstes Teilsegment und ein relativ zum ersten Teilsegment längs der Längsachse des relevanten Glieds verschiebbares zweites Teilsegment umfassen. Das zweite Teilsegment kann beispielsweise in das erste Teilsegment gesteckt sein, wodurch eine Längenänderung in relativ einfacher Weise realisierbar ist, indem das zweite Teilsegment entsprechend der gewünschten Gesamtlänge dieses Gliedes relativ zum ersten Teilsegment verschoben werden kann. Um lediglich eine Änderung der Länge des relevanten Gliedes zu ermöglichen, sind die beiden Teilsegmente vorzugsweise verdrehsicher relativ zueinander ausgeführt.
-
Die beiden Teilsegmente können z. B. zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig ausgebildet sein. Die beiden Teilsegmente können insbesondere die Form eines geraden Zylinders und/oder eines Hohlzylinders aufweisen.
-
Eine verdrehsichere Ausführung der beiden Teilsegmente kann realisiert werden, indem beispielsweise das die Form eines geraden Kreiszylinders aufweisende zweite Teilsegment in dem die Form eines geraden Hohlkreiszylinders aufweisenden ersten Teilsegment verdrehsicher steckt, indem auf der Zylinderfläche des zweiten Teilsegments und der nach innen gerichteten Seite der Zylinderfläche des ersten Teilsegment wenigstens eine in Längsrichtung des in seiner Länge veränderbaren Gliedes angeordnete Nut-Feder-Verbindung vorgesehen ist.
-
In einer ersten Position ist die Führungsbuchse über den Mechanismus, z. B. eine Verzahnung, verdrehsicher an einem äußeren Hohlrohr des zweiten Segments gekoppelt. In diesem ersten Modus wird das Antriebsmoment, das über den Antrieb auf das äußere Hohlrohr übertragen wird, über die Kupplung auf die Führungsbuchse weitergegeben. Diese leitet das Antriebsmoment an ein inneres Hohlrohr des zweiten Segments weiter. Dabei findet keine Relativbewegung zwischen den beiden Hohlrohren des zweiten Segments statt, die rotierend angetrieben werden. Die Abtriebsbewegung ist eine Rotation des zweiten Segments, die Länge des zweiten Segments bleibt in diesem ersten Modus unverändert. Das Getriebe wirkt in diesem ersten Modus als ein Wandler, der die Antriebsleistung in eine Abtriebsleistung einer Drehbewegung eines der konfigurierten Manipulatorgelenke wandelt.
-
In der zweiten Position ist die Führungsbuchse über den Mechanismus, z. B. die Verzahnung, verdrehsicher an das erste Segment gekoppelt. In diesem zweiten Modus wird das Antriebsmoment, das über den Antrieb auf das äußere Hohlrohr übertragen wird, über das Gewinde auf das innere Hohlrohr des zweiten Segments weitergegeben. Da das innere Hohlrohr über die Führungsbuchse verdrehsicher mit dem ersten Segment verbunden ist, wird es in der Keilwellenverzahnung zur Führungsbuchse linear verschoben. Die Abtriebsbewegung ist eine Linearbewegung des inneren Hohlrohres zum äußeren Hohlrohr des ersten Segments. Das zweite Segment verändert seine Länge, während sich dessen Drehwinkel nicht ändert. Das Getriebe wirkt in diesem zweiten Modus als ein Wandler, der die Antriebsleistung in die Abtriebsleistung einer Linearbewegung des geometrisch veränderlichen Glieds wandelt.
-
Das eine Ende der Führungsbuchse kann über einen Zweipunktschalter so entlang der Drehachse des flüchtenden Gelenks zwischen erstem Segment und zweitem Segment verbunden sein, dass die Rotation nicht behindert wird. Über diesen Zweipunktschalter kann die Führungsbuchse in die zwei Positionen eindeutig bewegt werden, die dem ersten Modus bzw. dem zweiten Modus entsprechen.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Veränderung eines Arbeitsraumes eines Industrieroboters, weist die folgenden Schritte auf:
- – Einrichten einer Steuervorrichtung eines Manipulatorarms mit mehreren Gelenken, zur Bildung einer Anzahl von Freiheitsgraden eines Konfigurationsraums des Manipulatorarms;
- – Zuordnen jeweils eines Antriebs zu jeweils einem der Gelenke;
- - automatisches Verstellen eines geometrisch veränderlich ausgebildeten Gliedes des Manipulatorarms mittels eines der Antriebe;
- – Anpassen des Konfigurationsraums des Manipulatorarms an die veränderte Geometrie des automatisch verstellten Gliedes.
-
Der für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehene Industrieroboter weist demnach den Manipulatorarm auf, der wiederum die mehreren Glieder bzw. Segmente umfasst, die durch die Gelenke verbunden sind. Wenigstens eines der Glieder ist in seiner geometrischen Ausdehnung automatisch veränderbar, sodass die relative Position seiner angrenzenden Gelenke veränderbar ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem in seiner geometrischen Ausdehnung veränderbaren Glied um ein in seiner Länge veränderbares Glied. Somit ist es z. B. möglich, dass der Industrieroboter durch eine Veränderung der Länge dieses Gliedes auch Gegenstände greifen kann, die sich außerhalb des aktuellen Arbeitsraums bzw. Bewegungsraums des Industrieroboters befinden.
-
Dabei kann eine kinematikrelevante Robotersoftware über die geometrische Ausdehnung des fraglichen veränderlichen Glieds informiert werden, so dass diese Änderung der Konfiguration beispielsweise in den Berechnungen für einen Bewegungsablauf des Industrieroboters berücksichtigt werden kann. Dabei können zusätzlich die folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden.
-
Ermitteln der aktuellen geometrischen Ausdehnung des relevanten Gliedes nach dem Bewegen des Roboterarms mittels einer mit der Steuervorrichtung verbundenen Vorrichtung zum Ermitteln der geometrischen Ausdehnung des relevanten Gliedes nach dem Bewegen des Roboterarms und Aktualisieren eines auf der Steuervorrichtung laufenden Rechenprogramms zum Steuern der Antriebe mit dem aktuellen Wert der geometrischen Ausdehnung.
-
Handelt es sich bei dem Glied um ein in seiner Länger veränderbares Glied, dann kann nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Industrieroboters die Vorrichtung zum Ermitteln der geometrischen Ausdehnung des relevanten Gliedes eine mit der Steuervorrichtung verbundene Längenmessvorrichtung sein, die eingerichtet ist, die aktuelle Länge des in seiner Länge veränderbaren Gliedes zu ermitteln. Eine geeignete Längenmessvorrichtung ist z. B. ein induktiver Messsensor.
-
Somit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren gegebenenfalls eine automatische Anpassung der Kinematik des Industrieroboters in Bezug auf eine Änderung der Länge von Segmenten, ohne dass für diese Einstellung ein eigener Antrieb erforderlich ist. Der Industrieroboter verfügt gegebenenfalls über ein Lineargelenk, dem kein eigener Antrieb zugeordnet ist.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:
-
1 einen Industrieroboter mit einem mehrere Glieder aufweisenden Manipulatorarm;
-
2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß automatisch verstellbares, geometrisch veränderliches Glied des Manipulatorarms in einem ersten Modus und
-
3 einen Querschnitt durch das Glied der 2 in einem zweiten Modus.
-
Die 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Industrieroboter 1 mit einem Roboterarm 2.
-
Der Roboterarm 2 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere nacheinander angeordnete und mittels Gelenke 21–23 verbundene Glieder bzw. Segmente. Bei den Gliedern handelt es sich insbesondere um ein ortsfestes oder bewegliches Gestell 3 und ein relativ zum Gestell 3 um eine vertikal verlaufende Achse A1, die auch als Achse 1 bezeichnet wird, drehbar gelagertes Karussell 4. Weitere Glieder des Roboterarms sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ferner eine Schwinge 6, ein Ausleger 7 und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand 8 mit einem Flansch 9. Die Schwinge 6 ist am unteren Ende z. B. an einem nicht näher dargestellten Schwingenlagerkopf auf dem Karussell 3 um eine vorzugsweise horizontale Achse A2, die auch als Achse 2 bezeichnet wird, schwenkbar gelagert. Am oberen Ende der Schwinge 6 ist wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse A3 der Ausleger 7 schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand 8 mit ihren vorzugsweise drei Achsen A4, A5, A6. Der am Ausleger 7 angrenzenden Glieder haben die Bezugszeichen 22, 23.
-
Um den Industrieroboter 1 bzw. dessen Roboterarm 2 zu bewegen, umfasst dieser in allgemein bekannter Weise mit einer Steuervorrichtung 10 verbundene Antriebe, die insbesondere elektrische Antriebe sind. In der 1 sind nur einige der elektrischen Motoren 11 dieser Antriebe gezeigt.
-
Eines der Glieder der Roboterarms 2 ist in seiner Länge verstellbar. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels handelt es sich bei dem längenverstellbaren Glied um den Ausleger 7, dessen Querschnitt in 2 und 3 gezeigt ist.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist der Ausleger 7 ein erstes Teilsegment 7a und ein zweites Teilsegment 7b auf, das längenverstellbar mit dem ersten Teilsegment 7a verbunden ist. Die beiden Teilsegmente 7a, 7b können längs der Längsachse L des ersten Teilsegments 7a, die insbesondere mit der Längsachse des zweiten Teilsegments 7b zusammenfällt, in Richtung eines Doppelpfeils 14 relativ zueinander verschoben werden, wodurch die Länge des Auslegers 7 variierbar ist.
-
Die beiden Teilsegmente 7a, 7b können, wie dargestellt, zylinderförmig, insbesondere hohlzylinderförmig ausgeführt sein. Insbesondere weisen diese beiden Teilsegmente 7a, 7b jeweils die Form eines geraden Zylinders, insbesondere die Form eines geraden Hohlkreiszylinders auf.
-
In der 2 sind die Teilsegmente 7a, 7b im Querschnitt dargestellt. Das zweite Teilsegment 7b wird im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Hohlzylinder 31 gebildet. Der Hohlzylinder 31 bildet ein Gewinderohr 31a, das ein Außengewinde 32 trägt. Der Hohlzylinder 31 weist an seiner innen liegenden Mantelfläche ein Keilnabenprofil 33a auf. Das Keilnabenprofil 33a bildet zusammen mit einem Keilwellenprofil 33b eine Verdrehsicherung 33. Das Keilwellenprofil 33b ist an einer Führungsbuchse 34 ausgebildet. Die Führungsbuchse 34 ist Teil des ersten Teilsegments 7a. Koaxial die Führungsbuchse 34 umgebend weist das erste Teilsegments 7a des weiteren ein äußeres Hohlrohr 35 auf, das ein Gegengewinde 36 trägt. Das Gegengewinde 36 steht mit dem Außengewinde 32 des zweiten Teilsegments 7b in Eingriff. Das äußere Hohlrohr 35 ist mittels Radiallager 37 in einem Gehäuse 38 als feststehendes Teil des ersten Teilsegments 7a drehbar gelagert. Das von einem der Antriebe M1–M6 kommende Drehmoment wird durch ein Getriebe 39 auf das äußere Hohlrohr 35 übertragen. Dazu kann, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt das Getriebe 39 ein Antriebszahnrad 39a und ein Antriebszahnrad 39b aufweisen. Das Antriebszahnrad 39b ist fest mit dem äußeren Hohlrohr 35 verbunden. Das von einem der Antriebe M1–M6 kommende Drehmoment treibt insoweit das äußere Hohlrohr 35 an.
-
Das erste Teilsegment 7a weist außerdem eine Kupplung 40 auf. Die Kupplung 40 schafft eine starre Verbindung entweder, wie in 2 dargestellt, zwischen der Führungsbuchse 34 und dem äußeren Hohlrohr 35 oder, wie in 3 dargestellt, eine starre Verbindung zwischen der Führungsbuchse 34 und dem Gehäuse 38. Die 2 zeigt insoweit die Teilsegmente 7a, 7b in einem Normalbetrieb, in dem der Antrieb M1–M6 das zugeordnete konfigurierte Gelenk 21–23 antreibt. Im Gegensatz dazu zeigt die 3 die Teilsegmente 7a, 7b in einem Verstellbetrieb, in dem der Antrieb M1–M6 das geometrisch veränderlich ausgebildete Glied 7 verstellt. Die Kupplung 40 kann reibschlüssig, oder wie dargestellt formschlüssig ausgebildet sein. Bei einer formschlüssigen Ausbildung der Kupplung 40 können Klauen 41 der Kupplung 40 entweder im Normalbetrieb gemäß 2 in Ausnehmungen 42a des äußeren Hohlrohrs 35 eingreifen oder im Verstellbetrieb gemäß 3 in Ausnehmungen 42b des Gehäuses 38 eingreifen.
-
Im Normalbetrieb gemäß 2 greifen die Klauen 41 der Kupplung 40 in die Ausnehmungen 42a des äußeren Hohlrohrs 35 ein, so dass eine starre Verbindung von Hohlrohr 35 und Führungsbuchse 34 besteht. Aufgrund dieser starren Verbindung von Hohlrohr 35 und Führungsbuchse 34 dreht sich die Führungsbuchse 34 mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie das Hohlrohr 35. Dabei ist das zweite Teilsegment 7b auch aufgrund der Verdrehsicherung 33 zwischen Hohlrohr 35 und Führungsbuchse 34 festgesetzt. Das zweite Teilsegment 7b dreht sich deshalb mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie das Hohlrohr 35 bzw. die Führungsbuchse 34. So wird im Normalbetrieb ein Drehmoment von dem Antrieb M1–M6 abtriebsseitig auf das zweite Teilsegment 7b übertragen, wie dies mittels des Pfeils D angedeutet ist.
-
Im Verstellbetrieb gemäß 3 greifen die Klauen 41 der Kupplung 40 in die Ausnehmungen 42b des Gehäuses 38 ein, so dass eine starre Verbindung von Führungsbuchse 34 und Gehäuse 38 besteht. Da das zweite Teilsegment 7b mittels der Verdrehsicherung 33 drehfest mit der Führungsbuchse 34 verbunden ist, ist das zweite Teilsegment 7b aufgrund der Kupplungsstellung im Verstellbetrieb auch drehfest bezüglich des Gehäuses 38 festgesetzt. Das Hohlrohr 35 kann sich gelagert durch die Radiallager 37 im Gehäuse 38 angetrieben durch den Antrieb M1–M6 drehen. Das Hohlrohr 35 ist außerdem axial festgesetzt. Wenn sich das Hohlrohr 35 dreht, wird das zweite Teilsegment 7b aufgrund des Eingriffs von Außengewinde 32 und Gegengewinde 36 längs bzw. entlang der Erstreckung der Keilwellen-/Keilnabenverbindung d. h. der Verdrehsicherung 33 linear verschoben, wie dies mittels des Pfeils P angedeutet ist.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels läuft auf der Steuervorrichtung 10 ein Rechenprogramm, das eingerichtet ist, die Antriebe derart anzusteuern, damit der Roboterarm 2 bzw. der Flansch 9 oder ein am Flansch 9 befestigter Endeffektor, z. B. ein Greifer eine gewünschte Bewegung ausführt.
-
Im Falle des vorlegenden Ausführungsbeispiels wird das auf der Steuervorrichtung 10 laufende Rechenprogramm, zumindest die kinematikrelevante Robotersoftware über die geänderte Länge l des Auslegers 7 informiert, damit diese in den durch das auf der Steuervorrichtung 10 laufenden Rechenprogramm durchgeführten Berechnungen berücksichtigt werden kann. Dies kann durch Sensoren in oder am Ausleger 7 erfolgen, die die aktuelle Länge des Auslegers 7 messen. Geeignete Sensoren sind z. B. induktive Wegsensoren.
