DE102012015143A1

DE102012015143A1 - Anordnung eines Roboters

Info

Publication number: DE102012015143A1
Application number: DE201210015143
Authority: DE
Inventors: Willi Klumpp; Matthias Reichenbach; Matthias Schreiber; Volker Zipter; Michael Zürn
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung wenigstens eines Roboters (12) in einem Arbeitsbereich (10), bei welcher eine Basis (34) des Roboters (12) auf einer Bewegungsvorrichtung (36) angeordnet ist, welche bezüglich zumindest einer Achse in einem vorgegebenen Bewegungsbereich linearbeweglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung wenigstens eines Roboters in einem Arbeitsbereich.
Bekannte Industrieroboter weisen üblicherweise fünf bis sechs bewegliche Achsen auf und sind ortsfest an ihrem Arbeitsbereich verankert. Die Reichweite – und damit der zur Verfügung stehende Arbeitsraum – für einen Roboter wird hierbei durch den Bewegungsspielraum der einzelnen Achsen begrenzt.
Soll ein größerer Arbeitsbereich durch einen Roboter bedient werden, so können die Achsen selbst verlängert werden oder dem Roboter eine weitere Achse hinzugefügt werden. Dies kompliziert die Steuerung des Roboters, da die algorithmische Komplexität der Steuerungsoperationen im Wesentlichen mit dem Quadrat der Zahl der Achsen anwächst. Zusätzliche Achsen verschlechtern zudem meist die Toleranz bei der Ansteuerung bestimmter Punkte und führen aufgrund der erhöhten Anzahl bewegter Teile zu größerem Verschleiß und zu höherem Wartungsaufwand. Auch die Verwendung von Robotern mit längeren Achsen ist nachteilig, da sich hierdurch Gewicht und damit die Trägheit des Roboters erhöhen, was insbesondere in Anwendungen, wo spezifisch die Verwendung von agilen Leichtbaurobotern gefordert ist, von Nachteil ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eines Roboters der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher auf einfache und kostengünstige Weise einen besonders großen Arbeitsraum des Roboters gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei einer solchen erfindungsgemäßen Anordnung wenigstens eines Roboters an einem Arbeitsbereich ist eine Basis des Roboters auf einer Bewegungsvorrichtung angeordnet, welche bezüglich zumindest einer Achse in einem vorgegebenen Bewegungsbereich linear beweglich ist.
Hierdurch kann auf einfache Weise der Arbeitsbereich des Roboters erweitert werden. Da durch eine Bewegung der Bewegungsvorrichtung lediglich eine Translation der Basis des Roboters bewerkstelligt wird, wird auch die Steuerung des Roboters nicht übermäßig komplex. Im Gegensatz zu einer neuen, echten Roboterachse wächst der Steuerungsaufwand hier nicht quadratisch, die Verschiebung der Basis ändert lediglich die Basiskoordinaten des Roboters im Verhältnis zu den Weltkoordinaten, was durch eine einfache Vektoraddition bewerkstelligt werden kann.
Insgesamt ergibt sich so eine besonders kostengünstige, einfach zu steuernde und wartungsarme Roboteranordnung mit einem besonders großen Arbeitsbereich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Bewegungsvorrichtung jeweilige, den Achsen zugeordnete Linearantriebe auf. Hierbei kann es sich beispielsweise um Pneumatikzylinder, elektrische Linearantriebe oder dergleichen handeln, die einfach in ihrer Ansteuerung, robust und wartungsarm sind.
Alternativ hierzu ist es möglich, die Bewegungsvorrichtung so auszulegen, dass sie mittels eines Aktuators des Roboters bewegt wird. Die Bewegungsvorrichtung weist in diesem Fall keinen eigenen Antrieb auf; um eine Ortsveränderung durchzuführen, kann der Roboter beispielsweise ein feststehendes Element des Arbeitsbereichs greifen und sich an diesem abstützen, um so eine Zug- oder Schubbewebung der Bewegungsvorrichtung hervorzurufen. Dies ist eine besonders einfache Ausführungsform, die ohne zusätzliche aktive Bauteile auskommt und daher besonders wartungsarm ist.
Zweckmäßigerweise ist die Bewegungsvorrichtung verriegelbar ausgestattet, so dass, sobald der Roboter in einer Soll-Position angeordnet ist, keine unbeabsichtigte Verschiebung mehr stattfinden kann.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Roboters;
2 den Roboter gemäß 1 mit seiner zugeordneten Bewegungsvorrichtung in Detailansicht; und
3 den Roboter mit seiner zugeordneten Bewegungsvorrichtung in Detailansicht im gegenüber 2 verschobenen Zustand.
In einem im Ganzen mit 10 bezeichneten Arbeitsbereich ist ein Leichtbauroboter 12 angeordnet. Der Roboter 12 umfasst eine Mehrzahl von Achsen 14, 16, 18, 20, 22 sowie einen Manipulator 24. Der Roboter 12 ist dazu ausgelegt, Hinterachsgetriebe in einer Montageanlage 26 zu montieren. Hierzu benötigte Bauteile 28 werden über Rollenfördersysteme 30 angeliefert bzw. in Ladungsträgern 32 bereitgehalten.
Um sowohl die Arbeitsstation 26 als auch die Rollenfördersysteme 30 und die Ladungsträger 32 erreichen zu können, ist die Basis 34 des Roboters 12 auf einer Bewegungsvorrichtung 36 montiert, die eine lineare Bewegung des Roboters 12 ermöglicht. Die Bewegungsvorrichtung 36 ist in den 2 und 3 in zwei unterschiedlichen Bewegungszuständen im Detail dargestellt. Sie umfasst eine Plattform 38, auf der die Basis 34 des Roboters 12 montiert ist und welche in einer Schiene 40 linear beweglich ist.
Die lineare Bewegung kann dabei durch einen in die Bewegungsvorrichtung 36 integrierten Linearantrieb gewährleistet werden. Alternativ ist es auch möglich, dass sich der Roboter mit seinem Manipulator 24 an einem ortsfesten Teil des Arbeitsbereichs 10 abstützt und sich somit selbsttätig entlang der Bewegungsvorrichtung 36 bewegen kann, so dass diese keinerlei aktive Elemente benötigt. Insgesamt wird so auf einfachste Weise der Arbeitsraum des Roboters 12 beträchtlich erweitert, so dass alle notwendigen Teile der Arbeitsumgebung 10 erreicht werden können, ohne dass ein Roboter mit längeren Achsen und damit höherer Trägheit eingesetzt werden muss.

Claims

Anordnung wenigstens eines Roboters (12) in einem Arbeitsbereich (10), bei welcher eine Basis (34) des Roboters (12) auf einer Bewegungsvorrichtung (36) angeordnet ist, welche bezüglich zumindest einer Achse in einem vorgegebenen Bewegungsbereich linearbeweglich ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (36) jeweilige, den Achsen zugeordnete Linearantriebe aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (36) dazu ausgelegt ist, mittels eines Aktuators des Roboters (12) bewegt zu werden.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (36) verriegelbar ist.