DE102015219610A1

DE102015219610A1 - Parallel kinematic robot and method of handling same

Info

Publication number: DE102015219610A1
Application number: DE102015219610.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Zeiner; Kurt Perl
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2017-04-13

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. Zumindest einem der Stellarme (20) ist ein gegen mechanischen Widerstand auslösendes Stellelement (36) zugeordnet, das eine in einem Sollzustand des Parallelkinematik-Roboters (10) bzw. seiner Stellarme (20) wirksame definierte Ausgangslage und mindestens eine von der Ausgangslage geometrisch abweichende, bei auf wenigstens einen der Stellarme (20) wirkender Überlast einstellbare und reversibel in die Ausgangslage zurückführbare Knick-, Schwenk- oder Drehlage vorsieht.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). At least one of the actuating arms (20) is assigned an actuating element (36) which triggers against mechanical resistance and which has a defined starting position which is effective in a nominal state of the parallel kinematics robot (10) or its actuating arms (20) and at least one geometrically deviating from the starting position. with adjustable on at least one of the actuating arms (20) overload and reversible in the initial position traceable kinking, pivoting or rotational position provides.

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 14. 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 independent method claim 14.

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 wahlweise 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. Typischerweise sind alle Unterarme jeweils aus solchen als Parallelogrammgestänge fungierenden Strebenpaaren gebildet. Das an den Unterarmen gelenkig aufgehängte 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 can optionally consist of two linkage elements, also referred to as ellipses and spokes, forming a parallelogram linkage, in order to guide the coupling element in at least one predetermined orientation relative to the base. Typically, all lower arms are each formed from such acting as Parallelogrammgestänge struts pairs. The coupling element hinged to the forearms serves as a working platform, which in practice is also referred to 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 kann innerhalb des Bewegungsraumes in sehr kurzer Zeit jeweils alle gewünschten Verstellbewegungen ausführen, um seinen Manipulationsaufgaben und/oder seinen Anforderungen als Werkzeugkopf gerecht zu werden. Sofern jedoch unvorhergesehene Ereignisse auftreten, wie etwa ein nicht ordnungsgemäß oder erwartungsgemäß platziertes Werkstück, dem sich der Werkzeugkopf mit geringer Distanz nähern soll, oder wie etwa ein zu handhabendes und/oder zu greifendes Gebinde oder Stückgut, das gegenüber seiner zu erwartenden Position verdreht und/oder verschoben ist, drohen Kollisionen des Manipulators, Werkzeugkopfes bzw. Werkzeughalters mit dem jeweiligen Gegenstand oder Werkstück. Eine solche Kollision, die unter Umständen mit einer hohen Aufprallgeschwindigkeit eines der Stellarme und/oder des Manipulators, Werkzeugkopfes bzw. Werkzeughalters mit dem jeweiligen Gegenstand oder Werkstück verbunden sein kann, führt bestenfalls zu einer ungewollten Unterbrechung im Handhabungsablauf und im Steuerprogramm des Parallelkinematik-Roboters, da dieser normalerweise erst dann in seinem Programm fortfahren kann, bis das Hindernis beseitigt wurde. Im ungünstigsten Fall führt eine solche Kollision jedoch zu einer Beschädigung eines der Bauteile des Parallelkinematik-Roboters, so etwa zu einem verbogenen oder geknickten Unterarm oder zu einer Gelenkbeschädigung oder zu anderen Beschädigungen, die einen Maschinenstopp unabdingbar machen, um die Beschädigungen zu beseitigen und den Roboter auf seine einwandfreie Funktion zu überprüfen, ggf. inklusive einer Neukalibrierung, um die positionsgenauen Stellbewegungen weiterhin sicherstellen zu können. The work platform or the Tool Center Point can execute all desired adjustment movements within the movement space in a very short time, in order to achieve its own Manipulation tasks and / or meet its requirements as a tool head. However, if unforeseen events occur, such as an improperly or expectedly placed workpiece that the tool head is to approach at a small distance, or such as a handled or tangible bundle or package that is twisted relative to its expected position and / or or is displaced, threaten collisions of the manipulator, tool head or tool holder with the respective object or workpiece. Such a collision, which may possibly be associated with a high impact speed of one of the actuating arms and / or the manipulator, tool head or tool holder with the respective object or workpiece, leads at best to an unwanted interruption in the handling sequence and in the control program of the parallel kinematic robot, as this usually only then can continue in its program until the obstacle has been eliminated. In the worst case, however, such a collision leads to damage of one of the components of the parallel kinematic robot, such as a bent or kinked lower arm or joint damage or other damage that make a machine stop indispensable to eliminate the damage and the robot to check that it is working properly, including, if necessary, a recalibration in order to be able to continue to ensure position-accurate positioning movements.

Zwar können derartige Manipulationsroboter über Einrichtungen zur Kollisionserkennung und/oder -vermeidung verfügen, doch können auch diese Systeme unter bestimmten Umständen versagen oder unzureichend funktionieren, was etwa bei sich bewegenden Werkstücken oder Stückgütern der Fall sein kann, die plötzlich die Bewegungsbahn des Stellarms kreuzen, so dass dessen aktuelle Stellbewegung nicht mehr schnell genug verzögert oder gestoppt werden kann. While such robotic manipulators may include collision detection and / or avoidance features, these systems may fail or function inadequately under certain circumstances, such as with moving workpieces or piece goods that suddenly intersect the trajectory of the actuator arm that its current positioning movement can not be delayed or stopped fast enough.

Insbesondere angesichts der letztgenannten Problematiken und Risiken kann ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, einen Parallelkinematik-Roboter in einer Weise auszustatten, dass bei dessen Bewegungen ungewollte und nicht zu vermeidende Kollisionen entweder zu einem reduzierten Beschädigungsrisiko führen oder dass die oben genannten Beschädigungen sogar weitgehend vermieden werden können. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein in entsprechender Weise verbessertes Verfahren zur Handhabung und/oder Steuerung eines solchen Parallelkinematik-Roboters vorzuschlagen, bei dem das Beschädigungsrisiko durch Kollisionen eines beweglichen Teils mit Werkstücken oder Gegenständen deutlich reduziert werden kann. In particular, in view of the latter problems and risks, a primary object of the present invention can be seen in equipping a parallel kinematic robot in such a way that unwanted and unavoidable collisions in its movements either lead to a reduced risk of damage or even the above-mentioned damages can be largely avoided. A further object of the invention is to propose a correspondingly improved method for handling and / or controlling such a parallel kinematic robot, in which the risk of damage can be significantly reduced by collisions of a moving part with workpieces or objects.

Das erstgenannte 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. The first 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. Somit ist vorgesehen, dass die Unterarme jeweils eine mechanische Verbindung zwischen dem Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf und den Oberarmen herstellen. 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, if necessary, by changes in the pivoting ranges of the driven upper arms, by changes in position of the upper or lower suspension or base as well as by relative position changes of Suspensions or hinges of the upper arms are varied to each other. Thus, 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.

Erfindungsgemäß ist zumindest einem der wenigstens zwei Stellarme ein gegen mechanischen Widerstand auslösendes Stellelement zugeordnet, das eine in einem Sollzustand des Parallelkinematik-Roboters bzw. seiner Stellarme wirksame definierte Ausgangslage und mindestens eine von der Ausgangslage geometrisch abweichende, bei auf wenigstens einen der Stellarme wirkender Überlast einstellbare und reversibel in die Ausgangslage zurückführbare Knick-, Schwenk- oder Drehlage vorsieht. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass zumindest einer der Oberarme und/oder der Unterarme wenigstens eines der Gelenkarme mindestens eine Überlastkupplung und/oder einen bei Überlast und/oder bei einer Kollision auslösendes mechanisches Dämpfungselement aufweist, so dass Kollisionen des Manipulators, des Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes und/oder eines der Stellarme mit einem unnachgiebigen Hindernis nicht zu mechanischen Beschädigungen führen, sondern allenfalls nur zu einer kurzzeitigen Unterbrechung des Handhabungs- und/oder Fertigungsablaufs, bei dem/denen der Parallelkinematik-Roboter eingesetzt wird. According to the invention, at least one of the at least two actuating arms is associated with an actuating element which triggers mechanical resistance and which defines a starting position that is effective in a desired state of the parallel kinematics robot or its actuating arms and at least one geometrically deviating from the initial position and adjustable when acting on at least one of the actuating arms and reversible to the initial position traceable kinking, pivoting or rotational position provides. In this case, provision can be made, in particular, for at least one of the upper arms and / or the lower arms of at least one of the articulated arms to have at least one overload clutch and / or a mechanical damping element triggering in the event of overload and / or collision, such that collisions of the manipulator, tool holder or tool head and / or one of the actuating arms with an unyielding obstacle does not lead to mechanical damage, but at best only to a brief interruption of the handling and / or manufacturing process, in which / which the parallel kinematic robot is used.

Bei dem erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboter kann bspw. wenigstens eine der Überlastkupplungen und/oder wenigstens eines der mechanischen Dämpfungselemente durch eine Linearführung gebildet sein, die parallel zu einer Längserstreckungsrichtung des die Linearführung jeweils enthaltenden Unterarms angeordnet ist. Eine solche Linearführung kann insbesondere als teleskopierbares Element ausgebildet sein, das gegen die Rückstellkraft einer Feder oder auch dauerhaft verstellt, komprimiert und/oder in Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Unterarms verschoben werden kann. Wahlweise können diese Linearführungen bzw. teleskopierbaren Elemente in jedem Unterarm eingebaut sein, so dass jegliche Kollisionen des Manipulators bzw. Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes aufgefangen und abgemildert bzw. kompensiert werden können, indem die Linearführungen elastisch oder durch reversibles Längsverschieben nachgeben. In the parallel-kinematics robot according to the invention, for example, at least one of the overload clutches and / or at least one of the mechanical damping elements may be formed by a linear guide which is arranged parallel to a longitudinal extension direction of the lower arm respectively containing the linear guide. Such a linear guide can be designed, in particular, as a telescopic element, which can be permanently adjusted, compressed and / or displaced in the longitudinal direction of extension of the respective lower arm against the restoring force of a spring. Optionally, these linear guides or telescopic elements can be installed in each lower arm, so that any collisions of the manipulator or tool holder or tool head can be collected and mitigated or compensated by the linear guides yield elastically or by reversible longitudinal displacement.

Vorzugsweise bildet die wenigstens eine Linearführung eine mechanische Verbindung zwischen dem jeweiligen Unterarm und dem Manipulator und/oder dem Werkzeughalter oder Werkzeugkopf. Sinnvollerweise ist jeder Unterarm bzw. jede einzelne Strebe von paarweise ausgebildeten Unterarmstreben mit einer solchen Linearführung ausgestattet, so dass alle diese Linearführungen die mechanischen Verbindungen zwischen den jeweiligen Unterarmen und dem Manipulator und/oder dem Werkzeughalter oder Werkzeugkopf bilden. Bei dieser zuletzt genannten bevorzugten Ausführungsvariante des Parallelkinematik-Roboters sind alle Stellarme mit gleichartigen Überlastkupplungen und/oder mechanischen Dämpfungselementen bzw. mit gleichartigen Linearführungen in den Unterarmen ausgestattet, so dass jeglichen Kollisionen des Manipulators und/oder dem Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes aus beliebigen Richtungen innerhalb des Bewegungsraumes begegnet werden kann. Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters können der Manipulator und/oder der Werkzeughalter oder Werkzeugkopf über elastische Gelenkverbindungen an den Unterarmen gelenkig aufgehängt sein. Preferably, the at least one linear guide forms a mechanical connection between the respective lower arm and the manipulator and / or the tool holder or tool head. It makes sense to each forearm or each strut of paired forearm struts equipped with such a linear guide, so that all these linear guides form the mechanical connections between the respective forearms and the manipulator and / or the tool holder or tool head. In this last-mentioned preferred embodiment of the parallel kinematic robot all control arms are equipped with similar overload clutches and / or mechanical damping elements or with similar linear guides in the forearms, so that any collisions of the manipulator and / or the tool holder or tool head from any direction within the movement space can be countered. In this variant of the parallel kinematics robot according to the invention, the manipulator and / or the tool holder or tool head can be suspended by means of elastic joint connections on the forearms in an articulated manner.

Sinnvollerweise sind den die mechanischen Dämpfungselemente bzw. die Überlastkupplungen bildenden Linearführungen in den Unterarmen jeweils definierbare Verstellwege und reversible Stellwege zugeordnet. Wie erwähnt, kann es sinnvoll sein, diesen Verstellwegen jeweils elastische Rückstellkräfte aufzuprägen, so dass die mechanischen Dämpfungselemente bzw. die Überlastkupplungen nach jeder Aktivierung wieder selbsttätig ihre jeweiligen Ausgangsstellungen einnehmen. Da eine solche federunterstützte Elastizität jedoch bei schnellen Stellbewegungen zu unerwünschten Schwingungs- und/oder Resonanzeffekten oder auch zu ungünstigen Einflüssen hinsichtlich der anzustrebenden Stellpräzision bzw. Positionsgenauigkeit bei der Bewegungssteuerung des Manipulators oder Werkzeughalters bzw. Werkzeugkopfes führen können, ist es ggf. sinnvoll, die nachgebenden Linearführungen bzw. Überlastkupplungen oder mechanischen Dämpfungselemente nicht selbsttätig in ihre Ausgangslagen zurückgleiten zu lassen, sondern eine manuelle oder gesteuerte Rückstellung in die neutrale Ausgangslage vorzusehen, was ggf. mit einer Überprüfung der Kalibrierungssituation der beweglichen Teile verbunden werden kann. Hierdurch kann die gewünschte hochpräzise Steuerbarkeit und Positionierbarkeit des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters auch nach Kollisionsereignissen weiterhin aufrechterhalten und gewährleistet werden. It makes sense that each of the mechanical damping elements and the overload clutches forming linear guides in the forearms are assigned definable adjustment paths and reversible travel paths. As mentioned, it may be useful to these adjustment paths respectively impose elastic restoring forces, so that the mechanical damping elements or the overload clutches resume their respective starting positions automatically after each activation. However, since such spring-assisted elasticity can lead to undesired vibration and / or resonance effects or unfavorable influences with regard to the desired positioning accuracy or positional accuracy in the motion control of the manipulator or tool holder or tool head, it may be appropriate to give in the yielding Linear guides or overload clutches or mechanical damping elements do not automatically slide back to their original positions, but to provide a manual or controlled return to the neutral starting position, which may be connected to a review of the calibration situation of the moving parts. In this way, the desired high-precision controllability and positionability of the parallel kinematic robot according to the invention can be maintained and ensured even after collision events.

Eine sinnvolle Ausführungsvariante der Überlastkupplungen und/oder des wenigstens einen mechanischen Dämpfungselements bzw. der Linearführung besteht in einer Ausgestaltung als Stoßdämpfer, wobei sinnvollerweise mehrere Stellarme, vorzugsweise alle Stellarme mit solchen Stoßdämpfern auszustatten sind. Diese Stoßdämpfer können z.B. Reibungselemente oder hydraulische Elemente o. dgl. aufweisen, welche in der Lage sind, höhere Kräfte aufzunehmen, als normalerweise auf die Stellarme bzw. den Manipulator, den Werkzeughalter oder Werkzeugkopf einwirken sollten. Wie bereits anhand der zuvor diskutierten Ausführungsvarianten erwähnt, kann es sinnvoll sein, den mit solchen Stoßdämpfern realisierbaren Verstellwegen jeweils elastische Rückstellkräfte aufzuprägen, so dass die Stoßdämpfer nach jeder Aktivierung wieder selbsttätig ihre jeweiligen Ausgangsstellungen einnehmen. Um jedoch die oben erwähnten Schwingungsprobleme zu vermeiden, ist es darüber hinaus sinnvoll, definierte Auslösekräfte vorzusehen, um bei auftretenden Kräften, die diese definierten Auslösekräfte nicht überschreiten, von normalen Betriebszuständen auszugehen, bei denen die Stoßdämpfer weitgehend starr bleiben und keine Längsverschiebungen zulassen. Außerdem kann es auch bei der Ausführungsvariante mit Stoßdämpfern sinnvoll sein, diese je nach Belastungsfall nicht selbsttätig in ihre jeweilige Ausgangslage zurückgleiten zu lassen, sondern eine manuelle und/oder gesteuerte Rückstellung in die neutrale Ausgangslage vorzusehen, was ggf. mit einer Überprüfung der Kalibrierungssituation der beweglichen Teile verbunden werden kann. Hierdurch kann die gewünschte hochpräzise Steuerbarkeit und Positionierbarkeit des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters auch nach Kollisionsereignissen weiterhin aufrechterhalten und gewährleistet werden. A useful embodiment variant of the overload clutches and / or of the at least one mechanical damping element or the linear guide consists in one embodiment as a shock absorber, it being sensible to equip several actuating arms, preferably all actuating arms, with such shock absorbers. These shock absorbers may e.g. Friction elements or hydraulic elements o. The like. Have, which are able to absorb higher forces than normally should act on the actuating arms or the manipulator, the tool holder or tool head. As already mentioned with reference to the previously discussed embodiments, it may be useful to impose elastic restoring forces in each case on the adjustment paths that can be realized with such shock absorbers, so that the shock absorbers automatically assume their respective starting positions again after each activation. However, in order to avoid the above-mentioned vibration problems, it is also useful to provide defined release forces in order to assume forces that do not exceed these defined release forces of normal operating conditions in which the shock absorbers remain largely rigid and allow no longitudinal displacements. In addition, it may also be useful in the embodiment with shock absorbers, they do not automatically slide back into their respective starting position depending on the load case, but to provide a manual and / or controlled provision in the neutral starting position, which possibly with a review of the calibration situation of the movable Parts can be connected. In this way, the desired high-precision controllability and positionability of the parallel kinematic robot according to the invention can be maintained and ensured even after collision events.

Eine Variante des Parallelkinematik-Roboters sieht vor, dass die mindestens eine Überlastkupplung mit magnetischen Haftelementen versehen ist, die beim Überschreiten einer definierbaren Grenzlast voneinander trennbar sind. So kann eine weitere sinnvolle Ausführungsvariante der Überlastkupplungen in einer Kombination mit magnetischen Haftelementen bestehen, wobei wiederum vorzugsweise alle Stellarme mit solchen Auslöseelementen auszustatten sind. Diese magnetisch arbeitenden Überlastkupplungen sind vorzugsweise in der Lage, bis zum Überschreiten einer definierten Grenzkraft mittels magnetischen Haftflächen die normale Betriebslage aufrechtzuerhalten und erst bei Überschreiten dieser Grenzkräfte die Haftung zu verlieren, so dass die Arme und beweglichen Teile des Roboters von den bei Kollisionen auftretenden unzulässig hohen mechanischen Belastungen freigehalten werden. Ggf. kann es auch bei dieser Ausführungsvariante sinnvoll sein, den mit solchen magnetischen Überlastkupplungen realisierbaren Verstellwegen jeweils magnetische Rückstellkräfte aufzuprägen, so dass die Überlastkupplungen nach jeder Aktivierung wieder selbsttätig ihre jeweiligen Ausgangsstellungen einnehmen können. Alternativ kann es jedoch auch sinnvoll sein, die Überlastkupplungen je nach Belastungsfall nicht selbsttätig in ihre jeweilige Ausgangslage zurückbewegen zu lassen, sondern eine manuelle und/oder gesteuerte Rückstellung in die neutrale Ausgangslage bzw. normale Betriebslage vorzusehen, was ggf. mit einer Überprüfung der Kalibrierungssituation der beweglichen Teile verbunden werden kann. Hierdurch kann die gewünschte hochpräzise Steuerbarkeit und Positionierbarkeit des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters auch nach Kollisionsereignissen weiterhin aufrechterhalten und gewährleistet werden. A variant of the parallel kinematic robot provides that the at least one overload clutch is provided with magnetic adhesive elements which are separable from each other when a definable limit load is exceeded. Thus, a further useful embodiment of the overload clutches in a combination with magnetic adhesive elements, in turn, preferably all the actuating arms are equipped with such tripping elements. These magnetically operating overload clutches are preferably able to maintain the normal operating position until a defined limit force is exceeded by means of magnetic adhesive surfaces and to lose liability only when these limit forces are exceeded, so that the arms and moving parts of the robot from the impermissibly high occurring in collisions mechanical stresses are kept free. Possibly. It may also be useful in this embodiment, impose the magnetic adjustment forces that can be realized with such magnetic overload clutches each magnetic restoring forces, so that the overload clutches after each activation again automatically assume their respective starting positions. Alternatively, it may also be useful not to let the overload clutches move back automatically depending on the load case in their respective starting position, but to provide a manual and / or controlled reset to the neutral starting position or normal operating position, which possibly with a review of the calibration situation movable parts can be connected. In this way, the desired high-precision controllability and positionability of the parallel kinematic robot according to the invention can be maintained and ensured even after collision events.

Bei einer alternativ oder ergänzend zu betrachtenden Variante des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters kann zumindest einem der Oberarme eine mit einem gegen eine Rückstellkraft schwenkbare reibungsbehaftete und/oder mit einem Rastmechanismus und/oder mit magnetischen Haftelementen ausgestattete Überlastkupplung zugeordnet sein. Bei dieser reibungsbehafteten und/oder mit magnetischen Haftelementen ausgestatteten Überlastkupplung kann es sich bspw. um eine sog. Rutschkupplung handeln. Die dem wenigstens einen Oberarm zugeordnete Überlastkupplung kann jedoch bspw. auch durch ein Knick- und/oder Biegeelement ausgebildet sein, das den Oberarm beim Auftreten einer Überlast und/oder bei einer Kollisionssituation mit einer Schwenkbewegung ausweichen lässt. Auch bei diesen genannten Kupplungselementen, die einem der Oberarme oder auch mehreren oder allen Oberarmen zugeordnet sein können, können wiederum definierte Verstellwinkel und/oder gegen elastische Rückstellkräfte und/oder reversible Verstellwinkel der Oberarme vorgesehen sein. Wie erwähnt, kann es sinnvoll sein, diesen Verstellwegen bzw. Verstellwinkeln jeweils elastische Rückstellkräfte aufzuprägen, so dass die Rutschkupplungen oder magnetischen oder sonstigen Überlastkupplungen nach jeder Aktivierung wieder selbsttätig ihre jeweiligen Ausgangsstellungen einnehmen. Da eine solche federunterstützte Elastizität oder magnetisch unterstützte Rückstellkraft jedoch bei schnellen Stellbewegungen zu unerwünschten Schwingungs- und/oder Resonanzeffekten oder auch zu ungünstigen Einflüssen hinsichtlich der anzustrebenden Stellpräzision bzw. Positionsgenauigkeit bei der Bewegungssteuerung des Manipulators oder Werkzeughalters bzw. Werkzeugkopfes führen kann, ist es ggf. sinnvoll, die nachgebenden Rutsch- bzw. Überlastkupplungen oder mechanischen Dämpfungselemente nicht selbsttätig in ihre Ausgangslagen zurückgleiten zu lassen, sondern eine manuelle oder gesteuerte Rückstellung in die neutrale Ausgangslage vorzusehen, was ggf. mit einer Überprüfung der Kalibrierungssituation der beweglichen Teile verbunden werden kann. Hierdurch kann die gewünschte hochpräzise Steuerbarkeit und Positionierbarkeit des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters auch nach Kollisionsereignissen weiterhin aufrechterhalten und gewährleistet werden. In an alternative or supplementary variant of the parallel kinematics robot according to the invention, at least one of the upper arms can be associated with an overload clutch which is pivotable against a restoring force and / or equipped with a latching mechanism and / or with magnetic adhesive elements. In this frictional and / or equipped with magnetic adhesive elements overload clutch may, for example, be a so-called. Slip clutch. However, the overload coupling assigned to the at least one upper arm can, for example, also be formed by a bending and / or bending element which allows the upper arm to escape when an overload occurs and / or in a collision situation with a pivoting movement. Also in these mentioned coupling elements, which may be assigned to one of the upper arms or even several or all upper arms, again defined adjustment angle and / or elastic restoring forces and / or reversible adjustment of the upper arms may be provided. As mentioned, it may be useful to impose elastic restoring forces on these adjustment paths or adjustment angles, so that the slip clutches or magnetic or other overload clutches automatically assume their respective starting positions again after each activation. However, since such spring-assisted elasticity or magnetically assisted restoring force can lead to undesirable vibration and / or resonance effects or unfavorable influences with regard to the desired positioning precision or positional accuracy in the motion control of the manipulator or tool holder or tool head, it may be necessary. makes sense to let the yielding slip or overload clutches or mechanical damping elements not automatically slide back into their original positions, but to provide a manual or controlled return to the neutral starting position, which may be connected to a review of the calibration situation of the moving parts. In this way, the desired high-precision controllability and positionability of the parallel kinematic robot according to the invention can be maintained and ensured even after collision events.

Für eine solche manuell unterstützte mechanische Rückstellung eignen sich bspw. Scheibenpaarungen mit federunterstützten Rastmechanismen wie bspw. Kugelrastelementen, die aus einer Raststellung gebracht werden können, um den Oberarm bei einer auftretenden Überlast oder Kollision frei drehen oder schwenken zu lassen, um durch Zurückdrehen oder Zurückschwenken in die reguläre Ausgangslage wieder durch Federunterstützung am vorgesehenen Passungsloch einzurasten. For such a manually assisted mechanical provision are, for example, disc pairings with spring-loaded locking mechanisms such as ball detents that can be brought from a detent position to rotate the upper arm in an overload or collision occurring or swing freely, by turning back or pivoting in engage the regular starting position again by spring support on the intended fit hole.

Für eine solche manuell unterstützte mechanische Rückstellung eignen sich bspw. Scheibenpaarungen mit magnetischen Haftflächen, die aus einer Raststellung gebracht werden können, um den Oberarm bei einer auftretenden Überlast oder Kollision frei drehen oder schwenken zu lassen, um die Teile durch Zurückdrehen oder Zurückschwenken in die reguläre Ausgangslage wieder durch Magnetkraftunterstützung in eine vorgesehene Position zu bringen. For such a manually assisted mechanical provision are, for example, disc pairs with magnetic adhesive surfaces that can be brought from a detent position to rotate the upper arm in an overload or collision occurring or pivot to the parts by turning back or pivoting back into the regular Starting position to bring again by magnetic force support in a designated position.

Abweichend von der erwähnten mechanischen oder manuellen Rückstellung können die Stellelemente wahlweise auch mit Aktoren ausgestattet sein, die bedarfsweise für eine gesteuerte Rückbewegung aller ausgelösten Kupplungen in den Ausgangszustand sorgen können. Notwithstanding the mentioned mechanical or manual reset, the control elements can optionally also be equipped with actuators that can, if necessary, provide for a controlled return movement of all tripped couplings in the initial state.

Eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters kann vorsehen, dass zumindest einem der Stellarme ein Sensor zur Überlast- und/oder Kollisionserkennung zugeordnet ist, dessen Signale im Hinblick einer Ansteuerung zumindest einer der Überlastkupplungen und/oder mechanischen Dämpfungselemente und/oder zur Beeinflussung einer deren mechanischer Kennwerte ausgewertet und/oder verarbeitet werden. Weiterhin kann es sinnvoll sein, zumindest einen der Antriebe für zumindest einen der Oberarme hinsichtlich seiner elektrischen Betriebskennwerte sensorisch zu überwachen und/oder auszuwerten. Hierbei kann der gesamte Antrieb als Sensor fungieren und eine Kollisionserkennung unterstützen, indem insbesondere seine Stromaufnahmewerte überwacht und mit Sollwerten verglichen werden. Auf diese Weise lassen sich bereits aus den Stromkennwerten für die Antriebsmotoren irreguläre Ereignisse oder Betriebszustände erkennen und/oder ableiten. A further embodiment variant of the parallel kinematics robot according to the invention can provide that at least one of the actuating arms is assigned a sensor for overload and / or collision detection whose signals are at least one of the overload clutches and / or mechanical damping elements and / or for influencing a their mechanical characteristics are evaluated and / or processed. Furthermore, it may be useful to sensory monitor and / or evaluate at least one of the drives for at least one of the upper arms with respect to its electrical operating parameters. In this case, the entire drive can act as a sensor and support collision detection, in particular by monitoring its current consumption values and comparing them with desired values. In this way, irregular events or operating states can already be detected and / or derived from the current characteristics for the drive motors.

Als Sensoren kommen etwa Dehnmessstreifen (DMS) an den Ober- und/oder Unterarmen in Frage, deren Signale zuverlässige Aufschlüsse über einen regulären Betriebszustand bzw. über etwaige Überlastzustände der Stellarme liefern können, wenn etwa der Manipulator oder Werkzeugkopf mit einem Gegenstand kollidiert und die Biegekräfte, die auf die Stellarme wirken, dadurch gewisse Grenzwerte überschreiten. Als Sensoren können auch Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren eingesetzt werden, die zweckmäßigerweise am Manipulator oder Werkzeugkopf bzw. Werkzeughalter positioniert werden können. Diese Sensoren können bspw. zuverlässige Informationen über abrupte Verzögerungen liefern, die einem normalerweise zu erwartenden Bewegungs- bzw. Beschleunigungsprofil widersprechen oder hiervon deutlich abweichen, dass wiederum Rückschlüsse auf Kollisionen o. dgl. ermöglicht sind. Suitable as sensors strain gauges (DMS) on the upper and / or lower arms in question, the signals can provide reliable information about a regular operating condition or over any overload conditions of the actuating arms, such as the manipulator or tool head collides with an object and the bending forces , which act on the actuating arms, thereby exceeding certain limits. As sensors and acceleration and / or rotation rate sensors can be used, which can be conveniently positioned on the manipulator or tool head or tool holder. These sensors can, for example, provide reliable information about abrupt delays, which contradict or deviate significantly from a normally expected motion or acceleration profile, so that in turn conclusions about collisions or the like are possible.

Der Parallelkinematik-Roboter gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten eignet sich insbesondere zur Handhabung, zum Stapeln und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder dergleichen, wobei der Manipulator und/oder der Werkzeughalter oder Werkzeugkopf zweckmäßigerweise ein Mittel oder mehrere Mittel zum Greifen und/oder Handhaben der Artikel, Gruppierungen, Gebinde, Stückgüter, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder auch ein geeignetes Fertigungs- und/oder Montagewerkzeug für einen industriellen Fertigungsprozess oder -teilprozess umfasst und 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 und/oder des Werkzeughalter oder Werkzeugkopfes vorgegeben werden kann. Hierbei ist zumindest einem der wenigstens zwei Stellarme ein gegen mechanischen Widerstand auslösendes Stellelement zugeordnet, das eine in einem Sollzustand des Parallelkinematik-Roboters bzw. seiner Stellarme wirksame definierte Ausgangslage und mindestens eine von der Ausgangslage geometrisch abweichende, bei auf wenigstens einen der Stellarme wirkender Überlast einstellbare und reversibel in die Ausgangslage zurückführbare Knick-, Schwenk- oder Drehlage vorsieht. The parallel kinematic robot according to one of the previously described embodiments is particularly suitable for handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, packaged and / or piece goods or the like, wherein the manipulator and / or the tool holder or Tool head expediently means or more means for gripping and / or handling of articles, groupings, containers, cargo, packaged and / or piece goods or a suitable manufacturing and / or assembly tool for an industrial manufacturing process or -teilprozess and includes the forearms the at least two actuating arms are mechanically coupled, so that a position of the manipulator and / or the tool holder or tool head can be predetermined by a movement of one or more of the at least two actuating arms. Here, at least one of the at least two actuating arms associated with a mechanical resistance triggering actuator associated with an effective in a desired state of the parallel kinematics robot or its actuating arms defined starting position and at least one of the initial position geometrically different, adjustable in at least one of the actuating arms overload and reversible to the initial position traceable kinking, pivoting or rotational position provides.

Das oben genannte weitere Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Verfahrensanspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den davon abhängigen Ansprüchen. So schlägt die vorliegende Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels ein Verfahren zur Handhabung und/oder Steuerung eines Parallelkinematik-Roboters vor, welcher insbesondere einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten entsprechen kann und welcher zumindest die nachfolgend genannten Komponenten umfasst. So umfasst der Parallelkinematik-Roboter eine Aufhängung oder Basis, an welcher wenigstens zwei separat angetriebene und unabhängig voneinander bewegbare Stellarme gelenkig befestigt bzw. gelagert sind, die jeweils durch einen mittels Antrieb bewegbaren Oberarm und einen gelenkig daran gelagerten Unterarm gebildet sind. Zudem umfasst der Roboter 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. Zumindest einem der wenigstens zwei Stellarme ist ein gegen mechanischen Widerstand auslösendes Stellelement zugeordnet, das eine in einem Sollzustand des Parallelkinematik-Roboters bzw. seiner Stellarme wirksame definierte Ausgangslage und mindestens eine von der Ausgangslage geometrisch abweichende, bei auf wenigstens einen der Stellarme wirkender Überlast einstellbare und reversibel in die Ausgangslage zurückführbare Knick-, Schwenk- oder Drehlage vorsieht. Das Verfahren dient der Handhabung eines Parallelkinematik-Roboters, bei dem zumindest einer der Oberarme und/oder der Unterarme wenigstens eines der Gelenkarme mindestens eine Überlastkupplung und/oder mechanisches Dämpfungselement aufweist, das bei einer auf den Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf und/oder bei einer auf zumindest einen der Stellarme wirkenden Überlast und/oder bei einer Kollision auslöst. The above-mentioned further object of the invention is achieved with the subject matter of the independent method claim. Features of advantageous developments of the method according to the invention can be found in the dependent claims. Thus, in order to achieve the stated aim, the present invention proposes a method for handling and / or controlling a parallel kinematic robot, which in particular may correspond to one of the previously described embodiments and which comprises at least the components mentioned below. Thus, the parallel kinematic robot comprises a suspension or base on which at least two separately driven and independently movable actuating arms are hinged or mounted, which are each formed by a movable upper arm by means of a drive and a lower arm mounted thereon. In addition, the robot comprises an articulated on the forearms of the at least two actuating arms and movable by means of movements of the actuating arms within a definable range of motion manipulator and / or tool holder or tool head. At least one of the at least two actuating arms is associated with an actuating element which triggers a mechanical resistance and which defines an initial position that is effective in a desired state of the parallel kinematics robot or its actuating arms and at least one geometrically deviating from the initial position and adjustable on at least one of the actuating arms Reversible in the initial position traceable kink, swivel or Rotary position provides. The method is used to handle a parallel kinematic robot, in which at least one of the upper arms and / or the lower arms of at least one of the articulated arms has at least one overload clutch and / or mechanical damping element, at one on the manipulator and / or tool holder or tool head and / or triggered in an overload acting on at least one of the actuating arms and / or in a collision.

Weiterhin kann das Verfahren vorsehen, dass die Signale zumindest eines Sensors ausgewertet werden, der wenigstens einem der Stellarme zugeordnet ist. Ein solcher Sensor kann im vorliegenden Zusammenhang der Überlast- und/oder Kollisionserkennung dienen, wobei die Ausgangssignale des Sensors im Hinblick einer Ansteuerung zumindest einer der Überlastkupplungen und/oder mechanischen Dämpfungselemente und/oder zur Beeinflussung einer deren mechanischer Kennwerte ausgewertet und/oder verarbeitet werden können. Furthermore, the method can provide that the signals of at least one sensor are evaluated, which is assigned to at least one of the actuating arms. Such a sensor can serve in the present context of overload and / or collision detection, wherein the output signals of the sensor with regard to a control of at least one of the overload clutches and / or mechanical damping elements and / or influencing one of their mechanical characteristics can be evaluated and / or processed ,

Alternativ oder zusätzlich kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass wenigstens einer der elektrischen Stellantriebe für zumindest einen der Oberarme hinsichtlich seiner elektrischen Betriebskennwerte sensorisch überwacht und/oder ausgewertet wird. So kann der gesamte Antrieb als Sensor fungieren und der Kollisionserkennung dienen, indem seine Stromaufnahmewerte überwacht und mit zu erwartenden Sollwerten verglichen werden, um daraus Rückschlüsse auf Unregelmäßigkeiten und/oder nicht reguläre Betriebszustände zu gewinnen. Alternatively or additionally, it may be provided in the method that at least one of the electric actuators for at least one of the upper arms is sensory monitored and / or evaluated with regard to its electrical operating parameters. Thus, the entire drive can act as a sensor and serve collision detection by monitoring its current consumption values and comparing them with expected setpoints, in order to draw conclusions about irregularities and / or abnormal operating conditions.

Um auf exakte Weise die Schwenkbewegungen der Oberarme 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 jeweils 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 Positionsveränderungen innerhalb des definierten Bewegungsraumes ausführen kann. In order to transmit the pivoting movements of the upper arms with the pivot bearings for the respective lower arms in an exact manner on the tool head or the manipulator or tool holder, it proves to be advantageous if the lower arm of at least one of the two, three or more actuating arms by two parallel Arm portions is formed, 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 execute the desired position changes within the defined range of motion through the respective parallel articulation on the upper arm and on the manipulator, tool head or TCP.

Wie bereits erwähnt, kann der Manipulator des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters 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. So kann der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten insbesondere als Industrieroboter zur Handhabung, zum Stapeln und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder dergleichen Gegenständen im Zusammenhang mit dem Transport und Beförderung, der Verarbeitung, der Verpackung und/oder der Palettierung der Artikel, Gruppierungen, Gebinde, Stückgüter und/oder Gebinde- und/oder Stückgutlagen zum Einsatz kommen und Verwendung finden. As already mentioned, the manipulator of the parallel kinematic robot according to the invention may in particular comprise one or more means for gripping and / or handling the articles, groupings, packages, piece goods, packaged and / or piece goods and mechanically coupled to the forearms of the at least two actuating arms be, so that by a movement of one or more of the at least two actuating arms, a position of the manipulator within a definable working or movement space can be specified. Thus, the parallel kinematic robot according to the invention according to one of the embodiments described above, in particular as industrial robots for handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods or the like objects in connection with the transport and Transport, processing, packaging and / or palletizing of articles, groupings, containers, general cargo and / or container and / or piece goods are used and find use.

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. So kann der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten insbesondere auch als Industrieroboter zur Führung wenigstens eines Werkzeuges im Zusammenhang mit der Fertigung, Mittel- und/oder Beschichtungsapplikation, Montage, Manipulation und/oder Handhabung in einer Fertigungs- und/oder Industrieumgebung zum Einsatz kommen und Verwendung finden. 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. Thus, the parallel kinematics robot according to the invention according to one of the embodiments described above, in particular as an industrial robot for guiding at least one tool in connection with the manufacturing, medium and / or coating application, assembly, manipulation and / or handling in a manufacturing and / or industrial environment be used and find use.

Bei diesen unterschiedlichen Einsatzfällen und Verwendungen können die oben in unterschiedlichen Ausführungsvarianten beschriebenen Maßnahmen der Kollisionsvermeidung und/oder der Vermeidung von Beschädigungen bei nicht zu vermeidenden Kollisionen mit starren oder schweren Gegenständen oder Hindernissen dienen. In these different applications and uses, the measures of collision avoidance and / or avoidance of damage described above in different variants can not avoid collisions with rigid or heavy objects or obstacles.

Wahlweise kann der Manipulator oder der 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 to be gripped and / or handled articles, groupings, containers, cargo, 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. Thus, this can be an almost arbitrary control element or an almost arbitrary drive, which can be used in connection with the use of the manipulator as a tool holder and / or for the handling of the 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.

Es sei darauf hingewiesen, dass alle Ausführungsvarianten und Merkmalskombinationen, die sich auf den erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboter beziehen oder die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboter genannt und diskutiert wurden, gleichermaßen auch auf eine Verfahrensvariante Anwendung finden und als Verfahrensvariante in Frage kommen können, ohne dass darauf gesondert hingewiesen wurde. Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass alle Ausführungsvarianten und Merkmalskombinationen, die sich auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und/oder Handhabung eines Parallelkinematik-Roboters beziehen oder die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt und diskutiert wurden, gleichermaßen auch auf eine Variante des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters Anwendung finden und als Ausführungsvariante eines solchen Roboters in Frage kommen können, ohne dass darauf gesondert hingewiesen wurde. It should be pointed out that all variants and combinations of features which relate to the parallel-kinematics robot according to the invention or which have been mentioned and discussed in connection with the parallel-kinematics robot according to the invention are likewise equally applicable to a variant of the method and can be considered as a variant of the method. without being separately advised. It should also be noted that all variants and combinations of features that relate to the inventive method for controlling and / or handling a parallel kinematic robot or have been mentioned and discussed in connection with the method according to the invention, equally on a variant of the parallel kinematic invention Robots find application and may come as a variant of such a robot in question, without being separately pointed out.

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 eine perspektivische und schematische Ansicht einer Ausführungsvariante des Delta- bzw. Parallelkinematik-Roboters gemäß 1. 2 shows a perspective and schematic view of an embodiment of the delta or parallel kinematic robot according to 1 ,

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den 1 und 2 meist 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 the same or equivalent elements of the invention are in the 1 and 2 mostly identical reference numerals 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 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 explained embodiments of the parallel kinematic robot according to the invention refer to a delta kinematics robot or parallel kinematic robot with three similar pivot arms or a so-called. Deltaroboter or so-called. Tripod, the part of a handling device or a manipulator for handling, for turning, moving or picking up items, general cargo or containers. 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. For a detailed description of the movement modes, the drives for the three pivot arms, etc. should therefore be omitted here. 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 Detailansicht der 2 lässt einige der Komponenten des Parallelkinematik-Roboters 10 deutlicher erkennen; zudem lässt die 2 noch deutlicher als die 1 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, not shown here, which, depending on the variant, optionally also for handling and / or manipulating piece goods and / or Can be used groups of packs or also of cargo and / or 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 view of the 2 leaves some of the components of the parallel kinematic robot 10 recognize more clearly; In addition, the leaves 2 even clearer than that 1 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 2 näher verdeutlicht, 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 2 to 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, 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 die beweglichen Teile des Parallelkinematik-Roboters 10 gemäß 1 sowie insbesondere die erfindungsgemäß vorgesehenen Stellelemente 36, die im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 als gegen mechanischen Widerstand auslösende, linear verschiebbare Überlastkupplungen 38 ausgebildet sind, die in den jeweiligen unteren Abschnitten 40 der Unterarme 24 Verbindungen zwischen diesen und dem Manipulator 16 bzw. dem Werkzeugkopf 26 herstellen. Wie es die 2 im Detail erkennen lässt, sind an der oberen Aufhängung 18 des gezeigten Parallelkinematik-Roboters 10 die drei Oberarme 22 der insgesamt drei Stellarme 20 in einer Weise schwenkbar verankert und aufgehängt, dass sie mittels der ihnen jeweils zugeordneten elektrischen Antriebsmotoren 42 um jeweils in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnete Schwenkachsen 44 um einen definierten Schwenkwinkel auf und ab bewegt werden können. The schematic perspective view of 2 illustrates the moving parts of the parallel kinematics robot 10 according to 1 and in particular the control elements provided according to the invention 36 , which in the embodiment shown the 2 as against mechanical resistance triggering, linearly displaceable overload clutches 38 are formed in the respective lower sections 40 the forearms 24 Connections between these and the manipulator 16 or the tool head 26 produce. Like the 2 can be seen in detail, are on the upper suspension 18 of the shown parallel kinematic robot 10 the three upper arms 22 the total of three actuating arms 20 pivotally anchored and suspended in a manner that they by means of their respective associated electric drive motors 42 about each arranged in a common horizontal plane pivot axes 44 can be moved up and down by a defined swivel angle.

An jedem freien Ende der drei konzentrisch an der oberen Aufhängung 18 nach außen weisenden und mittels der Antriebe 42 um die Schwenkachsen 44 auf und ab bewegbaren Oberarme 22 sind jeweils die nicht gesondert angetriebenen Unterarme 24 gelenkig gelagert bzw. befestigt, an deren unteren Enden 40 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 bspw. um einen optionalen elektromotorischen, um einen elektromagnetischen oder um einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb handeln, wobei auch Kombinationen mehrerer solcher Antriebe möglich sind. Sofern ein Antrieb o. dgl. vorhanden ist, ist dieser Teil des Manipulators 16 bzw. des Werkzeugkopfes 26 und dient der Bewegung von Greif- und/oder Fertigungswerkzeugen oder anderer Handhabungselemente bzw. Werkzeuge, die dort angeordnet sein können. At each free end of the three concentric to the upper suspension 18 pointing outwards and by means of the drives 42 around the swivel axes 44 up and down movable upper arms 22 are each not separately driven forearms 24 hinged stored or attached, at the lower ends 40 again 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. This may be, for example, an optional electromotive, an electromagnetic or a pneumatic or hydraulic drive, wherein combinations of several such drives are possible. If a drive o. The like. Is present, this part of the manipulator 16 or the tool head 26 and serves for the movement of gripping and / or production tools or other handling elements or tools, which may be arranged there.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Unterarme 24 aller drei vorhandenen Stellarme 20 des Parallelkinematik-Roboters 10 jeweils durch Strebenpaare 46, d.h. durch jeweils ein Paar gleich langer und gleichartiger Streben 48 gebildet, die jeweils die Verbindung zwischen stirnseitigen Gelenkabschnitten 50 der jeweiligen Oberarme 22 und dem im Bewegungsraum 30 (vgl. 1) beweglichen Werkzeugkopf 26 herstellen. Die Streben 48 sind jeweils an ihren beiden Enden in mehrachsig beweglichen Gelenken 52 mit den Gelenkabschnitten 50 der Oberarme 22 bzw. mit dem Werkzeugkopf 26 verbunden. Diese mehrachsig beweglichen Gelenke 52 können bspw. durch Kugelgelenke o. dgl. gebildet sein, die eine Beweglichkeit um mehr als eine Schwenkachse erlauben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 handelt es sich bei den Gelenken 52 um relativ einfach aufgebaute Scharniergelenke, die den stirnseitig gelagerten Streben 48 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 es auch ein Kugelgelenk ermöglicht. In the illustrated embodiment, the forearms 24 all three available actuating arms 20 of the Parallel Kinematic Robot 10 each by striving pairs 46 , ie by a pair of equal length and identical struts 48 formed, each the connection between frontal hinge sections 50 the respective upper arms 22 and in the movement room 30 (see. 1 ) movable tool head 26 produce. The aspiration 48 are each at its two ends in multi-axially movable joints 52 with the joint sections 50 the upper arms 22 or with the tool head 26 connected. These multiaxial moving joints 52 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 2 these are the joints 52 relatively simple hinged joints, the frontally mounted struts 48 each allow 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 it also allows a ball joint.

Wie es die 2 deutlich erkennen lässt, sind bei dem beispielhaft gezeigten Parallelkinematik-Roboter 10 die Überlastkupplungen 38 jeweils durch im unteren Bereich 40 jedes der Unterarme 24 angeordnete Linearführungen 54 gebildet, wobei jede einzelne Strebe 48 des Strebenpaares 46 jedes Unterarms 24 jeweils mit einer separaten Linearführung 54 ausgestattet ist, die fluchtend zur Längserstreckungsrichtung der die jeweilige Linearführung 54 jeweils enthaltenden Strebe 48 des Unterarms 24 angeordnet ist. Die gezeigten Linearführungen 54, die jeweils im unteren Bereich 40 des Unterarms 24, oberhalb des Manipulators 16 bzw. Werkzeugkopfes 26, platziert sind, sind hier jeweils als teleskopierbare Elemente 56 ausgebildet, die gegen die Rückstellkraft einer integrierten Feder und/oder dauerhaft verstellt, komprimiert und/oder in Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Strebe 48 des Unterarms 24 verschoben werden können. Wie es die 2 andeutet, können diese Linearführungen 54 bzw. teleskopierbaren Elemente 56 in jedem Unterarm 24 eingebaut sein, so dass jegliche Kollision des Manipulators 16 bzw. Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes 26 aufgefangen und abgemildert bzw. kompensiert werden kann, indem die Linearführungen 56 elastisch oder durch reversibles Längsverschieben nachgeben. Like the 2 can be clearly seen are in the example shown parallel kinematic robot 10 the overload clutches 38 each at the bottom 40 each of the forearms 24 arranged linear guides 54 formed, with each individual strut 48 of the strut pair 46 each forearm 24 each with a separate linear guide 54 is equipped, which is aligned with the longitudinal direction of the respective linear guide 54 each containing strut 48 of the forearm 24 is arranged. The shown linear guides 54 , each at the bottom 40 of the forearm 24 , above the manipulator 16 or tool head 26 , are placed here, each as telescopic elements 56 formed, which against the restoring force of an integrated spring and / or permanently adjusted, compressed and / or in the longitudinal direction of the respective strut 48 of the forearm 24 can be moved. Like the 2 suggests, these linear guides 54 or telescopic elements 56 in each forearm 24 be built in, so that any collision of the manipulator 16 or tool holder or tool head 26 collected and mitigated or compensated by the linear guides 56 yield elastically or by reversible longitudinal displacement.

Entsprechend der in 2 gezeigten Ausführungsvariante des Parallelkinematik-Roboters 10 bilden die insgesamt sechs Linearführungen 54 die mechanischen Verbindungen zwischen dem jeweiligen Unterarm 24 bzw. dessen Strebenpaare 46 und dem Manipulator 16 und/oder dem Werkzeughalter oder Werkzeugkopf 26. Dadurch sind alle Stellarme 20 des Parallelkinematik-Roboters 10 mit gleichartigen Überlastkupplungen 38 und/oder mechanischen Dämpfungselementen bzw. mit gleichartigen Linearführungen 54 in den Unterarmen 24 ausgestattet, so dass jeglichen Kollisionen des Manipulators 16 und/oder dem Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes 26 aus beliebigen Richtungen innerhalb des Bewegungsraumes 30 begegnet und Rechnung getragen werden kann. According to the in 2 shown embodiment of the parallel kinematic robot 10 form the total of six linear guides 54 the mechanical connections between the respective forearm 24 or its struts pairs 46 and the manipulator 16 and / or the tool holder or tool head 26 , As a result, all actuating arms 20 of the Parallel Kinematic Robot 10 with similar overload clutches 38 and / or mechanical damping elements or with similar linear guides 54 in the forearms 24 equipped, allowing any collisions of the manipulator 16 and / or the tool holder or tool head 26 from any direction within the movement space 30 can be met and taken into account.

Sinnvollerweise sind den die mechanischen Dämpfungselemente bzw. die Überlastkupplungen 38 bildenden Linearführungen 54 in den Unterarmen 24 jeweils definierbare Verstellwege und reversible Stellwege zugeordnet. In diesem Zusammenhang kann es sinnvoll sein, diesen Verstellwegen jeweils elastische Rückstellkräfte aufzuprägen, so dass die mechanischen Dämpfungselemente bzw. die Überlastkupplungen 38 nach jeder Aktivierung wieder selbsttätig ihre jeweiligen Ausgangsstellungen einnehmen. Da eine solche federunterstützte Elastizität jedoch bei schnellen Stellbewegungen zu unerwünschten Schwingungs- und/oder Resonanzeffekten oder auch zu ungünstigen Einflüssen hinsichtlich der anzustrebenden Stellpräzision bzw. Positionsgenauigkeit bei der Bewegungssteuerung des Manipulators 16 oder Werkzeughalters bzw. Werkzeugkopfes 26 führen können, ist es ggf. sinnvoll, die nachgebenden Linearführungen 54 bzw. Überlastkupplungen 38 oder mechanischen Dämpfungselemente nicht selbsttätig in ihre Ausgangslagen zurückgleiten zu lassen, sondern eine manuelle oder gesteuerte Rückstellung in die neutrale Ausgangslage vorzusehen, was ggf. mit einer Überprüfung der Kalibrierungssituation der beweglichen Teile verbunden werden kann. Hierdurch kann die gewünschte hochpräzise Steuerbarkeit und Positionierbarkeit des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters 10 auch nach Kollisionsereignissen weiterhin aufrechterhalten und gewährleistet werden. It makes sense that the mechanical damping elements or the overload clutches 38 forming linear guides 54 in the forearms 24 assigned definable adjustment paths and reversible travel paths. In this context, it may be useful to impose elastic restoring forces on these adjustment paths, so that the mechanical damping elements or the overload clutches 38 automatically resume their respective starting positions after each activation. However, such a spring-assisted elasticity in the case of rapid setting movements leads to undesired oscillation and / or resonance effects or also to unfavorable influences with regard to the desired setting precision or positional accuracy in the motion control of the manipulator 16 or tool holder or tool head 26 If necessary, it may make sense to use the yielding linear guides 54 or overload clutches 38 or mechanical damping elements do not automatically slide back into their original positions, but to provide a manual or controlled return to the neutral starting position, which may be connected to a review of the calibration situation of the moving parts. This allows the desired high-precision controllability and positioning of the parallel kinematics robot according to the invention 10 even after collision events continue to be maintained and guaranteed.

Die gezeigten Linearführungen 54, die hier durch teleskopierbare Elemente 56 gebildet sind, können auch als sog. Stoßdämpfer ausgebildet sein, die bspw. als Reibungselemente oder hydraulische Elemente o. dgl. wirken können, so dass sie in die Lage versetzt sind, höhere Kräfte aufzunehmen, als normalerweise auf die Stellarme 20 bzw. den Manipulator 16, den Werkzeughalter oder Werkzeugkopf 26 einwirken sollten und als im regulären Handhabungsbetrieb tatsächlich auftreten. Bei der Verwendung von Stoßdämpfern kann es sinnvoll sein, den jeweils realisierbaren Verstellwegen elastische Rückstellkräfte aufzuprägen, so dass die Stoßdämpfer nach jeder Aktivierung wieder selbsttätig ihre jeweiligen Ausgangsstellungen einnehmen. The shown linear guides 54 that are here by telescopic elements 56 may also be designed as so-called. Shock absorber, which may act, for example, as friction elements or hydraulic elements o. The like., So that they are able to absorb higher forces than normally on the actuating arms 20 or the manipulator 16 , the tool holder or tool head 26 should act and actually occur as in regular handling. When using shock absorbers, it may be useful to impose elastic restoring forces on the respectively achievable adjustment paths, so that the shock absorbers automatically assume their respective starting positions again after each activation.

Bei einer alternativen Variante des Parallelkinematik-Roboters 10 kann den Oberarmen 22 jeweils eine mit einem gegen eine Rückstellkraft schwenkbare reibungsbehaftete und/oder mit einem Rastmechanismus ausgestattete Überlastkupplung 58 zugeordnet sein, was in 2 durch einen Pfeil auf die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 42 und den schwenkbaren Oberarmen 22 angedeutet ist. Bei dieser reibungsbehafteten Überlastkupplung 58 kann es sich bspw. um eine sog. Rutschkupplung handeln. Die Überlastkupplungen 58 können definierte Verstellwinkel der Oberarme 22 vorsehen bzw. erlauben. Ggf. kann es sinnvoll sein, diesen Verstellwegen bzw. Verstellwinkeln jeweils elastische Rückstellkräfte aufzuprägen, so dass die Rutschkupplungen oder Überlastkupplungen 58 nach jeder Aktivierung wieder selbsttätig ihre jeweiligen Ausgangsstellungen einnehmen. Da eine solche federunterstützte Elastizität jedoch bei schnellen Stellbewegungen zu unerwünschten Schwingungs- und/oder Resonanzeffekten oder auch zu ungünstigen Einflüssen hinsichtlich der anzustrebenden Stellpräzision bzw. Positionsgenauigkeit bei der Bewegungssteuerung des Manipulators 16 oder Werkzeughalters bzw. Werkzeugkopfes 26 führen können, ist es ggf. sinnvoller, die nachgebenden Rutsch- bzw. Überlastkupplungen 58 oder mechanischen Dämpfungselemente nicht selbsttätig in ihre Ausgangslagen zurückgleiten zu lassen, sondern eine manuelle oder gesteuerte Rückstellung in die neutrale Ausgangslage vorzusehen, was vorzugsweise mit einer Überprüfung der Kalibrierungssituation der Stellarme 20 zu verbinden ist. Hierdurch kann die gewünschte präzise Steuerbarkeit und Positionierbarkeit des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters 10 auch nach Kollisionsereignissen weiterhin aufrechterhalten und gewährleistet werden. In an alternative variant of the parallel kinematic robot 10 can the upper arms 22 one each with a against a restoring force pivotable frictional and / or equipped with a locking mechanism overload clutch 58 be associated with what is in 2 by an arrow on the connection between the drive motor 42 and the swiveling upper arms 22 is indicated. In this frictional overload clutch 58 it may, for example, be a so-called slip clutch. The overload clutches 58 can be defined adjustment angle of the upper arms 22 provide or allow. Possibly. It may be useful to impose elastic restoring forces on these adjustment paths or adjustment angles, so that the slip clutches or overload clutches 58 automatically resume their respective starting positions after each activation. However, such a spring-assisted elasticity in the case of rapid positioning movements leads to undesired oscillation and / or resonance effects or also to unfavorable influences with regard to the desired setting precision or positional accuracy in the motion control of the manipulator 16 or tool holder or tool head 26 If necessary, it may be more appropriate to use the yielding slip or overload clutches 58 or mechanical damping elements do not automatically slide back into their original positions, but to provide a manual or controlled return to the neutral starting position, which preferably with a review of the calibration situation of the actuating arms 20 to connect. This allows the desired precise controllability and positioning of the parallel kinematics robot according to the invention 10 even after collision events continue to be maintained and guaranteed.

Für eine solche manuell unterstützte mechanische Rückstellung eignen sich bspw. Scheibenpaarungen mit federunterstützten Rastmechanismen wie bspw. Kugelrastelementen, die aus einer Raststellung gebracht werden können, um den Oberarm 22 bei einer auftretenden Überlast oder Kollision frei drehen oder schwenken zu lassen, um durch Zurückdrehen oder Zurückschwenken in die reguläre Ausgangslage wieder durch Federunterstützung am vorgesehenen Passungsloch einzurasten. For such a manually supported mechanical provision are, for example, disc pairings with spring-loaded locking mechanisms such as. Ball detents that can be brought from a detent position to the upper arm 22 If there is an overload or collision, allow it to be freely rotated or swiveled so that it locks into place again by spring support on the intended fitting hole by turning back or swiveling back into the regular starting position.

Der Parallelkinematik-Roboter 10 gemäß der beschriebenen Ausführungsvarianten eignet sich insbesondere zur Handhabung, zum Stapeln und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder dergleichen, wobei der Manipulator 16 und/oder der Werkzeughalter oder Werkzeugkopf 26 zweckmäßigerweise ein Mittel oder mehrere Mittel zum Greifen und/oder Handhaben der Artikel, Gruppierungen, Gebinde, Stückgüter, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder auch ein geeignetes Fertigungs- und/oder Montagewerkzeug für einen industriellen Fertigungsprozess oder -teilprozess umfasst und mit den Unterarmen 24 der drei Stellarme 20 mechanisch gekoppelt ist, so dass durch die Bewegungen der Stellarme 20 eine Position des Manipulators 16 und/oder des Werkzeughalter oder Werkzeugkopfes 26 vorgegeben werden kann. The parallel kinematic robot 10 according to the described embodiments is particularly suitable for handling, stacking and / or manipulating articles, groups, containers, cargo, container and / or cargo or the like, wherein the manipulator 16 and / or the tool holder or tool head 26 expediently comprises one or more means for gripping and / or handling the articles, groupings, packages, piece goods, container and / or piece goods or a suitable manufacturing and / or assembly tool for an industrial manufacturing process or sub-process and with the forearms 24 of the three control arms 20 mechanically coupled, so that by the movements of the actuating arms 20 a position of the manipulator 16 and / or the tool holder or tool head 26 can be specified.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform anhand der 1 und 2 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 2 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
24 24: 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: Stellelement actuator
3838: Überlastkupplung Overload clutch
4040: unterer Abschnitt (des Unterarms), unteres Ende lower section (forearm), lower end
4242: Antriebsmotor, elektrischer Antriebsmotor, Antrieb Drive motor, electric drive motor, drive
4444: Schwenkachse, horizontale Schwenkachse (des Oberarms) Swivel axis, horizontal swivel axis (of the upper arm)
4646: Strebenpaar (des Unterarms) Struts pair (of the forearm)
4848: Strebe (des Unterarms) Strut (of the forearm)
5050: Gelenkabschnitt (des Oberarms), gelenkige Lagerung (des Unterarms am Oberarm) Joint portion (of the upper arm), articulated support (of the forearm on the upper arm)
5252: mehrachsig bewegliches Gelenk (der Strebe), Kugelgelenk multiaxial movable joint (the strut), ball joint
5454: Linearführung linear guide
5656: teleskopierbares Element telescopic element
5858: Überlastkupplung Overload clutch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2388216 A1 [0003]
DE 102010006155 A1 [0007]
DE 102013208082 A1 [0007]
US 8210068 B1 [0007]
DE 102013106004 A1 [0040, 0044]

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 hinged or mounted, each by a drive ( 42 ) movable upper arm ( 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 ); wherein at least one of the at least two actuating arms ( 20 ) an actuating element which triggers against mechanical resistance ( 36 ) associated with one in a target state of the parallel kinematic robot ( 10 ) or its actuating arms ( 20 ) defined effective starting position and at least one of the starting position geometrically different, at least one of the actuating arms ( 20 ) acting overload provides adjustable and reversible in the initial position attributable kinking, pivoting or rotational position.

Parallel kinematic robot according to claim 1, wherein at least one of the upper arms ( 22 ) and / or forearms ( 24 ) at least one of the actuating arms ( 20 ) at least one overload clutch ( 38 . 58 ) and / or has a mechanical overload element triggering in the event of overload and / or in the event of a collision.

Parallel kinematic robot according to claim 1 or 2, wherein the at least one overload clutch ( 38 . 58 ) and / or the mechanical damping element is designed as a shock absorber or has shock-absorbing properties.

Parallel kinematic robot according to claim 1 or 2, wherein the at least one overload clutch ( 38 . 58 ) is provided with magnetic adhesive elements which are separable from each other when a definable limit load is exceeded.

Parallel kinematic robot according to one of claims 2 to 4, wherein at least one of the overload clutches ( 38 ) and / or at least one of the mechanical damping elements and / or shock absorbers by a linear guide ( 54 ) is formed, which is parallel to a longitudinal direction of the linear guide ( 54 ) each containing forearm ( 24 ) is arranged.

Parallel kinematic robot according to one of claims 2 to 5, wherein the at least one linear guide ( 54 ) a mechanical connection between the respective forearm ( 24 ) and the manipulator ( 16 ) and / or the tool holder or tool head ( 26 ).

Parallel kinematic robot according to one of claims 2 to 6, in which all actuating arms ( 20 ) with similar overload clutches ( 38 . 58 ) and / or mechanical damping elements and / or shock absorbers or with similar linear guides ( 54 ) in the forearms ( 24 ) are equipped.

Parallel kinematic robot according to one of claims 4 to 7, in which the mechanical damping elements and / or shock absorbers or the overload clutches ( 38 ) forming linear guides ( 54 ) in the forearms ( 24 ) each have definable adjustment paths and reversible travel paths.

Parallel kinematic robot according to one of Claims 1 to 3, in which the manipulator ( 16 ) and / or tool holder or tool head ( 26 ) via elastic joints on the forearms ( 24 ) is hinged.

Parallel kinematic robot according to one of claims 1 to 3, wherein at least one of the upper arms ( 22 ) one with a against a restoring force pivotable frictional and / or equipped with a locking mechanism overload clutch ( 58 ) assigned.

A parallel kinematic robot according to claim 10, wherein the at least one upper arm ( 22 ) associated overload clutch ( 58 ) is formed by a bending and / or bending element or equipped with a bending and / or bending element, which is the upper arm ( 22 ) can escape with a pivoting movement of an overload.

Parallel kinematic robot according to one of claims 1 to 11, wherein at least one of the actuating arms ( 20 ) is associated with a sensor for overload and / or collision detection, whose signals with regard to a control of at least one of the overload clutches ( 38 . 58 ) and / or mechanical damping elements and / or for influencing one of their mechanical characteristics are evaluated and / or processed.

Parallel kinematics robot ( 10 ) according to one of claims 1 to 12 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 / or a manufacturing or assembly tool and with the forearms ( 24 ) of the at least two actuating arms ( 20 ) mechanically is 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 ), wherein at least one of the at least two actuating arms ( 20 ) an actuating element which triggers against mechanical resistance ( 36 ) associated with one in a target state of the parallel kinematic robot ( 10 ) or its actuating arms ( 20 ) defined effective starting position and at least one of the starting position geometrically different, at least one of the actuating arms ( 20 ) acting overload provides adjustable and reversible in the initial position attributable kinking, pivoting or rotational position.

Method for handling and / or controlling a parallel kinematic robot ( 10 ), in particular according to one of claims 1 to 13, 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 hinged or mounted, each by a drive ( 42 ) movable upper arm ( 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 ); wherein at least one of the at least two actuating arms ( 20 ) an actuating element which triggers against mechanical resistance ( 36 ) associated with one in a target state of the parallel kinematic robot ( 10 ) or its actuating arms ( 20 ) defined effective starting position and at least one of the starting position geometrically different, at least one of the actuating arms ( 20 ) acting overload provides adjustable and reversible in the initial position attributable kinking, pivoting or rotational position.

Method according to Claim 14, in which at least one of the upper arms ( 22 ) and / or forearms ( 24 ) at least one of the joint or control arms ( 20 ) at least one overload clutch ( 38 . 58 ) and / or mechanical damping element and / or shock absorber, the / at one on the manipulator ( 16 ) and / or tool holder or tool head ( 26 ) and / or at least one of the actuating arms ( 20 ) Overload and / or triggers in a collision.

Method according to Claim 14 or 15, in which the at least one overload clutch ( 38 . 58 ) is provided with magnetic adhesive elements which are separated when a definable limit load is exceeded.

Method according to one of Claims 14 to 16, in which at least one of the actuating arms ( 20 ) is associated with a sensor for overload and / or collision detection, whose signals with regard to a control of at least one of the overload clutches ( 38 . 58 ) and / or mechanical damping elements and / or for influencing one of their mechanical characteristics are evaluated and / or processed.

Method according to Claim 17, in which at least one of the drives ( 42 ) for at least one of the upper arms ( 22 ) is sensory monitored and / or evaluated with regard to its electrical operating parameters.

Use of a parallel kinematic robot ( 10 ) according to one of claims 1 to 13 as an industrial robot for handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, general cargo, container and / or piece goods or the like objects in connection with the transport and transport, the processing, the Packaging and / or palletizing of articles, groupings, containers, general cargo and / or container and / or piece goods.

Use of a parallel kinematic robot ( 10 ) according to one of claims 1 to 13 as an industrial robot for guiding at least one tool in connection with the production, middle and / or coating application, assembly, manipulation and / or handling in a manufacturing and / or industrial environment.