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Die vorliegende Erfindung ist auf das Gebiet der Robotik und insbesondere auf eine Kompensations-Vorrichtung, welche zwischen einem Roboter und einem Roboter-Werkzeug angeordnet ist, gerichtet.
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Die
DE 35 20 562 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Sicherheitsabschaltung für maschinell bewegte Werkzeuge. Die Vorrichtung umfasst einen Schalter sowie eine Taumelplatte und ein Montagegehäuse, zwischen denen mindestens ein Federelement angeordnet ist. Dabei sind zwei einander gegenüberliegende Bolzen mit kugelförmigen Köpfen über die Außenwand der Taumelplatte und in Nuten geführt, die in der Innenwand des Montagegehäuses verlaufen.
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Die
US 4,311,224 A offenbart einen Drehmomentbegrenzer, der entlang einer gemeinsamen Achse ein drehendes Teil und ein gedrehtes Teil trägt. In einem Kopplungszylinder sind innen sich radial erstreckende Vertiefungen ausgebildet, mit denen entsprechende in einem Außenumfang einer Hülse ausgebildete Vertiefungen ausgerichtet sind. Zur Drehmomentübertragung sind in jeweils einem Paar aus einer Vertiefung des Kopplungszylinders und einer Vertiefung der Hülse Stahlkugeln angeordnet.
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Die
DD 2 43 003 A1 offenbart eine Einrichtung zur Funktionskontrolle drehbar gelagerter Bauelemente. Dabei ist ein federbelastetes und krafteinstellbares Trägerelement (Kolben) zur Aufnahme axialer Kräfte längs verschiebbar in einem Gehäuse (Zylinder) angeordnet. Mit dem Kolben ist ein Flansch fest verbunden, und der Kolben ist drehbar in einem als Zylinder ausgebildeten Grundkörper angeordnet.
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Roboter werden weithin bei industriellen Montagebandanwendungen eingesetzt, um sich wiederholende Aufgaben sehr genau ohne menschliche Betätigung, Beeinflussung oder Überwachung auszuführen. Beispielsweise werden Roboter im Allgemeinen in der Automobilindustrie eingesetzt, um zahlreiche Aufgaben, wie beispielsweise die Materialbearbeitung Punktschweißen von Automobil-Karosserien durchzuführen. Um die beachtlichen Kosten eines industriellen Roboters über zahlreiche Aufgaben zu amortisieren, ist der Roboterarm typischerweise von unterschiedlichen Gruppen von Werkzeugen getrennt, welche entfernbar an das Ende des Roboterarms angebracht werden.
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Das Roboter-Werkzeug kann auf Hindernisse treffen, wenn es seine verschiedenen Funktionen ausführt. Um sich an zahlreiche Anwendungen anzupassen, kann das Roboter-Werkzeug entworfen sein, um zu „geben” oder sich zu biegen, wodurch das Werkzeug einen beschränkten Umfang eines Bewegungsfreiraums aufweist, wenn es auf ein Hindernis trifft oder ein Moment ausübt. Diese Flexibilität wird als Nachgiebigkeit („compliance”) bezeichnet. Der Umfang der Nachgiebigkeit kann sich abhängig von dem Kontext des Einsatzes, des Roboters und/oder des Roboter-Werkzeugs ändern.
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Da ein Hindernis verschiedene Kräfte auf das Roboter-Werkzeug abhängig davon, wo die zwei in Kontakt treten, ausüben kann, ist es erstrebenswert für das Roboter-Werkzeug eine Nachgiebigkeit in verschiedenen Richtungen (z. B. in der x-, y- und z-Richtung) bereitzustellen. Da die Umgebungen, in welchen Roboter eingesetzt werden, bisweilen feindlich und unsicher für Menschen sind, ist es darüber hinaus erstrebenswert für das Roboter-Werkzeug, in der Lage zu sein, automatisch zu seiner ursprünglichen Ausgangsposition zurückzukehren oder zurückgesetzt zu werden („resetting”), wenn die Überlastbedingung nicht länger vorhanden ist, ohne dass der Mensch eingreifen muss. Daher ist es erstrebenswert für das System, in der Lage zu sein, sich selbst zurückzusetzen, unabhängig davon, ob die Überlastbedingung aufgrund einer linearen Bewegung oder einer Drehbewegung vorlag.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine Kompensations-Vorrichtung nach Anspruch 1 gerichtet, welche ausgestaltet ist, um zwischen einem Roboter und einem Roboter-Werkzeug angeordnet zu werden. Die Kompensations-Vorrichtung stellt eine Dreh-Nachgiebigkeit entlang einer oder mehrerer Achsen bereit. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 10. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Ein Aspekt der Erfindung ist auf eine Kompensations-Vorrichtung gerichtet, welche ausgestaltet ist, um zwischen einem Roboter und einem Roboter-Werkzeug angeordnet zu werden. Die Kompensations-Vorrichtung weist einen ersten Abschnitt mit einem Hohlraum auf, welcher durch eine Bodenwand und eine Seitenwand ausgebildet ist. Ein zweiter Abschnitt ist bewegbar relativ zu dem Hohlraum angeordnet und weist auf ein erstes Ende mit einem Kopf, welches schwenkend gegenüber dem ersten Abschnitt angeordnet ist, eine Werkzeugplatte, welche entfernt von dem Kopf beabstandet ist, und ein Zwischenteil, welches zwischen dem Kopf und der Werkzeugplatte angeordnet ist. Der Kopf und das Zwischenteil sind in dem Hohlraum angeordnet, und die Werkzeugplatte ist außerhalb des Hohlraums angeordnet. Ein Kolben ist in dem ersten Abschnitt angeordnet und ist axial entlang einer Achse des Hohlraumes bewegbar. Kugelteile sind zwischen dem Kolben und dem Zwischenteil angeordnet und sind relativ zu der Achse des Hohlraumes radial bewegbar. Ein Kugelkäfig ist ausgestaltet, um die Kugelteile aufzunehmen. Der Kolben ist entfernt von der Bodenwand des ersten Abschnitts vorgespannt, um die Kugelteile zu berühren und durch die Kugelteile eine radiale Kraft um das Zwischenteil herum aufzubringen, um den zweiten Abschnitt in einer Ausgangsposition anzuordnen. Der zweite Abschnitt ist weg von der Ausgangsposition bei dem Aufbringen einer äußeren Kraft auf die Werkzeugplatte schwenkbar, wobei die Kugelteile ausgestaltet sind, um weg von der Achse des Hohlraumes radial nach außen bewegt zu werden, und wobei der Kolben ausgestaltet ist, um entlang der Achse des Hohlraumes bewegt zu werden, und wobei der Kopf des zweiten Abschnitts ausgestaltet ist, um in Kontakt mit dem ersten Abschnitt zu bleiben.
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Der zweite Abschnitt kann um die Achse des Hohlraumes schwenkbar sein, wobei der erste und der zweite Abschnitt ausgestaltet sind, damit die mehreren Kugelteile an derselben axialen Position entlang des Hohlraums bleiben.
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Ein Kanal kann sich durch ein Drehlager erstrecken, welches zwischen dem ersten Abschnitt und dem Kopf des zweiten Abschnitts ausgebildet ist.
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Das Zwischenteil kann mehrere radial offene Aufnahmen aufweisen, welche jeweils ausgestaltet sind, um eines der mehreren Kugelteile aufzunehmen. Jede der Aufnahmen kann eine rückseitige Wand mit einer ersten Krümmung und gegenüberliegende Seitenwände mit einer zweiten Krümmung aufweisen, so dass die Kugelteile die Aufnahmen an den Schnittpunkten der rückseitigen Wand und der Seitenwände in der Ausgangsposition berühren.
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Die Seitenwand des Hohlraumes kann mehrere Öffnungen aufweisen, welche beabstandet sind, wobei jede der Öffnungen eines der mehreren Kugelteile aufnimmt. Die Öffnungen können ausgestaltet sein, so dass sich ein Teil der Kugelteile durch die Öffnungen in der Ausgangsposition erstreckt.
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Der Kolben kann eine kreisförmige Form aufweisen und kann sich radial um eine Außenseite der Seitenwand des Hohlraumes erstrecken.
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Ein Sensor kann an dem ersten Abschnitt angebracht sein, um zu erfassen, wenn sich der zweite Abschnitt in seiner Ausgangsposition befindet.
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Die Schwenkbewegung des zweiten Abschnitts weg von der Ausgangsposition kann zumindest eines der Kugelteile radial nach außen weg von dem Zwischenteil treiben und den Kolben nach unten in den ersten Abschnitt zwingen.
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Federn können zwischen dem ersten Abschnitt und dem Kolben angeordnet sein, um den Kolben weg von der Bodenwand und zu der Werkzeugplatte hin vorzuspannen.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf ein Verfahren zum Bewegen eines zweiten Abschnitts gerichtet, welcher eine Werkzeugplatte und ein Drehteil aufweist, welches ein Kugelgelenk und einen Drehnocken relativ zu einem ersten Abschnitt aufweist. Der zweite Abschnitt und der erste Abschnitt sind jeweils zwischen einem Roboter und einem Roboter-Werkzeug angebracht. Das Verfahren weist ein Anordnen des zweiten Abschnitts in einer Ausgangsposition relativ zu dem ersten Abschnitt auf, wobei ein sphärischer Kopf des Drehteils eine Drehfläche in dem ersten Abschnitt berührt und ein Drehlager ausbildet. Das Verfahren weist ein Berühren von Kugelteilen in dem ersten Abschnitt auf, welche sich um das Drehteil erstrecken und durch einen Kugelkäfig mit einer ersten Fläche eines Kolbens erstrecken, die sich um die Kugelteile herum erstreckt, wobei der Kolben zu der Werkzeugplatte hin vorgespannt ist. Das Verfahren weist ein Aufbringen einer radial nach innen gerichteten Kraft auf das Drehteil durch die Kugelteile und ein Ausrichten des Drehteils entlang einer ersten Achse auf. Das Verfahren weist ein Schwenken des zweiten Abschnitts um das Drehlager relativ zu dem ersten Abschnitt auf, was bewirkt, dass das Drehteil eine nach außen gerichtete radiale Kraft auf eine erste Gruppe der Kugelteile ausübt, welche in der Richtung des Drehens angeordnet sind. Das Verfahren weist ein Bewegen der ersten Gruppe der Kugelteile radial nach außen weg von der ersten Achse und ein Berühren der ersten Gruppe der Kugelteile einer zweiten Fläche des Kolbens auf, welche in einem anderen Winkel relativ zu der ersten Achse als die erste Fläche ausgerichtet ist. Das Verfahren weist ein Bewegen des Kolbens axial nach unten entlang der ersten Achse auf, da die erste Gruppe der Kugelteile die zweite Fläche berührt. Das Verfahren weist ein Verhindern einer Bewegung des Kolbens axial weiter nach unten entlang der ersten Achse und ein Verhindern einer zusätzlichen Drehbewegung des zweiten Abschnitts um das Drehlager relativ zu dem ersten Abschnitt auf.
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Das Verfahren kann auch aufweisen ein Bewegen der ersten Gruppe der Kugelteile in einen Kontakt mit einem dritten Abschnitt des Kolbens, wobei der dritte Abschnitt in einem anderen Winkel relativ zu der ersten Achse als der erste oder zweite Abschnitt ausgerichtet ist, und ein Verhindern der zusätzlichen Drehbewegung.
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Das Verfahren kann ein Berühren des Kolbens mit einem Vorsprung bzw. Anschlag in dem ersten Abschnitt und ein Verhindern, dass sich der Kolben axial weiter entlang der ersten Achse bewegt, aufweisen.
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Das Verfahren kann ein Bewegen der Kugelteile durch Öffnungen in dem Kugelkäfig aufweisen, welche zwischen dem Drehteil und dem Kolben angeordnet sind.
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Das Verfahren kann ein Aufnehmen jedes der Kugelteile in einer Aufnahme in dem Drehteil und ein Berühren jedes der Kugelteile mit einem Paar von Kontaktkanten in der Ausgangsposition aufweisen.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf eine Kompensationsvorrichtung gerichtet, welche einen ersten Abschnitt aufweist, welcher ausgestaltet ist, um an dem Roboter angebracht zu werden, und einen Hohlraum umfasst, welcher zwischen einer Bodenwand und einer Seitenwand ausgebildet ist und eine offene obere Seite aufweist, wobei sich der Hohlraum entlang einer ersten Achse erstreckt. Ein zweiter Abschnitt ist ausgestaltet, um betriebsfähig mit dem Roboter-Werkzeug verbunden zu werden. Der zweite Abschnitt weist ein längliches Teil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf, wobei das erste Ende in dem Hohlraum angeordnet ist und sich in Kontakt mit einem Drehlager, welches es ausbildet, und dem ersten Abschnitt befindet, wobei sich das zweite Ende nach außen über die Oberseite des Hohlraumes erstreckt. Der zweite Abschnitt weist auch auf eine Werkzeugplatte, welche entlang des länglichen Teils weg von dem ersten Ende beabstandet ist, und ein radiales Teil, welches entlang des länglichen Teils zwischen dem ersten Ende und der Werkzeugplatte angeordnet ist und sich in dem Hohlraum befindet, wobei das radiale Teil mehrere Aufnahmen aufweist, welche um den Umfang herum angeordnet sind, und radial nach außen zu der Seitenwand des Hohlraumes gerichtet ist. Die Vorrichtung weist auch einen Kolben auf, welcher in dem ersten Abschnitt angeordnet ist und axial entlang der ersten Achse bewegbar ist, wobei der Kolben eine Kontaktfläche aufweist, welche radial nach innen zu den Aufnahmen gerichtet ist. Die Vorrichtung weist auch Kugelteile auf, welche zwischen dem radialen Teil und dem Kolben angeordnet sind, wobei eines der Kugelteile in jeder der Aufnahmen angeordnet ist. Die Vorrichtung ist ausgestaltet, so dass der Kolben weg von der Bodenwand und zu der Werkzeugplatte hin vorgespannt ist, um die Kugelteile zu berühren und eine radiale Kraft um das längliche Teil herum auszuüben, um das längliche Teil vorzuspannen, damit es entlang der ersten Achse ausgerichtet ist.
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Der zweite Abschnitt kann relativ zu dem ersten Abschnitt bewegbar sein, um drehend um die erste Achse und um eine zweite und um eine dritte Achse nachzugeben, wobei die Achsen orthogonal aufeinander stehen, zu folgen.
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Die Vorrichtung kann auch Federn aufweisen, welche zwischen dem ersten Abschnitt und dem Kolben angeordnet sind, um den Kolben weg von der Bodenwand und zu der Werkzeugplatte hin vorzuspannen. Der Kolben kann eine kreisförmige Form aufweisen und kann entlang einem äußeren Umfang der Seitenwand des Hohlraumes angeordnet sein. Die Kontaktfläche des Kolbens kann mit einem spitzen Winkel bezüglich der ersten Achse angeordnet sein.
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Die Vorrichtung kann ausgestaltet sein, so dass eine Schwenkbewegung des zweiten Abschnitts weg von der ersten Achse zumindest eines der Kugelteile radial nach außen von der ersten Achse treibt und den Kolben nach unten in den ersten Abschnitt zwingen kann. Der Kolben kann eine zweite Kontaktfläche benachbart zu der Kontaktfläche aufweisen, welche in einem zweiten spitzen Winkel bezüglich der ersten Achse angeordnet ist, welcher größer als der spitze Winkel ist, wobei zumindest eines der Kugelteile die zweite Kontaktfläche während der Bewegung des zweiten Abschnitts weg von der ersten Achse berührt.
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Das erste Ende des länglichen Teils kann einen sphärischen Kopf aufweisen, welcher in Kontakt mit der Bodenhalterung während einer Bewegung des zweiten Abschnitts relativ zu dem ersten Abschnitt bleibt.
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Die Seitenwand des Hohlraumes kann Öffnungen aufweisen, welche jeweils von den Öffnungen beabstandet sind, die eines der mehreren Kugelteile aufnehmen, wobei sich die Kugelteile durch die Öffnungen erstrecken, wenn der zweite Abschnitt entlang der ersten Achse ausgerichtet ist.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf eine Kompensationsvorrichtung gerichtet, welche ausgestaltet ist, um zwischen einem Roboter und einem Roboter-Werkzeug angeordnet zu werden. Die Kompensationsvorrichtung weist einen ersten Abschnitt mit einem Hohlraum auf, welcher durch eine Bodenwand und eine Seitenwand ausgebildet ist. Die Vorrichtung weist auch einen zweiten Abschnitt auf, welcher in dem Hohlraum angeordnet ist und aufweist ein erstes Ende mit einem Kopf, welches drehend bzw. schwenkend gegenüber dem ersten Abschnitt angeordnet ist, eine Werkzeugplatte, welche von dem Kopf beabstandet ist, und ein Zwischenteil, welches zwischen dem Kopf und der Werkzeugplatte angeordnet ist, wobei der Kopf und das Zwischenteil in dem Hohlraum angeordnet sind, und wobei die Werkzeugplatte außerhalb des Hohlraumes angeordnet ist. Die Vorrichtung weist auch einen Kolben auf, welcher in dem ersten Abschnitt angeordnet ist und axial entlang einer Achse des Hohlraumes bewegbar ist. Die Vorrichtung weist Kugelteile auf, welche zwischen dem Kolben und dem Zwischenteil angeordnet sind und radial relativ zu der Achse des Hohlraumes bewegbar sind. Der Kolben ist weg von der Bodenwand des ersten Abschnitts vorgespannt, um die Kugelteile zu berühren und eine radiale Kraft durch die Kugelteile um das Zwischenteil herum auszuüben, um den zweiten Abschnitt in einer Ausgangsposition anzuordnen. Der zweite Abschnitt ist weg von der Ausgangsposition bei dem Aufbringen einer äußeren Kraft auf die Werkzeugplatte schwenkbar, so dass sich zumindest eines der Kugelteile radial nach außen weg von der Achse des Hohlraumes bewegt und sich der Kolben entlang der Achse des Hohlraumes bewegt, wobei der Kopf des zweiten Abschnitts in Kontakt mit dem ersten Abschnitt bleibt.
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Der zweite Abschnitt kann um die Achse des Hohlraumes herum schwenkbar sein, wobei das erste und das zweite Teil ausgestaltet sind, damit die Kugelteile an derselben axialen Position entlang des Hohlraumes verbleiben.
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Die Vorrichtung kann einen Kanal aufweisen, welcher sich durch ein Drehlager erstreckt, welches zwischen dem ersten Teil und dem Kopf des zweiten Teils ausgebildet ist, um den Durchgang von elektrischen Kabeln, Luftleitungen und anderen Betriebsmitteln zu ermöglichen.
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Das Zwischenteil kann radial offene Aufnahmen aufweisen, wobei jede ausgestaltet ist, um eines der Kugelteile aufzunehmen. Jedes der Aufnahmen kann eine rückseitige Wand mit einer ersten Krümmung und gegenüberliegende Seitenwände mit einer zweiten Krümmung aufweisen, so dass die Kugelteile die Aufnahmen an den Schnittpunkten der rückseitigen Wand und der Seitenwände in der Ausgangsposition berühren.
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Die Seitenwand des Hohlraumes kann Öffnungen aufweisen, welche voneinander beabstandet sind, wobei jede der Öffnungen eines der Kugelteile aufnimmt. Die Öffnungen können ausgestaltet sein, so dass sich ein Teil der Kugelteile durch die Öffnungen in der Ausgangsposition erstreckt.
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Der Kolben kann eine kreisförmige Form aufweisen und kann sich radial um eine Außenseite der Seitenwand des Hohlraumes erstrecken.
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Die Vorrichtung kann einen Sensor aufweisen, welcher an dem ersten Abschnitt angebracht ist, um zu erfassen, wenn sich der zweite Abschnitt in der Ausgangsposition befindet.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf eine Kompensationsvorrichtung gerichtet, welche ausgestaltet ist, um zwischen einem Roboter und einem Roboter-Werkzeug angeordnet zu werden. Die Kompensationsvorrichtung weist ein Gehäuse mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite und eine Mittelachse auf, welche sich durch die erste Seite und die zweite Seite erstreckt. Die Vorrichtung weist einen Käfig auf, welcher sich von dem Gehäuse erstreckt und nicht bewegbar relativ zu dem Gehäuse ist, wobei der Käfig eine Aufnahme aufweist, welche bezüglich der Mittelachse ausgerichtet ist. Die Vorrichtung weist auch ein Nockenteil auf, welches bewegbar an der Basis angebracht ist, wobei das Nockenteil aufweist: eine Platte, welche an der ersten Seite der Basis und nach außen über den Käfig hinaus angeordnet ist; einen Drehnocken, welcher in dem Käfig angeordnet ist und einen Mittelabschnitt mit mehreren Aufnahmen aufweist, welche radial nach außen zu dem Käfig hin offen sind; und einen Kopf, welcher auf einer gegenüberliegenden Seite des Drehnockens von der Platte angeordnet ist, wobei der Kopf einen sphärischen Abschnitt aufweist, welcher das Gehäuse berührt. Die Vorrichtung weist auch Kugelteile auf, welche zwischen dem Käfig und dem Drehnocken angebracht sind, wobei eines der Kugelteile in jeder der Aufnahmen angeordnet ist. Die Vorrichtung weist einen Kolben auf, welcher entlang der Mittelachse drehbar bzw. bewegbar ist und in einem Kontakt mit den Kugelteilen vorgespannt ist, um Kugelteile radial gegen den Drehnocken zu zwingen. Das Nockenteil wird zu einer ersten Position, welche entlang der Mittelachse ausgerichtet ist, durch die radiale Kraft, welche um den Drehnocken herum aufgebracht wird, vorgespannt. Das Nockenteil ist relativ zu dem Gehäuse und dem Käfig um die Mittelachse schwenkbar. Das Nockenteil ist relativ zu dem Gehäuse und dem Käfig schwenkbar, um die Platte weg von der Mittelachse zu bewegen, wobei der Kopf in Kontakt mit dem Gehäuse während der Schwenkbewegung bleibt.
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Der Kolben kann eine kreisförmige Form mit einer Mittelöffnung aufweisen, wobei sich der Kolben um eine Außenseite des Käfigs erstreckt.
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Ein Kanal kann sich durch ein Drehlager erstrecken, welches zwischen dem Kopf und dem Gehäuse ausgebildet ist.
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Die verschiedenen Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen können allein oder in jeder Kombination, wie es erwünscht wird, eingesetzt werden.
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1 ist eine Perspektivdarstellung einer Kompensationsvorrichtung, welche zwischen einem Roboter und einem Roboter-Werkzeug angeordnet ist.
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2 ist eine Seitenansicht einer Kompensationsvorrichtung in einer Ausgangsposition.
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3 ist eine Seitenansicht einer Kompensationsvorrichtung, welche um eine oder mehrere Achsen gekippt ist.
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4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Vorrichtung.
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5 ist eine Querschnittsdarstellung der Vorrichtung aus 1 von der Seite, wobei entlang einer Linie V-V geschnitten ist.
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6 ist eine schematische Darstellung einer Aufnahme in einem Drehnocken.
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6A ist eine schematische Darstellung einer Aufnahme in einem Drehnocken.
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7 ist eine schematische Darstellung einer Innenseite eines Kolbens, welcher mehrere unterschiedliche Abschnitte mit verschiedenen Winkelausrichtungen aufweist.
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8 ist eine Querschnittsdarstellung der Vorrichtung aus 2 von oben, wobei entlang einer Linie VIII-VIII geschnitten ist, wobei sich die Vorrichtung in ihrer Ausgangsposition befindet.
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9 ist eine Querschnittsdarstellung der Vorrichtung aus 8 von oben, welche um die z-Achse gedreht ist.
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10 ist eine Darstellung einer Vorrichtung von oben, welche um eine oder mehrere Achsen gedreht ist.
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11 ist eine Querschnittsdarstellung der Vorrichtung aus 10 von der Seite, wobei entlang einer Linie XI-XI geschnitten ist.
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12 ist eine Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung mit einem inneren Kanal und einem Kabel von der Seite.
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Die vorliegende Anmeldung ist auf eine Kompensationsvorrichtung gerichtet, welche zwischen einem Roboter und einem Roboter-Werkzeug angeordnet ist. Die Vorrichtung ermöglicht dem Werkzeug, um mehrere verschiedene Achsen drehend nachzugeben, um Kräfte aufzunehmen, welche auf das Werkzeug ausgeübt werden. Die Vorrichtung kann darüber hinaus ausgestaltet sein, um das Werkzeug in eine ursprüngliche Position oder Ausgangsposition zurückzubringen, wenn die eine oder die mehreren Kräfte von dem Werkzeug entfernt werden.
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1 stellt eine Kompensationsvorrichtung 10 dar, welche zwischen einem Roboter 100 und einem Roboter-Werkzeug 102 angeordnet ist. Die Vorrichtung 10 kann ausgestaltet sein, um direkt mit dem Werkzeug 102 verbunden zu sein. Alternativ kann die Vorrichtung 10 ausgestaltet sein, um mit einem oder mit mehreren Zwischenteilen verbunden zu sein, welche mit dem Werkzeug verbunden sind (d. h. die Vorrichtung ist indirekt mit dem Werkzeug 102 verbunden). Der Roboter 100 kann zahlreiche unterschiedliche Konfigurationen umfassen, wobei eine Ausführungsform einen Roboterarm aufweist, welcher in mehreren Richtungen bewegbar ist, um das Werkzeug 102 zu verschiedenen Stellen innerhalb eines Arbeitsbereichs zu bewegen.
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Die Vorrichtung 10 weist im Allgemeinen einen ersten Abschnitt 11, welcher mit dem Roboter 100 verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt 12, welcher mit dem Werkzeug 102 verbunden ist, auf. Der zweite Abschnitt 12 ist relativ zu dem ersten Abschnitt 11 bewegbar, damit das Werkzeug 102 Veränderungen bei seiner Positionierung annehmen kann. Wie in 1 dargestellt ist, kann sich der zweite Abschnitt 12 um die orthogonalen Achsen x, y und z relativ zu dem ersten Abschnitt 11 drehen.
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Zum Zweck dieser Anmeldung wird die Vorrichtung 10 in der in 1 dargestellten Ausrichtung beschrieben. Dabei ist der erste Abschnitt 11 relativ tiefer als oder unter dem zweiten Abschnitt 12 entlang der z-Achse angeordnet. Diese Ausrichtung gilt zur Erleichterung der Beschreibung bei der Diskussion der relativen Anordnung der verschiedenen Elemente der Vorrichtung 10. Es sei darauf hingewiesen, dass die Vorrichtung 10 in verschiedenen Ausrichtungen angeordnet werden kann, in welchen die Elemente 11, 12 an verschiedenen relativen Ausrichtungen angeordnet sind.
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1 und 2 stellen jeweils die Vorrichtung 10 in einer ursprünglichen Position oder Ausgangsposition dar. Die Vorrichtung 10 kann ausgestaltet sein, um diese Position anzunehmen, wenn keine äußeren Kräfte auf sie einwirken. Der erste und der zweite Abschnitt 11, 12 sind jeweils entlang der z-Achse ausgerichtet. Bei einer Ausführungsform weist der zweite Abschnitt 12 eine Werkzeugplatte 30 auf, welche in der Ausgangsposition gleichmäßig weg von dem ersten Abschnitt 11 beabstandet ist. Bei einer Ausführungsform weist die Werkzeugplatte 30 eine obere Seite auf, welche parallel zu einer oberen Seite 19 des ersten Abschnitts 11 in der Ausgangsposition angeordnet ist.
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3 stellt die Vorrichtung 10 in einer gekippten Ausrichtung dar, in welcher der zweite Abschnitt 12 um eine oder beide der Achsen x und y gedreht ist. Der Umfang einer Nachgiebigkeit wird durch einen Winkel ρ dargestellt, welcher sich zwischen der Oberseite der Werkzeugplatte 30 und der Oberseite 19 des ersten Abschnitts 11 ausbildet. Der Umfang einer Nachgiebigkeit kann sich verändern, wobei eine spezielle Ausführungsform den Winkel ρ bei ungefähr 13° aufweist. Die Werkzeugplatte 30 kann die Oberseite 19 des ersten Abschnitts 11 berühren oder nicht, wenn sie bei einer maximalen Nachgiebigkeit angeordnet ist. In ähnlicher Weise ist die Vorrichtung 10 in der Lage, Kräfte zu kompensieren, welche eine Bewegung um die z-Achse bewirken. Bei einer Ausführungsform ist der zweite Abschnitt 12 in der Lage, um sich um 18° jeweils in einer ersten und zweiten Richtung um die z-Achse zu drehen.
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Die Vorrichtung 10 ist ausgestaltet, um gleichzeitig um die Achsen x, y und z nachzugeben. Bei einer Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 ausgestaltet, um zu verhindern, dass sich der zweite Abschnitt 12 seitlich (z. B. in der x-y-Ebene) relativ zu dem ersten Abschnitt 11 während der Drehbewegung bewegt. Bei einer Ausführungsform ist der Umfang einer Kraft, welche erforderlich ist, um den zweiten Abschnitt 12 relativ zu dem ersten Abschnitt 11 zu bewegen, für jede der Achsen x, y, z derselbe.
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Die verschiedenen Elemente der Vorrichtung 10 sind in 4 und 5 dargestellt. 4 umfasst eine Explosionsdarstellung, und 5 ist eine Querschnittsdarstellung der Vorrichtung 10 in der Ausgangsposition. Der erste Abschnitt 11 weist ein Gehäuse 20 und einen Kugelkäfig 70 auf, und der zweite Abschnitt 12 weist die Werkzeugplatte 30, einen Drehnocken 50 und ein Kugelgelenk 40 auf. Der erste Abschnitt 11 bildet einen Hohlraum mit einem geschlossenen Boden und einer offenen Oberseite. Der zweite Abschnitt 12 ist in dem Hohlraum angeordnet und weist eine Länge auf, so dass die Werkzeugplatte 30 außerhalb des Hohlraumes angeordnet ist. Der erste Abschnitt 11 ist fest mit dem Roboter 100 verbunden, wobei der zweite Abschnitt 12 relativ bewegbar ist, um das zugeordnete Werkzeug 102 in verschiedenen Positionen zu positionieren.
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Das Gehäuse 20 ist ausgestaltet, um an dem Roboter 100 angebracht zu werden und kann eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, welche Befestigungsmittel für das Anbringen aufnehmen. Das Gehäuse 20 weist auch eine Innenwand 21 auf, welche sich um einen Mittelabschnitt 23 erstreckt und diesen abgrenzt. Das Gehäuse 20 weist auch einen Kanal 22 auf, welcher sich um die Innenwand 21 erstreckt, welche eine Anzahl von Spiralfedern 64 hält. Der Kanal 22 kann einen Vorsprung bzw. Anschlag 27 aufweisen. Bei einer Ausführungsform ist der Anschlag 27 ausgebildet, indem der Kanal 22 einen größeren oberen Abschnitt zu dem offenen Ende und einen kleineren unteren Abschnitt zu dem geschlossenen Boden aufweist.
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Einen Drehaufsatz 25 ist an dem Mittelabschnitt 23 angeordnet. Der Drehaufsatz 25 weist eine Vertiefung oder Öffnung 26 auf, welche nach innen in dem Mittelabschnitt 23 offen ist. Der Drehaufsatz 25 und das Gehäuse 20 können als ein einziges Stück ausgebildet sein, oder der Drehaufsatz 25 kann als ein getrenntes Stück vorhanden sein, welches durch Befestigungsmittel 99 an dem Gehäuse 20 angebracht ist.
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Der Kugelkäfig 70 ist nicht bewegbar an dem Gehäuse 20 angebracht. Der Kugelkäfig 70 weist Seitenwände 77 auf, welche sich um ein offenes Inneres 74 herum erstrecken und dieses ausbilden. Der Kugelkäfig 70 weist ein erstes Ende 71, welches zu dem Gehäuse 20 angeordnet ist, und ein zweites Ende 72, welches in einer entgegengesetzten Richtung gerichtet ist, auf. Das erste Ende 71 ist in dem Mittelabschnitt 23 der Basis 21 angeordnet. Die Außenseite der Seitenwände 77 des Kugelkäfigs 70 sind zu der Wand 21 des Gehäuses 20 gerichtet und können diese berühren. Bei einer Ausführungsform, wie sie in 5 dargestellt ist, stößt das erste Ende 71 gegen den Drehaufsatz 25 an. Wie weiter in 5 dargestellt ist, kann der Kugelkäfig 70 an dem Gehäuse 20 mit Befestigungsmitteln 99 befestigt sein.
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Der Kugelkäfig 70 weist auch Öffnungen 75 auf, welche sich durch die Seitenwände 77 in der Nähe zu dem zweiten Ende 72 erstrecken. Die Öffnungen 75 sind beabstandet um die Seitenwände 77 herum, wobei die Gesamtzahl der Öffnungen 75 abhängig von dem Einsatz variiert. Bei einer Ausführungsform weist der Kugelkäfig 70 sechs Öffnungen 75 auf. Jede der Öffnungen 75 weist dieselbe Größe und dieselbe Form auf.
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Der zweite Abschnitt 12 der Vorrichtung 10 erstreckt sich in den Kugelkäfig 70 und das Gehäuse 20. Der Teil des zweiten Abschnitts 12, welcher in dem Kugelkäfig 70 und dem Gehäuse 20 angeordnet ist, weist das Kugelgelenk 40 und den Drehnocken 50 auf.
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Das Kugelgelenk 40 weist eine längliche Form auf, wobei ein erstes Ende einen sphärischen Kopfabschnitt 41 aufweist. Der sphärische Kopfabschnitt 41 sitzt gegen den Drehaufsatz 25, wobei ein Drehlager ausgebildet wird. Das Drehlager zwischen diesen Elementen wird während der verschiedenen Bewegungen des ersten und des zweiten Abschnitts 11, 12 aufrechterhalten.
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Der Drehnocken 50 weist ein erstes Ende 57 mit einer Aufnahme 43 auf, welche ein zweites Ende 42 des Kugelgelenks 40 aufnimmt. Die Aufnahme 43 kann sich durch einen begrenzten Abschnitt des Drehnockens 50 erstrecken oder kann sich durch den gesamten Drehnocken erstrecken, wie es in 5 dargestellt ist. Ein zweites Ende 58 des Drehnockens 50 ist ausgestaltet, um mit der oberen Platte 30 verbunden zu sein. Der Drehnocken 50 kann darüber hinaus Vorsprünge 51 aufweisen, welche sich radial von einem radialen Mittelabschnitt nach außen erstrecken. Die Vorsprünge 51 sind gleichmäßig um den äußeren Umfang herum beabstandet. Die Vorsprünge 51 bilden Aufnahmen 52 aus, welche jeweils ausgestaltet sind, um eines der Kugelteile 60 aufzunehmen. Wie es in 4 und 6 dargestellt ist, weist jede der Aufnahmen 52 eine rückseitige Fläche 53 und gegenüberliegende Außenflächen 54 auf. Die Flächen 53, 54 weisen verschiedene Formen auf, um ein Paar von Kontaktkanten 55 auszubilden, welche sich entlang der Höhe der Aufnahme 52 erstrecken. Die Kontaktkanten 55 berühren die Kugelteile 60, wenn sie in der Aufnahme 52 angeordnet sind, wie es in 6 dargestellt ist. Das Kugelteil 60 ist entfernt von der ersten Fläche 53 beabstandet, wenn es die Kontaktkanten 55 berührt.
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6 stellt die Seitenflächen 54 mit einer gekrümmten Form dar. Die Seitenflächen 54 können verschiedene andere Formen aufweisen, was eine im Wesentlichen gerade Form beinhaltet, aber nicht auf diese beschränkt ist. Bei einer Ausführungsform, wie sie in 6A dargestellt ist, weist die Aufnahme 52 ein Paar von geraden Seitenflächen 54 auf, wobei die Schnittpunkte der Flächen die rückseitige Fläche 53 ausbilden.
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Die obere Platte 30 ist ausgestaltet, um direkt oder indirekt mit dem Roboter-Werkzeug 102 verbunden zu werden. Die obere Platte 30 kann einen vergrößerten Flächenbereich aufweisen, um die Verbindung zu ermöglichen. Öffnungen 31 können sich durch die Platte 30 erstrecken, um Befestigungsmittel 99 aufzunehmen, um mit dem Drehnocken 50 verbunden zu werden.
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Der erste Abschnitt 11 kann darüber hinaus eine Aufsatzplatte 90 aufweisen, welche sich über das Gehäuse 20 erstreckt. Die Aufsatzplatte 90 weist eine mittige Öffnung 91 auf, durch welche sich das Kugelgelenk 40 und/oder der Drehnocken 50 erstreckt.
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Ein Kolben 80 ist in dem Inneren der Vorrichtung 10 angeordnet. Der Kolben 80 weist eine kreisförmige Form mit einer Mittelöffnung 85 auf. Der Kolben 80 weist einen Boden 81 auf, welcher durch Federn 64 gehalten wird. Der Kolben 80 weist auch eine Innenseite 82 auf, welche nach innen zu dem Kugelkäfig 70 gerichtet ist. Die Innenseite 82 weist einen ersten Abschnitt 83, einen zweiten Abschnitt 84 und ein dritten Abschnitt 85 auf. Jeder der Abschnitte 83, 84, 85 ist relativ flach. Der zweite Abschnitt 84 ist mit einem Winkel β relativ zu einer Mittellinie des Kolbens 80 ausgerichtet, und der dritte Abschnitt 85 ist mit einem Winkel Θ relativ zu der Mittellinie ausgerichtet. Der Winkel β kann einen Bereich von zwischen ungefähr 20–60° aufweisen, wobei er bei einer speziellen Ausführungsformen bei ungefähr 40° liegt. Der Winkel Θ kann einen Bereich von zwischen ungefähr 20–80° aufweisen, wobei er bei einer speziellen Ausführungsformen bei ungefähr 60° liegt. Der Kolben 80 weist auch eine Lippe bzw. einen Rand 86 bei einem zweiten Ende, welches dem Boden 81 gegenüberliegt, auf. Der Rand 86 erstreckt sich nach oben über den dritten Abschnitt und weist eine nach innen gerichtete Fläche auf, welche im Wesentlichen parallel zu der Mittellinie liegt.
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Der Kolben 80 erstreckt sich um die Außenseite des Kugelkäfigs 70, wobei die Innenseite 82 zu der Seitenwand 77 gerichtet ist. Die Federn 64 üben eine Kraft auf den Kolben 80 aus, um ihn weg von dem Gehäuse 20 zu drängen.
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Kugelteile 60 sind zwischen dem Drehnocken 50 und dem Kugelkäfig 70 angeordnet. Jedes Kugelteil 60 weist eine sphärische Form auf und ist ausgestaltet, um bei einem der Aufnahmen 52 angeordnet zu werden. Die Anzahl der Kugelteile 60 korrespondiert mit der Anzahl der Aufnahmen 52. Die Kugelteile 60 sind ausgestaltet, um sich durch die Öffnungen 75 in dem Kugelkäfig 70 zu erstrecken. Die Kugelteile 60 weisen einen Durchmesser auf, welcher kleiner als der Durchmesser der Öffnungen 75 ist. Es wird durch die Geometrie des Kolbenrandes 86 verhindert, dass die Kugelteile 60 aus den Öffnungen 75 fallen.
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Die Vorrichtung 10 ist ausgestaltet, um zu der Ausgangsposition hin vorgespannt zu sein, welche in 1, 2 und 5 dargestellt ist. Die Federn 64 sorgen für eine nach oben gerichtete Vorspannkraft auf den Kolben 80. Diese Kraft bewirkt, dass der Kolben 80 die Kugelteile 60 berührt. Der Kolben 80 ist angeordnet, so dass der zweite Abschnitt 84 der Innenseite 82 die Kugeln 60 berührt. Die Winkelausrichtung β des zweiten Abschnitts 84 und die nach oben gerichtete Kraft der Federn 64 bewirken, dass der Kolben 80 eine radial nach innen gerichtete Kraft auf die Kugeln 60 ausübt, wie es durch Pfeile A in 5 dargestellt ist. Dies positioniert die Vorrichtung 10 in der Ausgangsposition, wobei der zweite Abschnitt 12 entlang der z-Achse ausgerichtet ist. Dies positioniert die Werkzeugplatte 30 darüber hinaus in einer im Wesentlichen parallelen Ausrichtung, welche gleichmäßig weg von der Aufsatzplatte 90 beabstandet ist.
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8 stellt die Vorrichtung 10 in der Ausgangsposition dar, wobei jede der Aufnahmen 52 des Drehnockens 50 in Drehrichtung mit jeder der Öffnungen 75 in dem Kugelkäfig 70 ausgerichtet ist. Die Kugelteile 60 sind jeweils in den Aufnahmen 52 zentriert. Der Durchmesser der Kugelteile 60 und die Form der Aufnahmen 52 bewirkt, dass die Kugelteile 60 die Aufnahmen 52 an zwei Positionen entlang der Kontaktkanten 55 berühren. Darüber hinaus erstreckt sich ein Teil der Kugelteile 80 durch die Öffnungen 75 nach außen und berührt den Kolben 80. Diese Berührung des Kolbens 80 mit den Kugelteilen 60 stellt die Kraft um den Umfang des Drehnockens 50 bereit, um die Ausrichtung in dieser Ausgangsposition beizubehalten.
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Wenn eine Last auf die Werkzeugplatte 30 ausgeübt wird, wird der zweite Abschnitt 12 relativ zu dem ersten Abschnitt 11 bewegt, um drehend um eine oder mehrere der Achsen x, y und z nachzugeben. 9 stellt eine Ausführungsform dar, wobei der erste Abschnitt 12 um die z-Achse in der Richtung eines Pfeils M gedreht wird. Die Kraft, welche auf die Werkzeugplatte 30 ausgeübt wird, überwindet die Kraft, welche durch die Federn 64 ausgeübt wird, wodurch eine Bewegung des zweiten Abschnitts 12 ermöglicht wird.
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Die ausgeübte Kraft bewirkt, dass sich der Drehnocken 50 in der Richtung des Pfeils M dreht. Der Drehnocken 50 bewegt sich relativ zu den Kugelteilen 60 und dem Kugelkäfig 70. Diese Bewegung bewirkt, dass die Kugelteile 60 aus einer Ausrichtung in den Aufnahmen 52 und gegen einen Außenabschnitt des Abschnitts 54 bewegt werden. Dies bewirkt, dass die Kugelteile 60 radial nach außen weg von der z-Achse und weiter in die Öffnungen 75 bewegt werden. Diese nach außen gerichtete Bewegung der Kugelteile 60 übt eine nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben 80 aus, welche die Vorspannung der Federn 64 überwindet. Dies bewirkt weiter, dass sich die Kugelteile 60 in einen Kontakt mit dem dritten Abschnitt 85 der Innenseite 82 des Kolbens 80 bewegen. Während einer Drehung um die z-Achse bleibt der Kopf 41 des Kugelgelenks 40 in Kontakt mit dem Drehaufsatz 25.
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Der Umfang der Drehung um die z-Achse wird begrenzt, wenn sich die Kugelteile 60 gegen den Rand 86 des Kolbens 80 bewegen. Dies verhindert eine weitere radiale Bewegung der Kugelteile 60 und verhindert dadurch eine weitere Drehung des Drehnockens 50.
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Der Umfang der Drehung kann auch durch den Kolben 80 begrenzt werden, welcher eine maximal nach unten gerichtete Position erreicht. Wenn sich der Kolben 80 in dem Kanal 22 nach unten bewegt, berührt der Kolben 80 den Anschlag 27 (11). Dieser Kontakt verhindert eine weitere nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 80 entlang der z-Achse. Dies verhindert wiederum weiter eine radiale Bewegung der Kugelteile 60 nach unten weg von der z-Achse.
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Wenn die Kraft einmal von dem zweiten Abschnitt 12 entfernt wird, bringt die Kraft der Federn 64 die Vorrichtung 10 zurück in die Ausgangsposition.
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10 und 11 stellen die Vorrichtung 10 dar, welche sich um eine oder beide Achsen x und y drehen. Wie dargestellt ist, ist der zweite Abschnitt 12 um das Drehlager geschwenkt worden, welches zwischen dem Kopf 41 und dem Drehaufsatz 25 ausgebildet ist. Diese Bewegung bewirkt, dass der Drehnocken 50 eine radial nach außen gerichtete Kraft auf die Kugelteile 60 in der Kipprichtung (dargestellt als das Kugelteil 60a in 11) ausübt. Diese Kraft bewirkt, dass sich das Kugelteil 60a radial nach außen weg von der Achse z und weiter in seine Öffnung 75 in dem Kugelkäfig 70 bewegt. Diese radial nach außen gerichtete Bewegung bewirkt, dass sich das Kugelteil 60a in einen Kontakt mit dem dritten Abschnitt 85 des Kolbens 80 bewegt. Dies bewirkt, dass das Kugelteil 60a eine nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben 80 ausübt, welche die Kraft der Federn 64 überwindet und den Kolben 80 entlang der Achse z nach unten bewegt. Der Umfang der Bewegung wird durch einen Anschlag 27 in dem Kanal 22 begrenzt, welcher durch den Boden 81 des Kolbens 80 berührt wird, und/oder das Kugelteil 60a berührt den Rand 86 des Kolbens 80. Dies verhindert eine weitere nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 80 in dem Kanal 22, eine weitere radiale Bewegung des Kugelteils 60a und verhindert daher eine weitere Schwenkbewegung des zweiten Abschnitts 12.
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Die Kugelteile 60, welche entfernt von der Kipprichtung angeordnet sind (z. B. das Kugelteil 60b in 11), können frei sein, um sich in dem Bereich, welcher zwischen der Aufnahme 52 und dem Kolben 80 ausgebildet ist, zu bewegen. Dieser Bereich vergrößert sich, wenn der zweite Abschnitt 12 weg von dem Kugelteil 60b schwenkt. Die Größe des Kugelteils 60b ist jedoch groß genug, um zu verhindern, dass sich das Kugelteil 60b aus diesem Bereich entfernt.
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Wenn einmal die Kraft entfernt wird, bewirkt die Vorspannkraft, welche durch die Federn 64 aufgebracht wird, dass der zweite Abschnitt 12 zu seiner Ausgangsposition zurückkehrt.
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Bei den verschiedenen Ausführungsformen bleiben Kugelteile 60 an derselben Stelle relativ zu der z-Achse während der Bewegung des zweiten Abschnitts 12 angeordnet. Die Kugelteile 60 können sich aufgrund des Kontakts mit dem Kolben 80 und/oder dem Drehnocken 50 drehen.
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Bei den verschiedenen Winkelausrichtungen des zweiten Abschnitts 12 relativ zu dem ersten Abschnitt 11 wird ein Kugellager zwischen dem Kopf 41 des Kugelgelenks 40 und dem Drehaufsatz 25 beibehalten. Der Kopf 41 bleibt in Kontakt mit dem Drehaufsatz 25.
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Die Vorrichtung 10 ist in der Lage, gleichzeitig um jede der mehreren Achsen herum nachzugeben. Während einer Bewegung um die mehreren Achsen kann der Umfang der Bewegung um eine oder mehrere der Achsen auf einen Umfang verringert werden, welcher geringer ist, als wenn die Vorrichtung 10 um nur eine einzige Achse bewegt wird.
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Bei einer Ausführungsform ist die Kraft, welche notwendig ist, um die Werkzeugplatte 30 um jede der Achsen x, y und z zu drehen, im Wesentlichen dieselbe. Dies ist die Kraft, welche notwendig ist, um die Kraft zu überwinden, welche durch die Kugelteile 60, den Kolben 80 und die Federn 64 auf den Drehnocken 50 ausgeübt wird.
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Bei einer Ausführungsform, wie sie vorab beschrieben ist, üben die Federn 64 eine nach oben gerichtete Kraft auf den Kolben 80 aus. Bei einer anderen Ausführungsform sind eine oder mehrere Kammern zwischen der Basis 21 und dem Kolben 80 ausgebildet. Ein Fluid, wie beispielsweise Luft oder ein hydraulisches Fluid, wird in eine oder mehrere Kammern eingeführt, um anstelle der Federn 64 die Kraft auf den Kolben 80 auszuüben. Ein oder mehrere Anschlüsse können sich durch eine Außenwand der Basis 21 erstrecken und sich in Verbindung mit der einen oder den mehreren Kammern befinden, um das Fluid zuzuführen.
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Das Drehlager, welches zwischen dem Kopf 41 des Kugelgelenks 40 und dem Drehaufsatz 25 ausgebildet ist, wird während der verschiedenen Bewegungen der Vorrichtung 10 beibehalten. Bei einer Ausführungsform, wie sie in 12 dargestellt ist, erstreckt sich ein Kanal 95 durch einen Mittelabschnitt der Vorrichtung 10, was das Drehlager einschließt. Ein längliches Teil 96 kann sich durch den Kanal 95 erstrecken, um verschiedene Verbindungen zwischen dem Roboter 100 und dem Roboter-Werkzeug bereitzustellen. Beispiele der verschiedenen Typen von Kabeln 96 umfassen welche für elektrischen Strom, Signalisierung und Kommunikation, eine Betriebsmittelverbindung und ein hydraulisches Fluid, sind aber nicht auf diese beschränkt. Ein Anschlussstück 97 kann an dem Ende des Kabels 96 an der Werkzeugplatte 30 angeordnet sein, um eine Verbindung mit dem Roboter-Werkzeug 102 zu ermöglichen.
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Die verschiedenen Elemente können aus verschiedenen Materialien ausgebildet sein, was verschiedene Metalle einschließt. Bei einer Ausführungsform sind die Elemente, welche in einen Kontakt mit den Kugelteilen 60 kommen, aus einem gehärteten Stahl konstruiert. Diese Konstruktion sorgt für eine hohe Wiederholbarkeit einer Positionierung der Vorrichtung in der zentrierten Ausgangsposition und sorgt dafür, dass die Vorrichtung 10 einer hohen Anzahl von Zyklen widersteht.
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Bei einer Ausführungsform weist die Vorrichtung 10 darüber hinaus einen Sensor 65 auf, um die Ausrichtung der Platte 30 relativ zu dem Gehäuse 20 zu erfassen. Der Sensor 65 kann in der Basis 21 und/oder der Aufsatzplatte 90 angebracht sein.
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Begriffe für den relativen räumlichen Bezug, wie beispielsweise „unter”, „unterhalb”, „tiefer”, „über”, „oberhalb” usw. werden zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet, um die Anordnung eines Elements relativ zu einem zweiten Element zu erläutern. Diese Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung zusätzlich zu den verschiedenen Ausrichtungen, welche in den Figuren dargestellt sind, einschließen. Darüber hinaus werden Begriffe, wie beispielsweise „erster, erste bzw. erstes”, „zweiter, zweite, zweites” und so weiter ebenfalls eingesetzt, um verschiedene Elemente, Bereiche, Abschnitte usw. zu beschreiben und sind nicht dafür vorgesehen, um einschränkend zu wirken. Ähnliche Begriffe betreffen durchweg in der Beschreibung ähnliche Elemente.
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Die Begriffe „aufweisen”, „enthalten”, „mit”, „einschließen”, „umfassen” und Ähnliches sind offene Begriffe, welche das Vorhandensein von den beschriebenen Elementen oder Merkmalen anzeigen, aber nicht ausschließen, dass weitere Elemente oder Merkmale vorhanden sind. Die Artikel „einer”, „eine”, „eines” und „der”, „die”, „das” sollen sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, es sei denn der entsprechende Kontext zeigt anderes an.
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Die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Arten als denjenigen, welche hier dargestellt sind, ausgeführt werden, ohne von dem Umfang und den wesentlichen Merkmalen der Erfindung abzuweichen. Die dargestellten Ausführungsformen sind daher in allen Belangen als darstellend und nicht als einschränkend zu betrachten, und alle Änderungen, welche in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der beigefügten Ansprüche fallen, sollen darin eingeschlossen sein.
