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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Roboterhand. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Roboterhand, die zur Behandlung eines Werkstücks eingerichtet ist, das auf eine hohe Temperatur in einem Hochtemperaturbereich erhitzt ist.
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2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
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Auf herkömmliche Weise können Werkstücke, die durch eine Bearbeitungsmaschine oder -maschinen bearbeitet werden, durch eine Hand eines Roboters gehalten werden und aus der (den) Bearbeitungsmaschine(n) entnommen werden. Die
JP 2010 -
005 732 A offenbart eine Roboterhand, die zur Behandlung eines Werkstücks durch Öffnen und Schließen einer Halteeinheit eingerichtet ist. Die
JP 2010-149 224 A offenbart eine weitere Roboterhand, die zur Behandlung eines Werkstücks unter Verwendung einer luftbetätigten Absorptionseinheit eingerichtet ist.
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Des Weiteren offenbart die
JP 2012-218 084 A (eingereicht als
JP 2011-083 685 ) eine Servohand, die einen Doppelwellenaufbau aufweist, in dem eine erste Welle mit einem ersten Stift koaxial zu einer zweiten Welle mit einem zweiten Stift vorgesehen ist. Die Servohand ist somit eingerichtet, Drehpositionen der ersten und zweiten Stifte hinsichtlich einer Achse der ersten und zweiten Wellen zu verändern und dadurch das Werkstück zu halten und loszulassen.
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Ein Werkstück kann beträchtlich aufgeheizt werden als Ergebnis seiner Bearbeitung durch spezifische Bearbeitungsmaschinen, wie Pressmaschinen und Schmiedemaschinen. In der Roboterhand, die in der
JP 2010-005 732 A offenbart ist, ist der Servomotor nahe der Halteeinheit angeordnet. Demgemäß, wenn das Werkstück aus der vorstehend beschriebenen spezifischen Bearbeitungsmaschine zu entnehmen ist, oder wenn das Werkstück stark erhitzt wird, wird der Servomotor thermisch beeinflusst, was zu einer Herabminderung seiner Standzeit führen kann. Zudem, da die luftbetätigte Absorptionseinheit, die in der
JP 2010-149 224 A offenbart ist, einen niedrigen Wärmewiderstand aufweist, ist es schwierig, diese Absorptionseinheit in einer Hochtemperaturumgebung zu verwenden.
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In der
JP 2012-218 084 A (eingereicht als
JP 2011-083 685 ) ist es zulässig, den Servomotor von den ersten und zweiten Stiften um einen Abstand zu beabstanden, der durch die Längen der ersten und zweiten Wellen definiert ist. Demgemäß ist es möglich, zu verhindern, dass der Servomotor thermisch beeinflusst wird, selbst wenn sich das Werkstück bei einer hohen Temperatur befindet.
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In einem derartigen Doppelwellenaufbau in dem Zusammenhang der Servohand, der in der
JP 2010-083 685 A beschrieben ist, muss jedoch ein Auflager, das zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle vorgesehen ist, bei dem distalen Ende der Servohand platziert werden. Folglich, wenn die Servohand der
JP 2010-083 685 A in den Hochtemperaturbereich bewegt wird, kann das Auflager aufgrund der thermischen Wirkungen innerhalb des Bereichs herabgemindert werden.
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Aus dem Dokument
EP 0 272 205 A1 ist ein Werkzeug für einen Roboter bekannt, bei dem drehbare Wellen als Verbindungsteil zwischen einem Antrieb und einem Greifer vorgesehen und innerhalb eines Rohrkörpers gelagert sind.
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Aus dem Dokument
DE 10 2005 033 733 A1 ist ferner ein Greiferwerkzeug für einen Roboter zum Aufnehmen und Positionieren eines Werkstücks mittels einer Greifervorrichtung bekannt, wobei die Greifervorrichtung mit einer Ausgleichsvorrichtung verbunden und durch diese entlang einer geraden Linie beweglich ist.
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Deshalb besteht eine Aufgabe der Erfindung, die in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme angefertigt wurde, in einem Bereitstellen einer Roboterhand, die in der Lage ist, ein Werkstück ohne Fehlfunktion selbst in einem Hochtemperaturbereich zu behandeln.
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Kurzfassung der Erfindung
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Gemäß der Erfindung werden Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt. Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
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Vorzugsweise wird gemäß einem ersten Beispiel eine Roboterhand vorgesehen, die (a) eine äußere Sektion, die eingerichtet ist, immer außerhalb eines Hochtemperaturbereichs zu bleiben, und (b) eine Eintrittssektion umfasst, die eingerichtet ist, um in den Hochtemperaturbereich einzutreten. Die äußere Sektion umfasst (i) eine Basiseinheit, die an ein Frontende eines Roboterarms angefügt ist, (ii) eine Antriebseinheit, die an die Basiseinheit angefügt ist, und (iii) ein proximales Endlager, das konfiguriert ist, um nahe proximale Endabschnitte einer Vielzahl von Wellen zu lagern, die mit der Antriebseinheit verbunden sind.
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Die Eintrittssektion umfasst (i) vorzugsweise einen Rahmen, der sich von der Basiseinheit erstreckt und zwischenliegende Abschnitte der Wellen abdeckt, (ii) ein distales Endlager, das in dem Rahmen vorgesehen ist und konfiguriert ist, um nahe distale Endabschnitte der Wellen zu lagern, und (iii) Halteeinheiten, die jeweils an jede der entsprechenden Wellen angefügt sind und konfiguriert sind, um ein Werkstück zu halten.
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Das proximale Endlager ist vorzugsweise konfiguriert, um die Wellen über Auflager zu lagern. Das distale Endlager umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Lagerlöchern, von denen jedes größer als der Außendurchmesser von jeder der entsprechenden Wellen ist. Die Wellen werden vorzugsweise jeweils in jedes der entsprechenden Lagerlöcher eingefügt.
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Das Werkstück wird vorzugsweise durch und von den Halteeinheiten gehalten und freigegeben durch Veranlassen der Antriebseinheit, die Wellen anzutreiben, und um dadurch die Halteeinheiten zu öffnen und zu schließen.
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Gemäß einem zweiten Beispiel wird vorzugsweise eine Roboterhand vorgesehen, die (a) eine äußere Sektion, die eingerichtet ist, um immer außerhalb eines Hochtemperaturbereichs zu bleiben, und (b) eine Eintrittssektion umfasst, die eingerichtet ist, um in den Hochtemperaturbereich einzutreten.
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Die äußere Sektion umfasst vorzugsweise (i) eine Basiseinheit, die an ein Frontende eines Roboterarms angefügt ist, (ii) eine lineare Bewegungsführeinheit, die an die Basiseinheit angefügt ist, (iii) eine Gleitereinheit, die an die lineare Bewegungsführeinheit angefügt ist, (iv) eine erste Antriebseinheit, die konfiguriert ist, um die Gleitereinheit linear entlang der linearen Bewegungsführeinheit zu bewegen, (v) eine zweite Antriebseinheit, die an die Gleitereinheit angefügt ist, und (vi) ein proximales Endlager, das konfiguriert ist, um nahe proximale Endabschnitte einer Vielzahl von Wellen zu lagern, die mit der zweiten Antriebseinheit verbunden ist.
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Die Eintrittssektion umfasst vorzugsweise (i) einen Rahmen, der sich von der Basiseinheit erstreckt und zwischenliegende Abschnitte der Wellen abdeckt, (ii) ein distales Endlager, das in dem Rahmen vorgesehen ist und konfiguriert ist, um distale Endabschnitte der Wellen zu lagern, und (iii) Halteeinheiten, von denen jede an jede der entsprechenden Wellen angefügt ist und konfiguriert ist, um ein Werkstück zu halten.
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Das proximale Endlager ist vorzugsweise konfiguriert, um die Wellen über Auflager zu lagern. Das distale Endlager umfasst eine Vielzahl von Lagerlöchern, die größer als der Außendurchmesser der Welle sind, so dass die Wellen jeweils in jedes der entsprechenden Lagerlöcher eingefügt werden.
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Die Halteeinheiten sind vorzugsweise konfiguriert, um vorwärts und rückwärts bewegt zu werden durch Veranlassen der ersten Antriebseinheit, die Gleitereinheit entlang der linearen Bewegungsführeinheit zu bewegen, und sind vorzugsweise konfiguriert, um durch die zweite Antriebseinheit angetrieben zu werden und dadurch derart geöffnet und geschlossen zu werden, dass das Werkstück von den Halteeinheiten gehalten und freigegeben wird.
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Gemäß einem dritten Beispiel ist die Antriebseinheit in der ersten Ausgestaltung vorzugsweise ein Servomotor.
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Gemäß einem vierten Beispielsind die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit in der zweiten Ausgestaltung vorzugsweise Servomotoren.
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Gemäß einem fünften Beispielwird der Servomotor in dem dritten oder vierten Beispieldurch die Steuereinrichtung des Roboters gesteuert.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele und der beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher werden.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Systems, das einen Roboter einschließt, der eine Roboterhand gemäß der Erfindung umfasst;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Roboterhand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Basiseinheit, die in 2 gezeigt ist;
- 4 eine Querschnittsansicht eines proximalen Endlagers, das in 3 gezeigt ist;
- 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Halteeinheit, die in 2 gezeigt ist;
- 6 eine Querschnittsansicht eines distalen Endlagers, das in 5 gezeigt ist;
- 7 eine perspektivische Ansicht einer Roboterhand gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 8 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines Systems zeigt, das einen Roboter einschließt, der die Roboterhand gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst.
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Ausführliche Beschreibung
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Beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. In den nachfolgenden Zeichnungen sind die gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen den gleichen oder ähnlichen Elementen zugewiesen. Zum besseren Verständnis der Erfindung sind die Zeichnungen nach Bedarf skaliert.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems, das einen Roboter einschließt, der einen Roboter gemäß der Erfindung umfasst. Das in 1 gezeigte System umfasst den Roboter 4, einen Hochofen 3 und eine Steuereinrichtung 2, die konfiguriert ist, um den Roboter 4 und den Hochofen 3 zu steuern. Der Roboter 4 kann konfiguriert werden, zum Beispiel als ein sechsachsiger vertikalgelenkiger Roboter. Es ist jedoch ebenso fassbar, dass der Roboter 4 aus anderen Robotern mit unterschiedlichen Aufbauten stammt (bzw. aus diesen ausgewählt wird). Zudem ist eine Unterbringungseinheit 8 nahe dem Hochofen 3 zur Unterbringung in sich eines Werkstücks W vorgesehen, das durch den Hochofen 3 erhitzt wurde.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Roboterhand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Roboterhand 10, die in 2 gezeigt ist, ist an ein Frontende eines Roboterarms 9 des Roboters 4 angefügt, der in 1 gezeigt ist.
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Im Einzelnen ist der Roboterarm 9 mit der oberen Oberfläche einer Basiseinheit 18 der Roboterhand 10 verbunden. Wie in der Figur gezeigt, ist ein Servomotor 19 bei einem Ende der Basiseinheit 18 vorgesehen. Es ist ebenso eine Vielzahl von Wellen vorgesehen, die parallel zueinander verlaufen, zum Beispiel zwei Wellen 11, 12, deren proximale Enden mit dem Servomotor 19 über (nicht gezeigte) Räder verbunden werden können. Die zwei Wellen 11, 12 erstrecken sich durch ein proximales Endlager 20, das bei dem anderen Ende der Basiseinheit 18 vorgesehen ist, in einen Rahmen 15.
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Wie aus 2 ersichtlich, erstreckt sich der Rahmen 15 parallel zu den Wellen 11, 12, so dass die Wellen 11, 12 in Umfangsrichtung durch den Rahmen 15 bedeckt sind. Demgemäß spielt der Rahmen 15 eine Rolle bei dem Schutz der Wellen 11, 12 vor einer Umgebung, in der sie verweilen, zum Beispiel vor (einem Einfluss durch) einem(/n) Hochtemperaturbereich. Alternativ kann der Rahmen 15 eine andere Form annehmen, solange ein proximales Endlager 20, das nachstehend beschrieben werden wird, vorgesehen wird.
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Wie in der Figur gezeigt, ist der Rahmen 15 kürzer als die Wellen 11, 12. Demgemäß erstrecken sich die distalen Enden der Wellen 11, 12 durch ein distales Endlager 30, das bei dem distalen Ende des Rahmens 15 vorgesehen ist und somit von dem Rahmen 15 übersteht. Das distale Endlager 30 wird nachstehend beschrieben werden.
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Wie in 2 gezeigt, sind Halteeinheiten 13, 14 jeweils bei den distalen Enden der Wellen 11, 12 vorgesehen. Die Halteeinheiten 13, 14 erstrecken sich im Wesentlichen lotrecht zu den Wellen. Die Halteeinheiten 13, 14 sind mit den Wellen 11, 12 einstückig veranlagt. Demgemäß, wenn die Wellen 11, 12 durch den Servomotor 19 in wechselseitig entgegen gerichteten Richtungen gedreht werden, drehen sich die Halteeinheiten 13, 14 bezüglich der Wellen 11, 12, so dass den Halteeinheiten 13, 14 erlaubt wird, geöffnet und geschlossen zu werden, und somit das Werkstück W durch die Halteeinheiten 13, 14 gehalten und losgelassen wird. Die Halteeinheiten 13, 14 mit anderen Aufbauten oder anderen Formen können ebenso an die distalen Enden der Wellen 11, 12 angefügt werden. Zudem können die Wellen mit gegenseitig verschiedenen Durchmessern koaxial angeordnet werden.
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Wie aus 2 ersichtlich, bilden die Halteeinheiten 13, 14, der Rahmen 15 und das distale Endlager 30 eine Hochtemperaturbereichseintrittssektion 10a (nachstehend einfach als eine „Eintrittssektion“ bezeichnet). Die Eintrittssektion 10a ist eine Sektion, die während des Betriebs des Roboters 4 in den Hochtemperaturbereich eintreten kann, zum Beispiel in das Innere des Hochofens 3. Demgegenüber bilden die Basiseinheit 18, der Servomotor 19 und das proximale Endlager 20 eine Sektion 10b, die nicht in den Hochtemperaturbereich eintritt (nachstehend einfach als eine „äußere Sektion“ bezeichnet). Die äußere Sektion 10b ist die andere Sektion, die nicht in den Hochtemperaturbereich während des Betriebs des Roboters 4 eintritt, sondern immer außerhalb des Hochofens 3 und beabstandet von dem Hochofen 3 um einen vorbestimmten Abstand oder weiter verbleibt.
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3 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Basiseinheit, die in 2 gezeigt ist, und 4 zeigt eine Querschnittsansicht des proximalen Endlagers, das in 3 gezeigt ist. Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst das proximale Endlager 20 eine Endplatte 25, die sich lotrecht zu der Basiseinheit 18 bei dem Frontende der Basiseinheit 18 erstreckt. Durchgangslöcher sind in der Endplatte 25 bei Orten jeweils entsprechend den Wellen 11, 12 ausgebildet, und Auflager 21, 22 sind jeweils in den Durchgangslöchern vorgesehen.
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Demgemäß, wie aus 2 und 3 ersichtlich, werden die Wellen 11, 12 jeweils durch die Auflager 21, 22 der Endplatte gelagert. Somit sind die Wellen 11, 12 jeweils nahe ihren proximalen Endabschnitten in und durch die Auflager 21, 22 drehbar gelagert.
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5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Halteeinheit, die in 2 gezeigt ist, und 6 zeigt eine Querschnittsansicht des distalen Endlagers, das in 5 gezeigt ist. Wie in 5 gezeigt, umfasst das distale Endlager 30 eine Endplatte 35, die derart angeordnet ist, dass das Frontende des Rahmens 15 durch die Endplatte 35 geschlossen wird. Wie in 6 gezeigt, sind Durchgangslöcher in der Endplatte 35 bei Orten jeweils entsprechend den Wellen 11, 12 vorgesehen. Zudem sind röhrenförmige Körper 31, 32 jeweils in den Durchgangslöchern angeordnet.
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Wie aus 6 ersichtlich, sind die Innendurchmesser der röhrenförmigen Körper 31, 32 hinreichend größer als die Außendurchmesser der Wellen 11, 12, so dass die Wellen 11, 12 jeweils in die röhrenförmigen Körper 31, 32 eingefügt werden. Zudem sind Längen der röhrenförmigen Körper 31, 32, die entlang der Achsen der röhrenförmigen Körper 31, 32 definiert sind, hinreichend groß zum Lagern der Wellen 11, 12 und sind typischerweise größer als die Dicke der Endplatte 35. Des Weiteren, wie in 6 gezeigt, verweilen die röhrenförmigen Körper 31, 32 jeweils größtenteils in dem Rahmen 15. Demgemäß sind lediglich eine Enden der röhrenförmigen Körper 31, 32 von außen erkennbar. Anhand eines derartigen Aufbaus und einer solchen Anordnung sind die Wellen 11, 12 jeweils in und durch die röhrenförmigen Körper 31, 32 gelagert und können in diesen gedreht werden. Anstelle des Vorsehens der röhrenförmigen Körper 31, 32 können die Wellen 11, 12 jeweils direkt in die Durchgangslöcher der Endplatte 35 eingefügt werden.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der Servomotor 19 und die Halteeinheiten 13, 14 der Roboterhand 10 miteinander durch die Wellen 11, 12 verbunden. Somit ist der Servomotor 19 von den Halteeinheiten 13, 14 um die Länge der Wellen 11, 12 beabstandet. Demgemäß wird der Servomotor 19 nicht thermisch beeinflusst, selbst wenn die Eintrittssektion 10a der Roboterhand 10 zum Beispiel in den Hochtemperaturbereich des Hochofens 3 eintritt. Somit ist es möglich, das Werkstück W stabil zu behandeln, selbst in dem Hochtemperaturbereich, ohne eine Fehlfunktion des Servomotors 19 zu verursachen.
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Des Weiteren, in dem ersten Ausführungsbeispiel, sind die proximalen Endabschnitte der Wellen 11, 12 jeweils durch die Auflager 21, 22 des proximalen Endlagers 20 gelagert. Im Gegensatz dazu werden die distalen Endabschnitte der Wellen 11, 12 lediglich in die röhrenförmigen Körper 31, 32 des distalen Endlagers 30 eingefügt oder in die Lagerlöcher. Es ist mit anderen Worten möglich, die Auflager zu beseitigen, die andernfalls nahe distalen Endabschnitten der Wellen 11, 12 vorgesehen sind. In der Erfindung liegen keine Auflager nahe dem distalen Endabschnitt der Wellen 11, 12 vor. Demgemäß, selbst wenn die distalen Endabschnitte der Wellen 11, 12 in den Hochtemperaturbereich eintreten, ist es möglich, eine Lösung für das Problem vorzusehen, das im Stand der Technik aufgefunden wurde, d.h. ein thermisch verursachter Schaden an den Auflagern nahe dem distalen Endabschnitt der Wellen 11, 12.
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Zudem, da der Servomotor 19 verwendet wird, können die Halteeinheiten 13, 14 leicht positioniert werden und können eine gewünschte Stellung einnehmen. Demgemäß ist es in der Erfindung ebenso möglich, das Werkstück W schnell zu halten abhängig von der Größe des Werkstücks W und dadurch die Zeit zu verringern, die für den Betrieb in dem Hochtemperaturbereich erforderlich ist.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Roboterhand gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in 7 gezeigt, ist angedacht, dass die Roboterhand 10' ebenso über die obere Oberfläche einer Basiseinheit 18 mit dem Frontende des Roboterarms 9 verbunden ist. Des Weiteren ist ein erster Servomotor 19a bei einem Ende der Basiseinheit 18 vorgesehen.
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Wie in der Figur gezeigt, sind zwei lineare Bewegungsführeinheiten 17, die parallel zueinander verlaufen, auf der unteren Oberfläche der Basiseinheit 18 vorgesehen. Die lineare Bewegungsführeinheiten 17 erstrecken sich in der Längsrichtung der Roboterhand 10'. Des Weiteren ist eine Gleitereinheit 16 vorgesehen, die gleitbar im Eingriff mit den linearen Bewegungsführeinheiten 17 steht. Durch Antreiben des ersten Servomotors 19a bewegt sich die Gleitereinheit 16 vorwärts und rückwärts entlang der linearen Bewegungsführeinheiten 17.
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Wie in 7 gezeigt, ist ein zweiter Servomotor 19b bei einem Ende der Gleitereinheit 16 angeordnet. Es ist eine Vielzahl von Wellen vorgesehen, die parallel zueinander verlaufen, zum Beispiel zwei Wellen 11, 12, deren proximale Enden mit dem zweiten Servomotor 19b über ein (nicht gezeigtes) Rad verbunden werden können. Diese zwei Wellen 11, 12 erstrecken sich in einem Rahmen 15 durch ein proximales Endlager 20, das bei dem anderen Ende der Gleitereinheit 16 vorgesehen ist. Der Rahmen 15 weist den gleichen oder einen ähnlichen Aufbau wie jenen auf, der unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde, so dass dessen Beschreibung hier ausgelassen wird.
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Auf die gleiche oder ähnliche Weise, die vorstehend beschrieben wurde, erstrecken sich die distalen Enden der Wellen 11, 12 durch das distale Endlager 30, das bei dem Frontende des Rahmens 15 vorgesehen ist, und stehen somit von dem Rahmen 15 über. Des Weiteren sind die Halteeinheiten 13, 4, die die gleichen oder ähnliche Elemente wie in dem vorstehend beschriebenen Beispiel sind, jeweils bei den distalen Enden der Wellen 11, 12 vorgesehen. Wenn die Wellen 11, 12 durch den zweiten Servomotor 19b in gegenseitig umgekehrten Richtungen gedreht werden, drehen sich die Halteeinheiten 13, 14 bezüglich der Wellen 11, 12, so dass die Halteeinheiten 13, 14 geöffnet und geschlossen werden können, und somit das Werkstück W durch die Halteeinheiten 13, 14 gehalten und losgelassen wird. Das proximale Endlager 20 und das distale Endlager 30 weisen jeweils die gleichen oder ähnlichen Aufbauten wie in dem vorstehend beschriebenen Beispiel auf.
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Wie aus 7 ersichtlich, in dem zweiten Ausführungsbeispiel, bilden die Halteeinheiten 13, 14, der Rahmen 15 und das distale Endlager 30 die Eintrittssektion 10a. Demgegenüber bilden die Basiseinheit 18, die lineare Bewegungsführeinheit 17, die Gleitereinheit 16, der erste Servomotor 19a und der zweite Servomotor 19b und das proximale Endlager 20 die äußere Sektion 10b.
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Ähnliche Wirkungen, wie in dem vorstehend beschriebenen Beispiel beschrieben, können durch das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung erlangt werden. Zudem kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Gleitereinheit 16 entlang der linearen Bewegungsführeinheit 17 in Bezug auf die Basiseinheit 18 gleiten. Demgemäß können die Halteeinheiten 13, 14 weiter vorwärts um den Abstand bewegt werden, der durch die Länge der Basiseinheit 18 definiert ist.
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Dieser Aufbau ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Temperatur in dem Hochtemperaturbereich merklich hoch ist, wie in dem Hochofen 3. Demgemäß ist es möglich, noch weiter zu verhindern, dass der erste Servomotor 19a und der zweite Servomotor 19b thermisch beeinflusst werden. Zudem, mittels des ersten Servomotors 19a, ist es für die Eintrittssektion 10a der Roboterhand 10' möglich, in den Hochtemperaturbereich schneller einzutreten, und sich schneller aus dem Hochtemperaturbereich herauszubewegen.
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8 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Systems zeigt, das den Roboter einschließt, der die Roboterhand gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst. Nachfolgend ist der Betrieb des Systems beschrieben, der den Roboter umfasst, der die Roboterhand 10' umfasst unter Bezugnahme auf 1, 7 und 8. Ein Programm zur Durchführung des Betriebs, der in 8 gezeigt ist, kann ebenso in der Steuereinrichtung 2 gespeichert und durch die Steuereinrichtung 2 ausgeführt werden.
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In dem Schritt S11 gemäß 8 wird der Roboter 4 derart betrieben, dass die Roboterhand 10', die an den Roboterarm 9 angefügt ist, bewegt wird, bis sie sich vor dem Hochofen 3 befindet. Des Weiteren, in dem Schritt S12, wird die Roboterhand 10' bei einer vorbestimmten Bereitschaftsposition platziert. Danach, in dem Schritt S13, wird beurteilt, ob eine Tür des Hochofens 3 geöffnet ist oder nicht. Wenn beurteilt wird, dass die Tür geöffnet ist, geht der Prozess zu Schritt S14 über. Wenn die Tür nicht geöffnet ist, geht der Prozess zurück zu Schritt S12, und die Roboterhand 10' wird wieder in der Bereitschaftsposition für eine vorbestimmte Zeit platziert.
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In dem Schritt S14 wird der erste Servomotor 19a derart angetrieben, dass die Gleitereinheit 16 hin zu der distalen Seite entlang der linearen Bewegungsführeinheit 17 bewegt wird. Die maximale Bewegungsdistanz der Gleitereinheit 16 kann abhängig von den Längen der Basiseinheit 18 und der linearen Bewegungsführeinheit 17 definiert werden. Wenn die Gleitereinheit 16 um eine gewünschte Distanz bewegt ist, dann lässt der Roboter 4 in dem Schritt S15 die Roboterhand 10' sich dem Werkstück W nähern. Wenn die Halteeinheiten 13, 14 der Roboterhand 10' dem Werkstück W hinreichend nahe sind, das sich in dem Hochofen 3 aufhält, dann geht der Prozess zu Schritt S16 über.
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In dem Schritt S16 wird der zweite Servomotor 19b derart angetrieben, dass die Wellen 11, 12 in gegenseitig umgekehrten Richtungen gedreht werden, was die Halteeinheiten 13, 14 veranlasst, das Werkstück W in dem Hochofen 3 zu halten. Danach wird der erste Servomotor 19a angetrieben, während das Werkstück W gehalten bleibt (durch die Halteeinheiten 13, 14), so dass die Gleitereinheit 16 hin zu der proximalen Seite entlang der linearen Bewegungsführeinheit 17 bewegt wird (Schritt S17). Danach, in Schritt S18, wird die Roboterhand 10' wieder bei der vorbestimmten Bereitschaftsposition platziert.
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Danach, in dem Schritt S19, wird beurteilt, ob die Halteeinheiten 13, 14 das Werkstück W halten oder nicht. Diese Beurteilung wird getroffen mittels eines Sensors, der vorab in der Roboterhand 10' oder dem Roboterarm 9 installiert ist, zum Beispiel ein Gewichtssensor oder ein Kraftsensor. Wenn beurteilt wird, dass das Werkstück W gehalten wird, dann geht der Prozess zu Schritt S20 über und eine Entnahme des Werkstücks W wird durchgeführt. Mit anderen Worten wird das Werkstück W in der Unterbringungseinheit 8 untergebracht, die in 1 gezeigt ist.
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Demgegenüber, wenn beurteilt wird, dass das Werkstück W nicht gehalten wird, geht der Prozess zu Schritt S21 über. In diesem Fall ist es möglich, dass das Werkstück W nicht gehalten wird oder irgendein anderes Element gehalten wird, das von dem Werkstück W verschieden ist. Demgemäß kann in Schritt S21 ein geeigneter Betrieb durchgeführt werden abhängig von den Arten der Fehlfunktion. Somit ist es möglich, zu verhindern, dass irgendwelche Elemente, die von dem Werkstück W verschieden sind, (unbeabsichtigt) in der Unterbringungseinheit 8 untergebracht werden und dadurch verhindert wird, dass der unnötige Betrieb des Roboters 3 fortgesetzt werden könnte.
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Die Servomotoren 19a, 19b sind aufgebaut, um durch die Steuereinrichtung 4 des Roboters gesteuert zu werden. Demgemäß kann der Betrieb der Roboterhand 10' mit der Achse des Roboters 4 assoziiert werden, was zu einer Verringerung in der Zeit führt, die für den Betrieb erforderlich ist. Des Weiteren, da kein Bedarf an einer Bereitstellung einer spezifischen Steuereinrichtung zur Steuerung der Servomotoren 19a, 19b für die Roboterhand 10' besteht, ist es möglich, die Roboterhand 10' kostengünstig anzubieten.
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Der Betrieb der Roboterhand 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wurde vorstehend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Die Roboterhand 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann in großem Maße auf die gleiche oder ähnliche Weise operieren, wie jene, die in 8 gezeigt ist, mit Ausnahme der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Gleitereinheit 16, die nicht stattfindet (was den Schritten S14 und S17 entspricht). Des Weiteren können die Servomotoren 19, 19a, 19b ebenso auf die gleiche oder eine ähnliche Weise geschützt werden, selbst wenn die Roboterhände 10, 10' in irgendeiner Umgebung verwendet werden, die von dem Hochtemperaturbereich verschieden ist, zum Beispiel in einer Umgebung, in der Chemikalien spritzen können.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der ersten Ausgestaltung, da die Antriebseinheit und die Halteeinheit miteinander über die Wellen verbunden sind, kann die Antriebseinheit von der Halteeinheit um die Längen der Wellen beabstandet werden. Des Weiteren, da die distalen Endabschnitte der Wellen lediglich in die Lagerlöcher des distalen Endlagers eingefügt werden, ist es möglich, das (die) Auflager zu beseitigen, das (die) andernfalls nahe einem distalen Ende der Wellen vorgesehen werden kann (können). Demgemäß können Werkstücke effizient behandelt werden, da die Eintrittssektion der Roboterhand in den Hochtemperaturbereich eintreten kann, ohne eine Fehlfunktion der Antriebseinheit zu verursachen.
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Gemäß der zweiten Ausgestaltung, da die zweite Antriebseinheit und die Halteeinheit miteinander über die Wellen verbunden sind, kann die zweite Antriebseinheit von der Halteeinheit um die Längen der Wellen beabstandet werden. Des Weiteren, da die distalen Endabschnitte der Wellen lediglich in die Lagerlöcher des distalen Endlagers jeweils eingefügt werden, ist es möglich, das (die) Auflager zu beseitigen, das (die) andernfalls nahe distalen Endabschnitten der Wellen vorgesehen werden kann (können). Im Ergebnis können die Werkstücke effizient behandelt werden, da die Eintrittssektion der Roboterhand in den Hochtemperaturbereich eintreten kann, ohne eine Fehlfunktion der zweiten Antriebseinheit zu verursachen. Des Weiteren, in der zweiten Ausgestaltung, wird die Basiseinheit, die die lineare Bewegungsführeinheit umfasst, bei dem Frontende des Roboterarms vorgesehen, und wird die Halteeinheit konfiguriert, um entlang der Gleitereinheit entlang der linearen Bewegungsführeinheit geführt zu werden. Im Ergebnis kann die Eintrittssektion der Roboterhand in den Hochtemperaturbereich schneller eintreten und kann schneller rückwärts aus dem Hochtemperaturbereich herausbewegt werden.
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Gemäß der dritten Ausgestaltung kann die Halteeinheit bereitwillig durch die Antriebseinheit positioniert werden und kann eine gewünschte Stellung einnehmen. Demgemäß ist es ebenso möglich, das Werkstück schnell zu halten abhängig von der Größe des Werkstücks, und dadurch die Zeit zu verringern, die für den Betrieb in dem Hochtemperaturbereich erforderlich ist.
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Gemäß der vierten Ausgestaltung kann die Halteeinheit bereitwillig durch die zweite Antriebseinheit positioniert werden und kann eine gewünschte Stellung einnehmen. Demgemäß ist es ebenso möglich, das Werkstück schnell zu halten abhängig von der Größe des Werkstücks, und dadurch die Zeit zu verringern, die für den Betrieb in dem Hochtemperaturbereich erforderlich ist. Des Weiteren, mittels der ersten Antriebseinheit, kann die Roboterhand in den Hochtemperaturbereich schneller eintreten und schneller rückwärts aus dem Hochtemperaturbereich schneller herausbewegt werden.
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Gemäß der fünften Ausgestaltung wird der Servomotor durch die Steuervorrichtung des Roboters angetrieben. Demgemäß ist der Betrieb der Roboterhand mit der Achse des Roboters assoziiert, was zu einer Verringerung in der Zeit führt, die für den Betrieb erforderlich ist. Des Weiteren ist es möglich, den Bedarf an einem Bereitstellen einer spezifischen Steuervorrichtung zu beseitigen, die den Servomotor für die Roboterhand steuert, was es weiter möglich macht, die Roboterhände kostengünstig anzubieten.
