DE102015115965A1

DE102015115965A1 - Parallel kinematic robot and method of handling same

Info

Publication number: DE102015115965A1
Application number: DE102015115965.1A
Authority: DE
Inventors: Manuel Kollmuss; Christian Westermeier; Josef Unterseher
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2017-03-23

Abstract

Es ist ein Parallelkinematik-Roboter (10) und ein Verfahren zu dessen Handhabung offenbart. Der Roboter (10) umfasst eine Aufhängung (18), an der wenigstens zwei separat angetriebene und unabhängig voneinander bewegbare Stellarme (20) gelenkig befestigt bzw. gelagert sind. Jeder Stellarm (20) ist durch einen Oberarm (22) und einen Unterarm (24) gebildet, die gelenkig miteinander verbunden sind. Ein Manipulator (16) ist mit den Unterarmen (24) mechanisch gekoppelt, so dass durch eine Bewegung eines oder mehrerer der wenigstens zwei Stellarme (20) eine Position des Manipulators (16) vorgegeben werden kann. Die Oberarme (22) sind jeweils um ihre Längsachsen (36) verdrehbar, so dass die den Manipulator (16) haltenden Unterarme (24) den Manipulator (16) in seiner Neigung verstellen können.A parallel kinematic robot (10) and a method of handling it are disclosed. The robot (10) comprises a suspension (18) on which at least two separately driven and independently movable actuating arms (20) are articulated or mounted. Each actuator arm (20) is formed by an upper arm (22) and a lower arm (24) which are hinged together. A manipulator (16) is mechanically coupled to the forearms (24) so that a position of the manipulator (16) can be predetermined by a movement of one or more of the at least two actuating arms (20). The upper arms (22) are each about their longitudinal axes (36) rotatable so that the manipulator (16) holding the lower arms (24) can adjust the manipulator (16) in its inclination.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Parallelkinematik-Roboter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Handhabung und/oder Steuerung eines solchen Parallelkinematik-Roboters mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 11. The present invention relates to a parallel kinematic robot having the features of claim 1 and a method for handling and / or controlling such a parallel kinematic robot having the features of the independent method claim 11.

Bekannte Verpackungs- oder Palettieranlagen zum Stapeln und Palettieren von Objekten wie Paketen oder Gebinden mit mehreren Artikeln wie bspw. Getränkebehältern weisen üblicherweise Horizontalfördereinrichtungen mit Förderbändern auf, auf denen die Stückgüter oder Gebinde in ununterbrochener oder unregelmäßiger Folge zu einer Handhabungseinrichtung befördert werden. Dort erfolgt eine Verschiebung, Ausrichtung und/oder Drehen einzelner Stückgüter oder Gebinde, um diese in eine geeignete räumliche Anordnung zu bringen, die eine Basis bildet, um die Stückgüter oder Gebinde in nachgeordneten Gruppierstationen zu stapelfähigen Stückgut- oder Gebindelagen zusammenzuschieben. Known packaging or palletizing systems for stacking and palletizing objects such as packages or containers with several articles such as beverage containers usually have horizontal conveyors with conveyor belts on which the piece goods or packages are transported in uninterrupted or irregular sequence to a handling device. There is a shift, alignment and / or turning individual piece goods or containers to bring them into a suitable spatial arrangement, which forms a basis to push together the piece goods or containers in subordinate Gruppierstationen stackable piece goods or bundle layers.

In aktuellen Abfüll- und Verpackungslinien werden unterschiedliche Verfahren zum Drehen von Gebinden eingesetzt, die bspw. geeignete bewegliche Anschläge oder zwei Bänder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufweisen können. Bekannte Handhabungseinrichtungen können auch mit Greifern versehen sein, die bspw. an einem Portalsystem aufgehängt und in einem definierten Bewegungsbereich verschoben, rotiert und zudem in vertikaler Richtung bewegt werden können, um einzelne Stückgüter oder Gebinde zum Drehen und/oder Verschieben anheben zu können. Die Greifer können bspw. auch an Mehrachsroboterarmen angeordnet sein, die seitlich an den Horizontalfördereinrichtungen platziert sind. Derartige Greifvorrichtungen sind etwa aus der EP 2 388 216 A1 bekannt. In current filling and packaging lines, different methods are used for turning containers which, for example, can have suitable movable stops or two belts at different speeds. Known handling devices can also be provided with grippers, for example, suspended on a gantry system and moved in a defined range of motion, rotated and also can be moved in the vertical direction to lift individual cargo or containers for turning and / or moving. The grippers can, for example, also be arranged on multi-axis robot arms, which are placed laterally on the horizontal conveyors. Such gripping devices are approximately from the EP 2 388 216 A1 known.

Darüber hinaus gibt es weitere Handhabungseinrichtungen zum Greifen, Verschieben, Drehen und/oder Versetzen von Artikeln oder Gebinden, die auf sog. Deltarobotern oder Parallelkinematik-Robotern basieren, welche in einer dreiarmigen Ausführung auch als Tripode bezeichnet werden. Jeder der Arme eines solchen Tripods oder Deltaroboters besteht aus einem an der Basis um eine gestellfeste Schwenkachse angetrieben verschwenkbar angeordneten Oberarm und einem mit dem Oberarm und einem Koppelelement gelenkig verbundenen Unterarm. Der Unterarm ist hierbei passiv, frei von einem Antrieb zu dessen Verschwenkung gegenüber dem Oberarm oder dem Koppelelement ausgeführt. Einer oder mehrere der Unterarme können bspw. über Kugelgelenke oder andere mehrachsig bewegliche Gelenke mit den jeweils zugehörigen Oberarmen und dem Koppelelement verbunden sein. Ein solcher einzelner Unterarm ist frei schwenkbar und besitzt keine Eigenstabilität. Alle Oberarme eines Deltaroboters sind jeweils um vorzugsweise innerhalb einer gemeinsamen Ebene liegende Schwenkachsen verschwenkbar angetrieben gelagert. Drei mit dem Koppelelement und jeweils mit ihrem zugehörigen Oberarm verbundene Unterarme bilden in jeder Position ein Kraftdreieck, das sich nur bewegen lässt, wenn die drei Oberarme synchron die für sie berechneten Schwenkbewegungen um deren gestellfeste Schwenkachsen ausführen. Zwei oder mehr Schwenkachsen können parallel verlaufen; in der Regel weisen alle Schwenkachsen zwei Schnittpunkte mit anderen Schwenkachsen auf. In addition, there are other handling devices for gripping, moving, rotating and / or moving articles or containers, which are based on so-called delta robots or parallel kinematic robots, which are also referred to in a three-armed version as tripod. Each of the arms of such a tripod or delta robot consists of a driven at the base about a frame fixed pivot axis pivotally mounted upper arm and articulated to the upper arm and a coupling element connected to the lower arm. The forearm here is passive, running free of a drive to its pivoting relative to the upper arm or the coupling element. For example, one or more of the lower arms may be connected via ball joints or other multiaxially movable joints to the respectively associated upper arms and the coupling element. Such a single forearm is free to pivot and has no inherent stability. All upper arms of a delta robot are in each case mounted so as to be pivotable about preferably pivot axes lying within a common plane. Three connected to the coupling element and each with its associated upper arm forearms form a force triangle in each position, which can only move when the three upper arms synchronously perform the calculated for them pivotal movements about their fixed frame pivot axes. Two or more pivot axes can be parallel; As a rule, all pivot axes have two points of intersection with other pivot axes.

Wenigstens einer der Unterarme kann aus zwei auch als Elle und Speiche bezeichneten, ein Parallelogrammgestänge bildenden Gestängeelementen bestehen, um das Koppelelement in zumindest einer vorgegebenen Ausrichtung relativ zur Basis zu führen. Das Koppelelement dient dabei als Arbeitsplattform, die in der Praxis auch als Tool-Center-Point (TCP) bezeichnet wird. An diesem TCP kann ein Manipulator angeordnet sein, bspw. in Gestalt von gegeneinander zustellbaren Greifarmen o. dgl. Handhabungseinrichtung, so dass damit Artikel, Gebinde o. dgl. Stückgüter ergriffen und gedreht, verschoben oder von einer Auflagefläche angehoben werden können. At least one of the lower arms may consist of two linkage elements, also referred to as ellipses and spokes, forming a parallelogram linkage, for guiding the coupling element in at least one predetermined orientation relative to the base. The coupling element serves as a work platform, which is also referred to in practice as a tool center point (TCP). At this TCP, a manipulator may be arranged, for example. In the form of mutually deliverable gripping arms o. The like. Handling device, so that thus articles, containers o. The like. Piece goods can be gripped and rotated, moved or lifted from a support surface.

Der an der Arbeitsplattform bzw. dem TCP angeordnete Manipulator kann wahlweise drehbar gelagert sein, um den Manipulator ausrichten oder eine gewünschte Drehung der Artikel oder Stückgüter ausführen zu können. Anstelle einer antreibbar drehbaren Lagerung des Manipulators am Koppelelement ist grundsätzlich auch denkbar, den Manipulator unverdrehbar am Koppelelement anzuordnen und das gesamte Koppelelement unter entsprechender Ausgleichbewegung der Arme vermittels der Teleskopwelle gegenüber der Basis zu verdrehen. Damit einhergehend ist jedoch der Nachteil eines nur eingeschränkten Drehwinkels des Koppelelements. Die Einschränkung ergibt sich durch das Erreichen von Endanschlägen der gelenkigen Verbindungen der Oberarme und/oder des Koppelelements mit den Unterarmen und/oder dem gegenseitigen Kontakt benachbarter Unterarme. The arranged on the working platform or the TCP manipulator can optionally be rotatably mounted to align the manipulator or perform a desired rotation of the article or piece goods can. Instead of a drivable rotatable mounting of the manipulator on the coupling element is basically also conceivable to arrange the manipulator non-rotatably on the coupling element and to rotate the entire coupling element with a corresponding compensating movement of the arms by means of the telescopic shaft relative to the base. However, this is associated with the disadvantage of only limited rotation angle of the coupling element. The restriction results from the achievement of end stops of the articulated connections of the upper arms and / or the coupling element with the forearms and / or the mutual contact of adjacent forearms.

Aus der DE 10 2010 006 155 A1 , aus der DE 10 2013 208 082 A1 sowie aus der US 8 210 068 B1 sind derartige Handhabungseinrichtung mit Tripoden bekannt. From the DE 10 2010 006 155 A1 , from the DE 10 2013 208 082 A1 as well as from the US 8 210 068 B1 such handling device with tripods are known.

Die Arbeitsplattform bzw. der Tool Center Point bleibt bei allen Bewegungen der Stellarme in einer gegenüber der Aufhängung parallelen Ausrichtung, was normalerweise einer horizontalen Lage entspricht. Sofern der Manipulator komplexere Greifbewegungen durchführen muss, benötigt er weitere Gelenke und Steuereinrichtungen zu deren Bewegung. The work platform or the Tool Center Point remains in a parallel orientation with respect to the suspension during all movements of the control arms, which normally corresponds to a horizontal position. If the manipulator has to perform more complex gripping movements, he needs other joints and control devices for their movement.

Ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, eine Vorrichtung mit einem Parallelkinematik-Roboter bzw. einen solchen Parallelkinematik-Roboter in einer Weise weiterzuentwickeln und ein verbessertes Verfahren zur Handhabung und/oder Steuerung eines solchen Parallelkinematik-Roboters vorzuschlagen, wodurch dessen Werkzeugkopf oder Manipulator erhöhte Bewegungsfreiheitsgrade gewinnt, ohne hierdurch den mechanischen Aufwand nennenswert zu erhöhen. A primary object of the present invention can be seen to further develop an apparatus with a parallel kinematic robot in such a way and to propose an improved method for handling and / or controlling such a parallel kinematic robot, whereby its tool head or Manipulator increased freedom of movement gains, without thereby increasing the mechanical complexity significantly.

Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den davon abhängigen Ansprüchen. So schlägt die vorliegende Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels einen Parallelkinematik-Roboter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vor, der vielfältigen Einsatzzwecken dienen kann. So kann der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter bspw. für die Handhabung, das Stapeln und/oder das Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder dergleichen eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter kann jedoch ebenso der Führung wenigstens eines Werkzeuges dienen, das bspw. Fertigungs-, Handhabungs- und/oder Manipulationszwecken dienen kann. So kann der Parallelkinematik-Roboter bspw. zur Führung von Fertigungswerkzeugen, Schweißwerkzeugen, Niet- oder sonstigen Fügewerkzeugen in einer Fertigungsumgebung eingesetzt werden. This object of the invention is achieved with the subject matter of independent claim 1. Features of advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Thus, in order to achieve the above object, the present invention proposes a parallel kinematic robot having the features of independent claim 1, which can serve a variety of purposes. For example, the parallel-kinematics robot according to the invention can be used for handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, packaged and / or piece goods or the like. However, the parallel-kinematics robot according to the invention can also serve to guide at least one tool which can serve, for example, manufacturing, handling and / or manipulation purposes. For example, the parallel-kinematics robot can be used to guide production tools, welding tools, riveting or other joining tools in a production environment.

Der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter, der – je nach Anzahl der miteinander gekoppelten Stellarme – auch als Tripod, als Duopod oder als Quadpod bzw. Quattropod bezeichnet werden kann, umfasst eine Aufhängung oder Basis, an welcher wenigstens zwei separat angetriebene und unabhängig voneinander bewegbare Stellarme gelenkig befestigt bzw. gelagert sind. Bei der Aufhängung kann es sich insbesondere um eine obere Aufhängung bzw. um ein Rahmengestell handeln, von dem aus die Stellarme jeweils nach unten in Richtung eines unterhalb der Aufhängung befindlichen Arbeitsraumes reichen, während es sich bei der Basis insbesondere um eine untere Basis handeln kann, von der aus die Stellarme jeweils nach oben in Richtung eines oberhalb der Basis befindlichen Arbeitsraumes reichen. The parallel kinematic robot according to the invention, which can be referred to as tripod, duopod or quadpod or quattropod, depending on the number of mutually coupled actuating arms, comprises a suspension or base on which at least two separately driven and independently movable actuating arms articulate are attached or stored. The suspension may in particular be an upper suspension or a frame, from which the actuating arms each extend downwards in the direction of a working space located below the suspension, while the base may in particular be a lower base, from which the actuating arms each extend upwards in the direction of a working space located above the base.

Jeder der wenigstens zwei Stellarme ist durch wenigstens zwei relativ zueinander schwenkbare Armabschnitte gebildet, wobei die wenigstens zwei zueinander schwenkbaren Armabschnitte jedes der wenigstens zwei Stellarme durch einen schwenkbar an der Aufhängung oder Basis angelenkten und mittels Antrieb bewegbaren Oberarm und einen gelenkig am Oberarm angelenkten Unterarm gebildet sind. Der Parallelkinematik-Roboter umfasst zudem einen an den Unterarmen der wenigstens zwei Stellarme gelenkig gelagerten und mittels Bewegungen der Stellarme innerhalb eines definierbaren Bewegungsraumes bewegbaren Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf. Der Bewegungsraum kann bedarfsweise durch Veränderungen der Schwenkbereiche der angetriebenen Oberarme, durch Positionsveränderungen der oberen oder unteren Aufhängung bzw. Basis sowie auch durch relative Positionsveränderungen der Aufhängungen bzw. Anlenkungen der Oberarme zueinander variiert werden. Each of the at least two actuating arms is formed by at least two relatively pivotable arm portions, wherein the at least two mutually pivotable arm portions of each of the at least two actuating arms are formed by a pivotally hinged to the suspension or base and movable by means of drive upper arm and articulated on the upper arm forearm , The parallel kinematic robot also comprises a manipulator and / or tool holder or tool head which is articulated on the forearms of the at least two actuating arms and which is movable by means of movements of the actuating arms within a definable range of motion. The movement space can be varied as needed by changing the pivoting ranges of the driven upper arms, by changing the position of the upper or lower suspension or base as well as by relative changes in position of the suspensions or hinges of the upper arms.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Unterarme jeweils eine mechanische Verbindung zwischen dem Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf und den Oberarmen herstellen. Erfindungsgemäß ermöglichen Drehungen der Oberarme um ihre jeweiligen Längsachsen Neigungsveränderungen des Manipulators und/oder des Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes. Während bei nicht verdrehbaren Oberarmen der Manipulator und/oder des Werkzeughalter oder Werkzeugkopf normalerweise seine Ausrichtung bei allen Bewegungen innerhalb des Bewegungsraumes beibehält, bspw. seine annähernd horizontale Ausrichtung, ermöglichen die erfindungsgemäß verdrehbaren Oberarme variable Neigungsveränderungen des Manipulators und/oder des Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes, was die Einsatzmöglichkeiten des Parallelkinematik-Roboters erheblich erweitern kann. Anstelle der jeweils um ihre Längsachsen verdrehbaren Oberarme können wahlweise auch eine Verdrehbarkeit wenigstens einer an einem der Oberarme befindlichen gelenkigen Lagerung für den jeweiligen Unterarm oder auch Drehungen von mehreren jeweils an den Oberarmen befindlichen gelenkigen Lagerungen für die jeweiligen Unterarme um die jeweiligen Längsachsen der Oberarme die gewünschten Neigungsvariationen des Manipulators und/oder des Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes ermöglichen. Es soll an dieser Stelle betont werden, dass alle diese verschiedenen Varianten sich lediglich im Aufbau der Drehlagerungen für die gelenkig an den Oberarmen angelenkten Unterarme unterscheiden, dabei aber jeweils zum selben Ergebnis führen, nämlich der Neigungsvariation des an den Unterarmen angelenkten Manipulators, Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes. Furthermore, it is provided that the lower arms each produce a mechanical connection between the manipulator and / or tool holder or tool head and the upper arms. According to the invention, rotations of the upper arms around their respective longitudinal axes allow inclination variations of the manipulator and / or of the tool holder or tool head. While in non-rotatable upper arms of the manipulator and / or the tool holder or tool head normally maintains its orientation in all movements within the movement space, for example. Its approximately horizontal orientation, allow the inventively rotatable upper arms variable inclination changes of the manipulator and / or the tool holder or tool head, which considerably expand the possible applications of the parallel kinematics robot. Instead of the respective upper arms rotatable about their longitudinal axes optionally also a rotatability of at least one located on one of the upper arms articulated mounting for the respective forearm or rotations of several respectively located on the upper arms articulated supports for the respective forearms to the respective longitudinal axes of the upper arms the desired Allow tilt variations of the manipulator and / or the tool holder or tool head. It should be emphasized at this point that all of these different variants differ only in the structure of the pivot bearings for articulated on the upper arms forearms, but in each case lead to the same result, namely the inclination variation of articulated on the forearm manipulator, tool holder or tool head ,

Um die Schwenkbewegungen der Oberarme bzw. deren Gelenkköpfe mit den Schwenklagerungen für die jeweiligen Unterarme auf den Werkzeugkopf bzw. den Manipulator oder Werkzeughalter übertragen zu können, erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Unterarm zumindest eines der zwei, drei oder mehr Stellarme durch zwei parallel verlaufende Armabschnitte gebildet ist, die beabstandet voneinander am Oberarm angelenkt sind, während der Oberarm normalerweise durch einen einzelnen Armabschnitt gebildet ist. So kann mindestens einer der wenigstens zwei Unterarme der Vorrichtung durch mindestens zwei beabstandete und parallel verlaufende Streben gebildet sein, die mit einem ersten Ende jeweils an einem der Oberarme und mit einem zweiten Ende jeweils an einem Manipulator, einem Werkzeughalter und/oder Werkzeugkopf o. dgl. gelenkig gelagert sind. Auf diese Weise bildet zumindest ein Strebenpaar eines der Unterarme ein Parallelogrammgestänge, das durch die jeweils parallele Anlenkung am Oberarm sowie am Manipulator, Werkzeugkopf bzw. TCP die gewünschten Neigungsänderungen auf den letztgenannten übertragen kann, indem die oberen Anlenkungen am Oberarm verdreht werden. In order to transfer the pivoting movements of the upper arms or their rod ends with the pivot bearings for the respective lower arms on the tool head or the manipulator or tool holder, it proves to be advantageous if the forearm at least one of the two, three or more actuating arms is formed by two parallel arm portions which are articulated spaced from each other on the upper arm, while the upper arm is normally formed by a single arm portion. Thus, at least one of the at least two lower arms of the device may be formed by at least two spaced and parallel struts, each having a first end on one of the upper arms and a second end on a manipulator, a tool holder and / or tool head o are hinged. In this way, at least one pair of struts of one of the lower arms forms a parallelogram linkage, which can transmit the desired inclination changes to the latter by the respective parallel articulation on the upper arm and on the manipulator, tool head or TCP by rotating the upper linkages on the upper arm.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Oberarme oder zumindest Teile der Oberarme, an denen die Unterarme aufgehängt sind, jeweils um ihre Längsachse verdrehbar, wodurch die den Manipulator bzw. den Werkzeugkopf oder Werkzeughalter haltenden Unterarme sowie das wenigstens eine den Manipulator oder den Werkzeugkopf und/oder Werkzeughalter haltende Strebenpaar eines der Unterarme den Manipulator bzw. den Werkzeugkopf oder Werkzeughalter in seiner Neigung verstellen bzw. den Manipulator oder den Werkzeugkopf und/oder Werkzeughalter gegenüber einer Vertikalen neigen kann. Sofern mehrere Unterarme durch Strebenpaare gebildet sind, können diese den Manipulator oder den Werkzeugkopf und/oder Werkzeughalter haltenden Strebenpaare der Unterarme den Manipulator in gewünschter Weise in seiner Neigung verstellen bzw. den Manipulator oder den Werkzeugkopf und/oder Werkzeughalter gegenüber einer Vertikalen neigen. Jedes dieser Strebenpaare bildet das oben erwähnte Parallelogrammgestänge aus, das Drehbewegungen des Oberarms um dessen Längsachse auf den Werkzeughalter bzw. Werkzeugkopf oder TPC (Tool Center Point) überträgt und somit dessen Neigung variieren kann. According to the present invention, the upper arms or at least parts of the upper arms, on which the lower arms are suspended, each about its longitudinal axis rotatable, whereby the manipulator or the tool head or tool holder holding forearms and the at least one manipulator or the tool head and / or Tool holder holding struts pair of one of the lower arms adjust the manipulator or the tool head or tool holder in its inclination or tilt the manipulator or the tool head and / or tool holder relative to a vertical. If a plurality of lower arms are formed by pairs of struts, these manipulator or the tool head and / or tool holder holding struts pairs of forearms adjust the manipulator in the desired manner in its inclination or tilt the manipulator or the tool head and / or tool holder relative to a vertical. Each of these pairs of struts forms the above-mentioned parallelogram linkage, which transmits rotary movements of the upper arm about its longitudinal axis to the tool holder or tool head or TPC (Tool Center Point) and thus can vary its inclination.

So sieht eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters vor, dass die um ihre Längsachsen verdrehbaren Oberarme und/oder die um die Längsachsen der Oberarme verdrehbaren gelenkigen Lagerungen der Unterarme über die den Manipulator und/oder den Werkzeughalter oder Werkzeugkopf haltenden Unterarme sowie das wenigstens eine den Manipulator und/oder den Werkzeughalter oder Werkzeugkopf haltende Strebenpaar eines der Unterarme oder über die den Manipulator und/oder den Werkzeughalter oder Werkzeugkopf haltenden Strebenpaare der Unterarme den Manipulator und/oder den Werkzeughalter oder Werkzeugkopf in gewünschter Weise in seiner Neigung verstellen können. Thus, an embodiment variant of the parallel kinematic robot according to the invention provides that the upper arms rotatable about their longitudinal axes and / or rotatable about the longitudinal axes of the upper arms articulated bearings of the lower arms on the manipulator and / or the tool holder or tool head holding forearms and the at least one Manipulator and / or the tool holder or tool head holding struts pair one of the lower arms or on the manipulator and / or the tool holder or tool head holding struts pairs of forearms the manipulator and / or the tool holder or tool head can adjust in its inclination in a desired manner.

Der Manipulator des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters kann insbesondere ein Mittel oder mehrere Mittel zum Greifen und/oder Handhaben der Artikel, Gruppierungen, Gebinde, Stückgüter, Gebinde- und/oder Stückgutlagen umfassen und mit den Unterarmen der wenigstens zwei Stellarme mechanisch gekoppelt sein, so dass durch eine Bewegung eines oder mehrerer der wenigstens zwei Stellarme eine Position des Manipulators innerhalb eines definierbaren Arbeits- oder Bewegungsraumes vorgegeben werden kann. Der im vorliegenden Zusammenhang auch als Werkzeugkopf oder Werkzeughalter bezeichnete und an den Unterarmen aufgehängte Manipulator des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters kann wahlweise auch beliebige Fertigungs-, Füge-, Greif- und/oder Handhabungswerkzeuge aufweisen bzw. umfassen, die in einer Fertigungsumgebung zum Einsatz kommen können, ggf. in Zusammenwirkung mit weiteren solcher oder ähnlicher Roboter. Es sei an dieser Stelle betont, dass alle diese verwendeten Begriffe, sei es Manipulator, Werkzeughalter oder Werkzeugkopf, generell umfassend und nicht beschränkend im Sinne einer Greif- oder Haltevorrichtung o. dgl. verstanden werden sollen. Grundsätzlich können am Manipulator nahezu beliebige Werkzeuge angeordnet sein, die allesamt von der vorliegenden Erfindungsdefinition mit umfasst sein sollen. Der Werkzeugkopf oder Werkzeughalter, der in aller Regel den Manipulator bildet oder Teil des Manipulators ist, wird auch als TCP bzw. Tool Center Point bezeichnet. The manipulator of the parallel kinematic robot according to the invention may in particular comprise a means or a plurality of means for gripping and / or handling the articles, groupings, packages, piece goods, container and / or piece goods and be mechanically coupled to the forearms of the at least two actuating arms, so that a position of the manipulator within a definable working or movement space can be predetermined by a movement of one or more of the at least two actuating arms. The manipulator of the parallel kinematic robot according to the invention, also referred to herein as a tool head or tool holder and suspended from the forearms, can optionally also have or include any manufacturing, joining, gripping and / or handling tools that can be used in a production environment , possibly in cooperation with other such or similar robots. It should be emphasized at this point that all these terms, be it manipulator, tool holder or tool head, should generally be understood comprehensively and not restrictively in the sense of a gripping or holding device or the like. Basically, almost any tools can be arranged on the manipulator, all of which should be included in the present invention definition. The tool head or tool holder, which usually forms the manipulator or is part of the manipulator, is also referred to as TCP or Tool Center Point.

Neben den erwähnten Positionsverstellungen bzw. Positionsveränderungen, die durch die Schwenkbewegungen der Oberarme um jeweilige horizontale Schwenkachsen vorgegeben werden, kann der Manipulator oder den Werkzeugkopf und/oder Werkzeughalter zusätzlich durch die Schwenkbewegungen der Oberarme bzw. deren vorderer Gelenkköpfe um ihre jeweiligen Längsachsen in seiner Neigung verstellt werden. In addition to the mentioned position adjustments or changes in position, which are given by the pivoting movements of the upper arms about respective horizontal pivot axes, the manipulator or the tool head and / or tool holder can be adjusted in addition by the pivotal movements of the upper arms and their front rod ends about their respective longitudinal axes in its inclination become.

Wahlweise kann der Manipulator oder den Werkzeugkopf und/oder Werkzeughalter zudem über wenigstens einen Aktor und/oder Antrieb zur Zusammenwirkung mit den zu greifenden und/oder zu handhabenden Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen und/oder über wenigstens einen Sensor verfügen. Der Aktor und/oder Antrieb und/oder der Sensor können auch Teil des Handhabungs- oder Fertigungswerkzeuges sein, das am Manipulator angeordnet sein kann. Der Begriff des Aktors ist in diesem Zusammenhang sehr allgemein zu verstehen. So kann dies ein nahezu beliebiges Stellelement oder ein nahezu beliebiger Antrieb sein, das/der im Zusammenhang mit dem Einsatz des Manipulators als Werkzeughalter und/oder für die Handhabung der Artikel, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen Verwendung finden kann. Auch der Betriff des Sensors ist allgemein zu verstehen. Der wenigstens eine Sensor kann in einem der Stellarme oder im Bereich des Manipulators angeordnet sein. Auch eine Kamera kann als Sensor in diesem Sinne dienen. Optionally, the manipulator or the tool head and / or tool holder can also have at least one actuator and / or drive for interacting with the articles to be gripped and / or handled, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods and / or at least have a sensor. The actuator and / or drive and / or the sensor may also be part of the handling or production tool, which may be arranged on the manipulator. The term actor is to be understood very generally in this context. So this can be an almost arbitrary actuator or a nearly random drive, the / in connection with the use of the manipulator as a tool holder and / or can be used for the handling of articles, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods. The meaning of the sensor is also to be understood generally. The at least one sensor can be arranged in one of the actuating arms or in the region of the manipulator. Even a camera can serve as a sensor in this sense.

Wie bereits erwähnt, sieht eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters vor, dass wenigstens zwei von drei oder mehr Unterarmen jeweils durch mindestens zwei beabstandete und parallel verlaufende Streben gebildet sind, die mit einem ersten Ende jeweils an einem der Oberarme und mit einem zweiten Ende jeweils am Manipulator gelenkig gelagert sind. Ebenso ist es denkbar, dass jeder Unterarm durch mindestens zwei beabstandete und parallel verlaufende Streben gebildet ist, die mit einem ersten Ende jeweils an einem der Oberarme und mit einem zweiten Ende jeweils am Manipulator oder am Werkzeugkopf und/oder Werkzeughalter gelenkig gelagert sind. Wenigstens einer der Oberarme kann mit einem passenden Drehantrieb zur Verdrehung des Oberarms um seine Längsachse bzw. zur Verdrehung einer an den Oberarmen befindlichen gelenkigen Lagerung der Unterarme um die Längsachse des Oberarms ausgestattet sein. Die anderen vorhandenen Oberarme bzw. die gelenkigen Lagerungen für die jeweiligen Unterarme können wahlweise passiv verdrehbar oder ebenfalls mit solchen Antrieben ausgestattet sein. Zumindest eine passive Verdrehbarkeit der nicht angetriebenen anderen Oberarme muss deshalb gegeben sein, da sie über die Zwangskoppelung des Manipulators bzw. des an den Unterarmen aufgehängten Werkzeugkopfes zwangsläufig mitverdreht werden. As already mentioned, an advantageous variant of the parallel kinematic robot according to the invention provides that at least two out of three or more forearms are each formed by at least two spaced and parallel struts, each having a first end on one of the upper arms and a second end are each articulated on the manipulator. It is also conceivable that each lower arm is formed by at least two spaced and parallel struts, which are articulated with a first end respectively on one of the upper arms and with a second end respectively on the manipulator or on the tool head and / or tool holder. At least one of the upper arms may be equipped with a suitable rotary drive for rotating the upper arm about its longitudinal axis or for rotating an articulated mounting of the lower arms about the longitudinal axis of the upper arm located on the upper arms. The other existing upper arms or the articulated bearings for the respective forearms can be either passively rotatable or also equipped with such drives. At least passive rotatability of the non-driven other upper arms must therefore be given because they are inevitably mitverdreht on the forced coupling of the manipulator and the suspended on the forearm tool head.

Der wenigstens eine Drehantrieb zur Verdrehung eines der Oberarme bzw. eines Teils des jeweiligen Oberarms, an dem der Unterarme bzw. die Unterarmstreben aufgehängt sind, kann insbesondere einen Elektromotor umfassen, der ggf. über einen Getriebeantrieb verfügen kann. Auch andere Antriebsvarianten sind denkbar, so bspw. hydraulische oder pneumatische Antriebe. Sinnvollerweise ist bei der Vorrichtung ein maximaler Drehwinkel der um ihre jeweilige Längsachse verdrehbaren Oberarme bzw. Oberarmteile vorgegeben. Dieser maximale Drehwinkel kann insbesondere durch mechanische Randbedingungen oder auch durch Steuerungsvorgaben definierbar und/oder verstellbar sein. Die Verdrehung der Oberarme bzw. der mit den Unterarmen gelenkig verbundenen Oberarmabschnitte innerhalb solcher definierter Grenzen sorgt dafür, dass die Streben der Unterarme bei zu starker Neigungsverstellung des Werkzeugkopfes nicht aneinander stoßen können. The at least one rotary drive for rotating one of the upper arms or a part of the respective upper arm, on which the lower arms or the lower arm struts are suspended, may in particular comprise an electric motor, which may optionally have a gear drive. Other drive variants are conceivable, such as, for example, hydraulic or pneumatic drives. It makes sense for the device to specify a maximum angle of rotation of the upper arms or upper arm parts which can be rotated about their respective longitudinal axis. This maximum angle of rotation can be defined and / or adjusted in particular by mechanical boundary conditions or by control specifications. The rotation of the upper arms or articulated with the forearm upper arm sections within such defined limits ensures that the struts of the forearms can not collide with too strong inclination adjustment of the tool head.

In einer sinnvollen Abwandlung bzw. Konkretisierung des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters kann vorgesehen sein, dass im Wesentlichen nur die Köpfe der Oberarme um ihre jeweiligen Längsachsen verdrehbar sind, wodurch jeweils sich gegenüber liegende Anlenkungen bzw. Kugelgelenke oder andere mehrachsig bewegliche Gelenke für das Strebenpaar des jeweiligen Unterarms verdreht werden, was sich auf den Werkzeugkopf überträgt und diesen in der Neigung verstellt. Zur Gewährung der Gelenkigkeit der miteinander verbundenen Ober- und Unterarme sowie des Werkzeugkopfes bzw. Manipulators kann vorgesehen sein, dass das Strebenpaar des wenigstens einen zweiteilig ausgebildeten Unterarms beidseitig eines Gelenks des Oberarms in Kugelgelenken oder anderen mehrachsig beweglichen Gelenken gelagert ist. Vorzugsweise kann auch das Strebenpaar des wenigstens einen zweiteilig ausgebildeten Unterarms an zwei Stellen am Manipulator in Kugelgelenken oder anderen mehrachsig beweglichen Gelenken gelagert sein. In a useful modification or concretization of the parallel kinematics robot according to the invention can be provided that essentially only the heads of the upper arms are rotatable about their respective longitudinal axes, whereby each opposing linkages or ball joints or other multiaxial movable joints for the strut pair of the respective Forearm are twisted, which is transmitted to the tool head and this adjusted in inclination. To grant the flexibility of the interconnected upper and lower arms and the tool head or manipulator can be provided that the struts pair of at least one two-part forearm is mounted on both sides of a joint of the upper arm in ball joints or other multiaxial movable joints. The strut pair of the at least one bipartite lower arm can preferably also be mounted at two locations on the manipulator in ball joints or other multiaxially movable joints.

Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung zudem ein Verfahren zur Handhabung und/oder Steuerung eines Parallelkinematik-Roboters vor, der insbesondere dem Stapeln und/oder Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder dergleichen dienen und eingesetzt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 kann jedoch ebenso der Führung wenigstens eines Fertigungswerkzeuges oder auch der Führung eines nahezu beliebigen Füge-, Handhabungs- und/oder Sensorwerkzeuges o. dgl. dienen, das bspw. in Fertigungsumgebungen eingesetzt werden kann. To achieve the above-mentioned object, the invention also proposes a method for handling and / or controlling a parallel kinematic robot, which in particular serve for stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, packaged and / or piece goods or the like and can be used. However, the method according to the invention with the features of the independent claim 11 can also serve to guide at least one production tool or also the guide of virtually any joining, handling and / or sensor tool or the like, which can be used, for example, in production environments.

Der für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Parallelkinematik-Roboter umfasst zumindest eine Aufhängung oder Basis, an welcher wenigstens zwei separat angetriebene und unabhängig voneinander bewegbare Stellarme gelenkig befestigt bzw. gelagert sind, wobei jeder der wenigstens zwei Stellarme durch wenigstens zwei relativ zueinander schwenkbare Armabschnitte gebildet ist, und wobei die wenigstens zwei zueinander schwenkbaren Armabschnitte jedes der wenigstens zwei Stellarme durch einen schwenkbar an der Aufhängung oder Basis angelenkten Oberarm und einen gelenkig am Oberarm angelenkten Unterarm gebildet sind. Der Roboter umfasst zudem einen Manipulator oder einen Werkzeughalter und/oder Werkzeugkopf, der insbesondere mit einem Mittel oder mit mehreren Mitteln zum Greifen und/oder Handhaben der Artikel, Gruppierungen, Gebinde, Stückgüter, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder mit dem wenigstens einen Werkzeug ausgestattet sein kann, wobei der Manipulator bzw. der Werkzeughalter und/oder Werkzeugkopf mit den Unterarmen der wenigstens zwei Stellarme mechanisch gekoppelt ist, so dass durch eine Bewegung eines oder mehrerer der wenigstens zwei Stellarme eine Position des Manipulators oder des Werkzeughalters und/oder Werkzeugkopfes vorgegeben werden kann. Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann wahlweise mindestens einer der wenigstens zwei Unterarme durch mindestens zwei beabstandete und parallel verlaufende Streben gebildet sein, die mit einem ersten Ende jeweils an einem der Oberarme und mit einem zweiten Ende jeweils am Manipulator oder am Werkzeughalter und/oder Werkzeugkopf gelenkig gelagert sind. Auf diese Weise können die Drehbewegungen der Oberarme bzw. deren gelenkigen Lagerungen für die Unterarme um die jeweiligen Längsachsen der Oberarme problemlos auf den Werkzeugkopf, Manipulator oder Werkzeughalter übertragen werden, um diesen nicht nur innerhalb des Bewegungsraumes in seiner horizontalen und vertikalen Position zu verstellen, sondern auch seine Neigung ändern zu können. The parallel kinematic robot used for the method according to the invention comprises at least one suspension or base on which at least two separately driven and independently movable actuating arms are hinged or mounted, each of the at least two actuating arms being formed by at least two arm sections pivotable relative to each other, and wherein the at least two mutually pivotable arm portions of each of the at least two actuating arms are formed by a pivotally hinged to the suspension or base upper arm and a hinged on the upper arm articulated forearm. The robot further comprises a manipulator or a tool holder and / or tool head, in particular with a means or with several means for gripping and / or handling the articles, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods or with the at least one tool may be equipped, wherein the manipulator or the tool holder and / or tool head with the forearms of the at least two actuating arms is mechanically coupled, so that by moving one or more of the at least two actuating arms, a position of the manipulator or the tool holder and / or tool head can be specified. According to an embodiment variant of the method, optionally at least one of the at least two lower arms may be formed by at least two spaced and parallel struts which articulate with a first end respectively at one of the upper arms and at a second end respectively at the manipulator or at the tool holder and / or tool head are stored. In this way, the rotational movements of the upper arms or their articulated supports for the lower arms about the respective longitudinal axes of the upper arms can be easily transferred to the tool head, manipulator or tool holder to adjust this not only within the movement space in its horizontal and vertical position, but also be able to change his inclination.

Für eine Neigungsveränderung des an den Unterarmen aufgehängten Manipulators bzw. des Werkzeughalters und/oder Werkzeugkopfes können die Oberarme bzw. die an den Oberarmen angeordneten gelenkigen Lagerungen für die jeweiligen Unterarme jeweils um ihre Längsachse bzw. die Längsachse der Oberarme verdreht werden. So kann wenigstens einer der Oberarme bzw. die gelenkige Lagerung für den jeweiligen Unterarm mittels eines Drehantriebes um seine Längsachse verdreht werden, während die anderen Oberarme bzw. die gelenkigen Lagerungen für die jeweiligen Unterarme ebenfalls mittels Antrieben oder auch passiv verdreht werden. Zumindest die passive Verdrehbarkeit der ggf. nicht angetriebenen anderen Oberarme muss gegeben sein, da sie über die Zwangskoppelung des TCP oder Werkzeugkopfes des Manipulators mitverdreht werden. For a change in inclination of the manipulator or tool holder and / or tool head suspended from the forearms, the upper arms or the articulated supports arranged on the upper arms for the respective lower arms can each be rotated about their longitudinal axis or the longitudinal axis of the upper arms. Thus, at least one of the upper arms or the articulated mounting for the respective lower arm can be rotated about its longitudinal axis by means of a rotary drive, while the other upper arms or the articulated bearings for the respective lower arms are also rotated by means of drives or passively. At least the passive rotatability of the possibly not driven other upper arms must be given, since they are mitverdreht on the forced coupling of the TCP or tool head of the manipulator.

Vorzugsweise kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass die Oberarme jeweils um einen definierten und begrenzten Drehwinkel um ihre jeweilige Längsachse verdreht werden können. Die Verdrehung der Oberarme in definierten Grenzen ist sinnvoll, um die Streben nicht aneinander stoßen zu lassen. Ggf. wird auch nur der Kopf des Oberarms um seine Längsachse verdreht, so dass die beiden gegenüber liegenden Kugelgelenke bzw. mehrachsig beweglichen Gelenke für das Strebenpaar in gewünschter Weise für das Anheben oder Absenken der Streben und damit für eine Neigungsverstellung des Werkzeugkopfes des Manipulators sorgen. Preferably, it may be provided in the method that the upper arms can each be rotated by a defined and limited angle of rotation about their respective longitudinal axis. The twisting of the upper arms within defined limits makes sense, so that the struts do not collide with each other. Possibly. Also, only the head of the upper arm is rotated about its longitudinal axis, so that the two opposite ball joints or multi-axially movable joints for the strut pair in the desired manner for raising or lowering the struts and thus provide a tilt adjustment of the tool head of the manipulator.

Während bei herkömmlichen Parallelkinematik-Robotern bzw. sog. Tripoden keine Schwenkbewegung des TCP oder Werkzeugkopfes zu realisieren sind, müssen gewünschte Schwenkbewegungen durch zusätzliche zentrische teleskopierbare Gelenkwellen und/oder Getriebe im TCP umgesetzt werden. Hierbei ist auch eine Medienzuführung zum TCP notwendig, um das spezielle Getriebe zur Schwenkung des TCP zu versorgen. Dagegen sieht die Erfindung vor, dass sich in mindestens einem Oberarm des Tripods ein zusätzlicher Antrieb befindet, der eine Drehung des Kopfes des Oberarms ermöglicht. Durch die zusätzliche Drehbewegung kann ein Schwenken des TCP erreicht werden. Hierzu muss mindestens ein Oberarm mit einem Antrieb versehen sein, während die beiden anderen passiv drehbeweglich sein müssen. Alternativ können alle drei Oberarme aktiv betrieben werden. While in conventional parallel kinematic robots or so-called Tripoden no pivotal movement of the TCP or tool head are to be realized, desired pivoting movements must be implemented by additional centric telescopic propeller shafts and / or transmission in the TCP. In this case, a media supply to the TCP is necessary to supply the special transmission for pivoting the TCP. In contrast, the invention provides that in at least one upper arm of the tripod is an additional drive, which allows rotation of the head of the upper arm. Due to the additional rotational movement, a pivoting of the TCP can be achieved. For this purpose, at least one upper arm must be provided with a drive, while the other two must be passively rotatable. Alternatively, all three upper arms can be actively operated.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. In the following, embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters, der bspw. zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden oder Stückgütern eingesetzt werden kann. 1 shows a schematic view of an embodiment of a parallel kinematics robot according to the invention, which can be used, for example. For handling and / or manipulating articles, groups, containers or cargo.

2 zeigt in drei schematischen Ansichten (2A, 2B und 2C) eine Ausführungsvariante des Delta- bzw. Parallelkinematik-Roboters gemäß 1. 2 shows in three schematic views ( 2A . 2 B and 2C ) A variant of the delta or parallel kinematic robot according to 1 ,

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar. For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments are merely examples of how the device or method of the invention may be configured and are not an exhaustive limitation.

Einleitend sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die in den 1 und 2 (2A bis 2C) erläuterten Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters sich auf einen Deltakinematik-Roboter oder Parallelkinematik-Roboter mit drei gleichartigen Schwenkarmen bzw. auf einen sog. Deltaroboter oder auch sog. Tripod beziehen, der Teil einer Handhabungseinrichtung bzw. eines Manipulators zur Handhabung, zum Drehen, Verschieben oder Aufnehmen von Artikeln, Stückgütern oder Gebinden sein kann. Hinsichtlich einer möglichen Ausgestaltung des Deltakinematik-Roboters, Deltaroboters bzw. Tripods, seines Aufbaus, seiner Funktionsweise und seines Bewegungsraumes sei insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der DE 10 2013 106 004 A1 verwiesen, auf deren gesamten Inhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Auf eine detaillierte Beschreibung der Bewegungsmodi, der Antriebe für die drei Schwenkarme etc. soll deshalb an dieser Stelle verzichtet werden. Grundsätzlich könnte der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter 10 gemäß 1 und 2 auch vier gleichartige Schwenkarme aufweisen, was auch als sog. Quadpod bezeichnet werden kann. Auch Varianten mit nur zwei Stellarmen – sog. Duopods – sind grundsätzlich denkbar und für manche Anwendungsfälle gebräuchlich. Auch können die Schwenk- oder Stellarme von einer unteren Basis nach oben ragen, so dass sich ein an den Unterarmen aufgehängter Werkzeugkopf zwischen den nach unten abgeknickten Unterarmen befindet, die jeweils an den nach oben ragenden Oberarmen schwenkbar aufgehängt sind. By way of introduction, it should be pointed out that in the 1 and 2 ( 2A to 2C ) explained embodiments of the parallel kinematic robot according to the invention relate to a delta kinematics robot or parallel kinematic robot with three similar pivoting arms or to a so-called delta robot or so-called. Tripod, the part of a handling device or a manipulator for handling, for turning Moving or picking up articles, general cargo or containers can be. With regard to a possible embodiment of the delta robot robot, delta robot or tripods, its construction, its mode of operation and its range of motion, reference should be made in particular to the disclosure content of DE 10 2013 106 004 A1 referenced, the entire contents of which are hereby incorporated by reference. On a detailed description of the Movement modes, the drives for the three pivot arms, etc. should therefore be omitted at this point. In principle, the parallel kinematic robot according to the invention could 10 according to 1 and 2 also have four similar pivot arms, which can also be referred to as a so-called. Quadpod. Also variants with only two Stellarmen - so-called Duopods - are basically conceivable and common for some applications. Also, the pivoting or actuating arms may protrude from a lower base, so that a tool head suspended from the forearms is between the downwardly bent forearms, which are each pivotally suspended from the upwardly projecting upper arms.

Die schematische Darstellung der 1 zeigt eine denkbare Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters 10 zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von hier nicht dargestellten Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder dergleichen, die je nach Ausführungsvariante wahlweise auch zum Handhaben und/oder zum Manipulieren von Stückgut- und/oder Gebindegruppierungen bzw. auch von Stückgut- und/oder Gebindelagen eingesetzt werden kann. Wahlweise kann der Parallelkinematik-Roboter 10 auch zur beweglichen Steuerung eines Füge- und/oder Fertigungswerkzeuges o. dgl. eingesetzt werden. Die Detailansichten der 2A bis 2C lassen einige der Komponenten des Parallelkinematik-Roboters 10 deutlicher erkennen; zudem lassen die 2A bis 2C deutlich erkennen, dass es sich bei dem Parallelkinematik-Roboter 10 um einen Roboter bzw. Deltakinematik-Roboter 10 mit drei gleicharmigen Stellarmen 20 handelt. The schematic representation of 1 shows a conceivable embodiment of a parallel kinematic robot according to the invention 10 for handling and / or manipulating articles, groups, containers, piece goods or the like, which are not shown here, depending on the variant, optionally also for handling and / or manipulating packaged goods and / or pack groups or also of packaged goods and / or Can be used bundle layers. Optionally, the parallel kinematic robot 10 also for the mobile control of a joining and / or production tool o. The like. Be used. The detailed views of the 2A to 2C let some of the components of the parallel kinematic robot 10 recognize more clearly; In addition, let the 2A to 2C clearly recognize that it is the parallel kinematic robot 10 around a robot or delta kinematics robot 10 with three equal-arm Stellarmen 20 is.

Die in den 1 und 2 nicht dargestellten Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter oder Lagen mit Stückgütern oder Gebinden stehen insbesondere auf einer Auflageebene und/oder einem Förderabschnitt 12 einer Vorrichtung 14 zur Handhabung, Förderung, Gruppierung und/oder Verpackung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden bzw. werden auf dieser Auflageebene oder dem Förderabschnitt 12 insbesondere in horizontaler Richtung bewegt. Der als Greif- und/oder Manipulationseinheit 16 ausgebildete bzw. eine solche Manipulationseinheit 16 aufweisende Roboter 10 ist oberhalb der Auflageebene und/oder dem Förderabschnitt 12 angeordnet und umfasst eine obere Aufhängung 18, an der drei separat angetriebene Stellarme 20 gelenkig befestigt bzw. gelagert sind. Jeder dieser drei Stellarme 20 ist durch zwei relativ zueinander schwenkbare Armabschnitte 22 und 24 gebildet, nämlich jeweils durch einen Oberarm 22, der um eine horizontale Schwenkachse beweglich ist und an der oberen Aufhängung 18 gelenkig und motorisch angetrieben aufgehängt ist, sowie durch einen Unterarm 24, der gelenkig mit dem Oberarm 22 verbunden ist und nach unten führt, so dass sich alle drei Unterarme 24 in einem unteren Koppelabschnitt 26 treffen, dem sog. Werkzeugkopf, Werkzeugträger oder auch Tool-Center-Point bzw. TCP. Wie es die 2A bis 2C näher verdeutlichen, sind die Unterarme 24 jeweils durch Strebenpaare gebildet, während die Oberarme 22 jeweils einteilig ausgebildet sind. An diesem unteren Werkzeugkopf, Werkzeugträger bzw. Koppelabschnitt 26 bzw. dem TCP befindet sich im gezeigten Ausführungsbeispiel eine separat aktivierbare Greifeinrichtung 28 mit einem Paar gegeneinander zustellbarer Greifbacken, das der Erfassung, dem Greifen und/oder Manipulieren der auf dem Förderabschnitt 12 befindlichen Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter dient. The in the 1 and 2 not shown items, groups, containers or general cargo or layers of cargo or containers are in particular on a support plane and / or a conveyor section 12 a device 14 for the handling, conveying, grouping and / or packaging of articles, general cargo, groups and / or containers or are at this level or the conveyor section 12 especially in the horizontal direction moves. The as a gripping and / or manipulation unit 16 trained or such a manipulation unit 16 having robots 10 is above the support plane and / or the conveyor section 12 arranged and includes an upper suspension 18 , on the three separately driven actuating arms 20 are hinged or stored. Each of these three control arms 20 is by two relatively pivotable arm portions 22 and 24 formed, namely in each case by an upper arm 22 which is movable about a horizontal pivot axis and on the upper suspension 18 articulated and motor driven, as well as by a forearm 24 , which is articulated with the upper arm 22 is connected and leads down, so that all three forearms 24 in a lower coupling section 26 meeting, the so-called tool head, tool carrier or tool center point or TCP. Like the 2A to 2C clarify, are the forearms 24 each formed by pairs of struts, while the upper arms 22 each formed in one piece. At this lower tool head, tool carrier or coupling section 26 or the TCP is in the illustrated embodiment, a separately activatable gripping device 28 with a pair of mutually deliverable gripping jaws, the detection, gripping and / or manipulating the on the conveyor section 12 articles, groupings, packages or general cargo.

Der im vorliegenden Zusammenhang auch als Werkzeugkopf 26 oder Werkzeughalter bezeichnete und an den Unterarmen 24 aufgehängte Manipulator 16 des gezeigten Parallelkinematik-Roboters 10 kann wahlweise auch beliebige Fertigungs-, Füge-, Greif- und/oder Handhabungswerkzeuge aufweisen bzw. umfassen, die in einer Fertigungsumgebung zum Einsatz kommen können, ggf. in Zusammenwirkung mit weiteren solcher oder ähnlicher Roboter 10. Es sei an dieser Stelle nochmals betont, dass alle im vorliegenden Zusammenhang verwendeten Begriffe wie Manipulator 16, Werkzeughalter oder Werkzeugkopf 26 generell umfassend und nicht beschränkend im Sinne einer Greifeinrichtung 28 oder Haltevorrichtung o. dgl. zu verstehen sind. Grundsätzlich können am Manipulator 16 nahezu beliebige Werkzeuge angeordnet sein, die allesamt von der vorliegenden Erfindungsdefinition mit umfasst sind. Der Werkzeugkopf 26 oder Werkzeughalter, der in aller Regel den Manipulator 16 bildet oder Teil des Manipulators 16 ist, wird auch als TCP bzw. Tool Center Point 26 bezeichnet. The in the present context as a tool head 26 or tool holder and on the forearms 24 suspended manipulator 16 of the shown parallel kinematic robot 10 Optionally, it may also include or include any manufacturing, joining, gripping and / or handling tools that may be used in a manufacturing environment, possibly in cooperation with further such or similar robots 10 , It should again be emphasized that all terms used in the present context, such as manipulator 16 , Tool holder or tool head 26 Generally comprehensive and not restrictive in the sense of a gripping device 28 or holding device o. The like. Are to be understood. Basically, on the manipulator 16 Almost any tool may be arranged, all of which are included in the present invention definition. The tool head 26 or tool holder, which is usually the manipulator 16 forms or part of the manipulator 16 is also called TCP or Tool Center Point 26 designated.

Wie dies bereits im Detail in der DE 10 2013 106 004 A1 beschrieben ist, kann jeder der drei Stellarme 20 in gewissen Grenzen, die durch den jeweiligen Schwenkradius definiert sind, unabhängig von den anderen Stellarmen 20 betätigt werden, wodurch sich eine freie Beweglichkeit des Manipulators 16 mitsamt seiner Greifeinrichtung 28 innerhalb eines definierten Bewegungsraumes 30 ergibt, wobei durch eine Bewegung eines oder mehrerer der insgesamt drei Stellarme 20 eine Position der Greifeinrichtung 28 innerhalb des Bewegungsraumes 30 vorgegeben werden kann. Dieser Bewegungs- oder Arbeitsraum 30 ist – bezogen auf den Tool-Center-Point 26 – in vertikaler Richtung bzw. in z-Richtung ein relativ flacher Zylinder, an dessen unteren Rand sich ein ebenfalls relativ flaches Kugelsegment anschließt, wie dies in 1 angedeutet ist. As already detailed in the DE 10 2013 106 004 A1 can be described, each of the three control arms 20 within certain limits, which are defined by the respective pivoting radius, independent of the other actuating arms 20 be actuated, resulting in a free movement of the manipulator 16 together with his gripping device 28 within a defined range of motion 30 results, wherein by a movement of one or more of the total of three actuating arms 20 a position of the gripping device 28 within the movement room 30 can be specified. This movement or work space 30 is - based on the Tool Center Point 26 - In the vertical direction or in the z-direction, a relatively flat cylinder, at the lower edge of a likewise relatively flat spherical segment connects, as shown in 1 is indicated.

Die obere Aufhängung 18 sieht im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 eine Abstützung über insgesamt drei schräge Stützträger 32 vor, die sich wiederum in einem Rahmengestell 34 der Vorrichtung 14 zur Handhabung, Förderung, Gruppierung und/oder Verpackung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden abstützen. Das Rahmengestell 34 kann bspw. ein starrer Stahlträgerrahmen o. dgl. mit verschraubten Vertikal- und Horizontalträgern sein, der im unteren Bereich den Horizontalförderabschnitt 12 aufnimmt. Der gezeigte Aufbau ist jedoch keinesfalls einschränkend zu verstehen, sondern liefert nur eine Ausführungsvariante einer Vielzahl möglicher bzw. sinnvoll realisierbarer Ausführungsvarianten zur Ausgestaltung der Vorrichtung, ihrer Einzelteile und der Rahmen- und Aufhängungsteile. The upper suspension 18 sees in the embodiment shown the 1 a support over a total of three inclined support beams 32 before that in turn in a frame 34 the device 14 for the handling, conveying, grouping and / or packaging of articles, piece goods, groups and / or containers. The frame 34 can be, for example, a rigid steel support frame o. The like. With screwed vertical and horizontal beams, in the lower region of the horizontal conveyor section 12 receives. The construction shown, however, is by no means limiting, but provides only one embodiment of a variety of possible or useful feasible embodiments for the design of the device, its parts and the frame and suspension parts.

Die schematische Perspektivansicht der 2 verdeutlicht nochmals die beweglichen Teile des Parallelkinematik-Roboters 10 gemäß 1. Da der hier gezeigte Parallelkinematik-Roboter 10 insgesamt drei miteinander gekoppelte gleichartige Stellarme 20 aufweist, kann er auch als Tripod bezeichnet werden. Jeder Oberarm 22 der drei Stellarme 20 ist schwenkbar an der oberen Aufhängung 18 gelagert, wobei er mittels eines separaten Stellantriebs um eine horizontale Schwenkachse 36 beweglich ist. Die Schwenkrichtung und Beweglichkeit jedes der Oberarme 22 um die horizontalen Schwenkachsen 36 ist in den 2A bis 2C jeweils durch Rotationspfeile 37 gekennzeichnet. The schematic perspective view of 2 again illustrates the moving parts of the parallel kinematics robot 10 according to 1 , Because the parallel kinematic robot shown here 10 a total of three mutually coupled identical actuating arms 20 it may also be called a tripod. Every upper arm 22 of the three control arms 20 is pivotable on the upper suspension 18 stored, wherein it by means of a separate actuator about a horizontal pivot axis 36 is mobile. The pivoting direction and mobility of each of the upper arms 22 around the horizontal pivot axes 36 is in the 2A to 2C each by rotation arrows 37 characterized.

An jedem freien Ende der drei konzentrisch an der oberen Aufhängung 18 nach außen weisenden Oberarme 22 sind jeweils die nicht gesondert angetriebenen Unterarme 24 bzw. Unterarmpaare 24 gelenkig gelagert bzw. befestigt, an deren unteren Enden wiederum der Werkzeugkopf 26 gehalten ist, der mit hier nicht näher ausgeführten separaten Antriebseinrichtungen zum Bewegen von Greifbacken, zum Drehen eines Greifers oder zum Antrieb anderer Handhabungselemente, wahlweise auch zur Führung nahezu beliebiger Werkzeuge, ausgestattet sein kann. Es kann sich hierbei wahlweise um einen elektromotorischen, um einen elektromagnetischen oder um einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb handeln, wobei auch Kombinationen mehrerer solcher Antriebe möglich sind. Der Antrieb ist Teil des Manipulators 16 bzw. des Werkzeugkopfes 26 und dient der Bewegung von Greif- und/oder Fertigungswerkzeugen oder anderer Handhabungselemente, die dort angeordnet sind. At each free end of the three concentric to the upper suspension 18 outward-pointing upper arms 22 are each not separately driven forearms 24 or forearm pairs 24 hinged stored or attached, at the lower ends turn the tool head 26 is held, which can be equipped with not detailed here separate drive means for moving gripping jaws, for rotating a gripper or for driving other handling elements, optionally also for guiding almost any tools. It may be either an electromotive, an electromagnetic or a pneumatic or hydraulic drive, where combinations of several such drives are possible. The drive is part of the manipulator 16 or the tool head 26 and serves to move gripping and / or manufacturing tools or other handling elements located there.

Die Unterarme 24 sind jeweils durch Strebenpaare 38, d.h. durch ein Paar gleich langer und gleichartiger Streben 40 gebildet, die jeweils die Verbindung zwischen stirnseitigen Gelenkabschnitten 42 der jeweiligen Oberarme 22 und dem im Bewegungsraum 30 (vgl. 1) beweglichen Werkzeugkopf 26 herstellen. Die Streben 40 sind jeweils an ihren beiden Enden in mehrachsig beweglichen Gelenken 44 mit den Gelenkabschnitten 42 der Oberarme 22 bzw. mit dem Werkzeugkopf 26 verbunden. Diese mehrachsig beweglichen Gelenke 44 können bspw. durch Kugelgelenke o. dgl. gebildet sein, die eine Beweglichkeit um mehr als eine Schwenkachse erlauben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2A bis 2C handelt es sich bei den Gelenken um relativ einfach aufgebaute Scharniergelenke, die den stirnseitig gelagerten Streben 40 jeweils Schwenkbewegungen um zwei Achsen erlauben, wobei die zweite Schwenkachse mit der Rotation der ersten Schwenkachse mitrotiert, so dass sich insgesamt eine freie Beweglichkeit ergibt, wie sich auch ein Kugelgelenk ermöglicht. The forearms 24 are each by striving pairs 38 ie through a pair of equally long and similar struts 40 formed, each the connection between frontal hinge sections 42 the respective upper arms 22 and in the movement room 30 (see. 1 ) movable tool head 26 produce. The aspiration 40 are each at its two ends in multi-axially movable joints 44 with the joint sections 42 the upper arms 22 or with the tool head 26 connected. These multiaxial moving joints 44 can be formed, for example, by ball joints o. The like., Which allow mobility by more than one pivot axis. In the illustrated embodiment of the 2A to 2C If the joints are relatively simple hinged joints, the frontally mounted struts 40 allow each pivoting movements about two axes, wherein the second pivot axis rotates with the rotation of the first pivot axis, so that overall results in a free mobility, as well as a ball joint allows.

Die die Strebenpaare 38 der Unterarme 24 lagernden stirnseitig an den Oberarmen 22 angeordneten Gelenkabschnitte 42 sind zudem jeweils um Längsachsen 46 der Oberarme 22 verdrehbar, was durch die weiteren Rotationspfeile 47 angedeutet ist. Wahlweise kann auch ein längerer Abschnitt des Oberarms 22 um seine Längsachse 46 rotieren (Pfeil 47), was hier jedoch nicht gezeigt ist. Für diese Rotation 47 der Oberarme 22 um ihre jeweiligen Längsachsen 46 ist zumindest ein Antrieb erforderlich, der einen der Gelenkabschnitte 42 in Pfeilrichtung 47 rotieren lässt. Die jeweils anderen Oberarme 22 bzw. Gelenkabschnitte 42 sind ebenfalls um ihre Längsachsen 46 drehbar, benötigen jedoch nicht zwingend einen eigenen Antrieb hierfür, da sie über die Aufhängungen der Strebenpaare 38 zwischen dem Werkzeugkopf 26 und den Gelenkabschnitten 42 der Oberarme 22 zwangsläufig mitgedreht werden. Der Antrieb für die Drehung 47 eines der Oberarme 22 bzw. seines Gelenkarms 42 bzw. die Antriebe für die Drehung 47 der Oberarme 22 bzw. ihrer Gelenkarme 42 sind in den 2A bis 2C nicht gesondert kenntlich gemacht. The striving pairs 38 the forearms 24 lying frontally on the upper arms 22 arranged joint sections 42 are also each about longitudinal axes 46 the upper arms 22 rotatable, resulting in the other rotation arrows 47 is indicated. Optionally, even a longer section of the upper arm 22 around its longitudinal axis 46 rotate (arrow 47 ), which is not shown here. For this rotation 47 the upper arms 22 around their respective longitudinal axes 46 At least one drive is required, one of the joint sections 42 in the direction of the arrow 47 to rotate. The other upper arms 22 or joint sections 42 are also around their longitudinal axes 46 rotatable, but do not necessarily need its own drive for this, as they are on the suspensions of the strut pairs 38 between the tool head 26 and the joint sections 42 the upper arms 22 inevitably be turned. The drive for the rotation 47 one of the upper arms 22 or his articulated arm 42 or the drives for the rotation 47 the upper arms 22 or their articulated arms 42 are in the 2A to 2C not indicated separately.

Die 2A lässt eine beginnende leichte Neigung des Werkzeugkopfes 26 gegenüber einer durch den Werkzeugkopf 26 verlaufenden Vertikalen 48 erkennen, die durch eine leichte Rotation 47 der Gelenkabschnitte 42 der Oberarme 22 um deren Längsachsen 46 eingeleitet wird. Die Neigung des Werkzeugkopfes 26 beträgt zunächst nur wenige Winkelgrade (2A), während der Werkzeugkopf 26 in der Einstellung der 2B bereits deutlich stärker geneigt und in der Einstellung der 2C nochmals stärker geneigt ist. Die Neigung ist zumindest durch die maximalen Schwenkwinkel der mehrachsig beweglichen Gelenke 44 an den oberen und unteren Enden der Streben 40 begrenzt, ggf. auch durch aneinander stoßende Streben 40 der Strebenpaare 38, so dass es normalerweise sinnvoll ist, den maximalen Schwenkwinkel 47 am jeweiligen Oberarm 22 bzw. an dessen Gelenkabschnitt 42 zu begrenzen. The 2A leaves a beginning slight inclination of the tool head 26 opposite one through the tool head 26 running vertical 48 recognize that by a slight rotation 47 the joint sections 42 the upper arms 22 around their longitudinal axes 46 is initiated. The inclination of the tool head 26 is initially only a few degrees ( 2A ) while the tool head 26 in the setting of 2 B already much more inclined and in the attitude of 2C is even more inclined. The inclination is at least due to the maximum tilt angle of the multi-axis movable joints 44 at the upper and lower ends of the struts 40 limited, possibly also by abutting struts 40 the strut pairs 38 so it usually makes sense to set the maximum swivel angle 47 on the respective upper arm 22 or at its joint portion 42 to limit.

Die Steuerung der Schwenkbewegungen 47 der Gelenkabschnitte 42 wird vorzugsweise ebenso von einer hier nicht gezeigten zentralen Steuerung vorgegeben, die auch die Stellbewegungen 37 der Oberarme 22 um ihre horizontalen Schwenkachsen 36 und damit die Positionierung des Werkzeugkopfes 26 bzw. des Manipulators 16 innerhalb des Bewegungsraumes 30 vorgibt. The control of the swivel movements 47 the joint sections 42 is preferably also from a central control, not shown here given, which also the adjusting movements 37 the upper arms 22 around their horizontal pivot axes 36 and thus the positioning of the tool head 26 or the manipulator 16 within the movement room 30 pretends.

Wie es die 2A bis 2C erkennen lassen, sind die Abstände der Gelenke 44 der Streben 40 jedes Strebenpaares 38 am oberen Gelenkabschnitt 42 des jeweiligen Oberarmes 22 und am Werkzeugkopf 26 jeweils gleich, so dass sich bei allen Schwenk- und Verstellbewegungen jeweils eine annähernde Parallelität der Streben 40 jedes Unterarmes 24 ergibt. Diese Parallelität ist notwendig, da sich ansonsten klemmende Effekte, ein erhöhter Widerstand gegen Stellbewegungen sowie eine mangelhafte Präzision bei der Positionierung des Werkzeugkopfes 26 des Manipulators 16 ergeben könnten. Like the 2A to 2C Recognize are the distances of the joints 44 the aspiration 40 each strut pair 38 at the upper joint section 42 of the respective upper arm 22 and on the tool head 26 in each case the same, so that in each case an approximate parallelism of the struts in all pivoting and adjusting movements 40 every forearm 24 results. This parallelism is necessary because otherwise clamping effects, increased resistance to positioning movements and a lack of precision in the positioning of the tool head 26 of the manipulator 16 could result.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform anhand der 1 und 2A bis 2C beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. The invention has been described with reference to a preferred embodiment with reference to 1 and 2A to 2C described. However, it will be apparent to those skilled in the art that modifications or changes may be made to the invention without departing from the scope of the following claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Roboter, Parallelkinematik-Roboter, Deltakinematik-Roboter Robots, parallel kinematic robots, delta kinematics robots
1212: Förderabschnitt, Horizontalförderabschnitt, Horizontalfördereinrichtung Conveyor section, horizontal conveyor section, horizontal conveyor
1414: Vorrichtung, Handhabungs-, Förder-, Gruppierungs-, Verpackungsvorrichtung Device, handling, conveying, grouping, packaging device
1616: Greifeinheit, Manipulationseinheit, Manipulator Gripping unit, manipulation unit, manipulator
1818: obere Aufhängung upper suspension
2020: Stellarm, Gelenkarm Actuator arm, articulated arm
2222: Oberarm, oberer Armabschnitt Upper arm, upper arm section
2424: Unterarm, unterer Armabschnitt Forearm, lower arm section
2626: Koppelabschnitt, Tool-Center-Point (TCP), Werkzeugträger, Werkzeugkopf Coupling section, Tool Center Point (TCP), tool carrier, tool head
2828: Greifeinrichtung gripper
3030: Bewegungsraum, Arbeitsraum Movement room, work space
3232: Stützträger support beam
3434: Rahmengestell, Rahmen Frame, frame
3636: horizontale Schwenkachse (des Oberarms), Längsachse horizontal pivot axis (of the upper arm), longitudinal axis
3737: Rotationsrichtung (des Oberarms um seine horizontale Schwenkachse) Rotation direction (of the upper arm around its horizontal pivot axis)
3838: Strebenpaar (des Unterarms) Struts pair (of the forearm)
4040: Strebe (des Unterarms) Strut (of the forearm)
4242: Gelenkabschnitt (des Oberarms), gelenkige Lagerung (des Unterarms am Oberarm) Joint portion (of the upper arm), articulated support (of the forearm on the upper arm)
4444: mehrachsig bewegliches Gelenk (der Strebe), Kugelgelenk multiaxial movable joint (the strut), ball joint
4646: Längsachse (des Oberarms) Longitudinal axis (of the upper arm)
4747: Rotationsrichtung (des Oberarms um seine Längsachse), Rotation, Drehwinkel Rotation direction (of the upper arm around its longitudinal axis), rotation, angle of rotation
4848: Vertikale (durch den Werkzeugkopf bzw. Koppelabschnitt oder TCP) Vertical (through the tool head or coupling section or TCP)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2388216 A1 [0003]
DE 102010006155 A1 [0007]
DE 102013208082 A1 [0007]
US 8210068 B1 [0007]
DE 102013106004 B1 [0032]
DE 102013106004 A1 [0036]

Claims

Parallel kinematics robot ( 10 ), comprising: - a suspension ( 18 ) or base, on which at least two separately driven and independently movable actuating arms ( 20 ) are articulated or mounted, each by a movable upper arm by means of drive ( 22 ) and an articulated lower arm ( 24 ), and - one on the forearms ( 24 ) of the at least two actuating arms ( 20 ) articulated and by means of movements of the actuating arms ( 20 ) within a definable range of motion ( 30 ) movable manipulator ( 16 ) and / or tool holder or tool head ( 26 ); with the forearms ( 24 ) each have a mechanical connection between the manipulator ( 16 ) and / or tool holder or tool head ( 26 ) and the upper arms ( 22 ), and with rotations of the upper arms ( 22 ) about their respective longitudinal axes ( 46 ) and / or a rotation of at least one on one of the upper arms ( 22 ) hinged storage ( 42 ) for each forearm ( 24 ) or turns of the upper arms ( 22 ) hinged bearings ( 42 ) for the respective forearms ( 24 ) about the respective longitudinal axes ( 46 ) of the upper arms ( 22 ) an inclination of the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) varies.

A parallel kinematic robot according to claim 1, wherein at least one of the at least two forearms ( 24 ) by at least two spaced and parallel struts ( 40 ) formed with a first end in each case on one of the upper arms ( 22 ) and with a second end respectively at the manipulator ( 16 ) and / or on the tool holder or tool head ( 26 ) are hinged.

The parallel kinematic robot of claim 1, wherein at least two of three or more forearms ( 24 ) each by at least two spaced and parallel struts ( 40 ) are formed, each having a first end on one of the upper arms ( 22 ) and with a second end respectively at the manipulator ( 16 ) and / or on the tool holder or tool head ( 26 ) are hinged.

A parallel kinematic robot as claimed in claim 2 or 3, in which the ones around its longitudinal axes ( 36 ) rotatable upper arms ( 22 ) and / or around the longitudinal axes ( 36 ) of the upper arms ( 22 ) rotatable articulated bearings ( 42 ) of the forearms ( 24 ) over which the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) holding forearms ( 24 ) and at least one of the manipulator and / or the tool holder or tool head ( 26 ) holding struts pair ( 38 ) one of the forearms ( 24 ) or via the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) striving pairs ( 38 ) of the forearms ( 24 ) the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) in its inclination.

Parallel kinematic robot according to one of claims 1 to 4, wherein at least one of the upper arms ( 22 ) with a rotary drive for twisting the upper arm ( 22 ) and / or on the at least one upper arm ( 22 ) hinged storage ( 42 ) of the forearms ( 24 ) about its longitudinal axis ( 46 ) Is provided.

Parallel kinematic robot according to one of claims 1 to 5, which has a maximum or limited angle of rotation ( 47 ) around its respective longitudinal axis ( 46 ) rotatable upper arms ( 22 ) and / or on the upper arms ( 22 ) hinged bearings ( 42 ) of the forearms ( 24 ) having.

Parallel kinematic robot according to one of claims 1 to 6, wherein at least the head or a head-side hinge portion ( 42 ) of the upper arm ( 22 ) about its longitudinal axis ( 46 ) is rotatable.

Parallel kinematic robot according to one of Claims 1 to 7, in which the strut pair ( 38 ) of the at least one bipartite lower arm ( 24 ) on both sides of a joint or joint section ( 42 ) of the upper arm ( 22 ) in multiaxially movable joints ( 44 ) or ball joints is mounted.

Parallel kinematic robot according to one of claims 1 to 8, in which the strut pair ( 38 ) of the at least one bipartite lower arm ( 24 ) in two places on the manipulator ( 16 ) and / or on the tool holder or tool head ( 26 ) in multiaxially movable joints ( 44 ) or ball joints are stored.

Parallel kinematics robot ( 10 ) according to one of claims 1 to 9 for handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods or the like, wherein the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) comprises means or means for gripping and / or handling the articles, groupings, packages, piece goods, packaged and / or piece goods and with the forearms ( 24 ) of the at least two actuating arms ( 20 ) is mechanically coupled, so that by a movement of one or more of the at least two actuating arms ( 20 ) a position of the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) and that by their about their longitudinal axes ( 36 ) rotatable upper arms ( 22 ) or around the longitudinal axes ( 36 ) of the upper arms ( 22 ) rotatable gelenikgen bearings of the forearms ( 24 ) the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or Tool head ( 26 ) can be adjusted in its inclination.

Method for handling and / or controlling a parallel kinematic robot ( 10 ), in particular according to one of claims 1 to 10, which comprises at least the following components: - a suspension ( 18 ) or base, on which at least two separately driven and independently movable actuating arms ( 20 ) are articulated or mounted, each by a movable upper arm by means of drive ( 22 ) and an articulated lower arm ( 24 ), and - one on the forearms ( 24 ) of the at least two actuating arms ( 20 ) articulated and by means of movements of the actuating arms ( 20 ) within a definable range of motion ( 30 ) movable manipulator ( 16 ) and / or tool holder or tool head ( 26 ); - with the forearms ( 24 ) each have a mechanical connection between the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) and the upper arms ( 22 ), and with rotations of the upper arms ( 22 ) about their respective longitudinal axes ( 46 ) and / or a rotation of at least one on one of the upper arms ( 22 ) hinged storage ( 42 ) for each forearm ( 24 ) or turns of the upper arms ( 22 ) hinged bearings ( 42 ) for the respective forearms ( 24 ) about the respective longitudinal axes ( 46 ) of the upper arms ( 22 ) an inclination of the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head varies.

The method of claim 11, wherein at least one of the at least two forearms ( 24 ) by at least two spaced and parallel struts ( 40 ) formed with a first end in each case on one of the upper arms ( 22 ) and with a second end respectively at the manipulator ( 16 ) and / or on the tool holder or tool head ( 26 ) are hinged, the upper arms ( 22 ) and / or one on the upper arms ( 22 ) located articulated storage of the forearms ( 24 ) for a change in inclination of the forearms ( 24 ) suspended manipulator ( 16 ) and / or tool holder or tool head ( 26 ) each about their longitudinal axis ( 46 ) are twisted.

Method according to claim 11 or 12, wherein at least one of the upper arms ( 22 ) or an arm portion and / or on the upper arms ( 22 ) located articulated storage of the forearms ( 24 ) by means of a rotary drive about its longitudinal axis ( 46 ), while the other upper arms ( 22 ) or their arm sections passively turn or twisted by their own associated rotary actuators.

Method according to one of Claims 11 to 13, in which the upper arms ( 22 ) and / or on the upper arms ( 22 ) located articulated storage of the forearms ( 24 ) each by a defined and limited angle of rotation ( 47 ) about their respective longitudinal axis ( 46 ) are twisted.

Method according to one of claims 11 to 14 for handling and / or controlling a parallel kinematic robot ( 10 ), which is used for stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods or the like, wherein with the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) comprises the respective articles, groupings, packages, piece goods, container and / or piece goods and positioned, moved, rotated and / or inclination changes of the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ) are changed in their position.