DE102016208456A1

DE102016208456A1 - Robotersystem mit rekonfigurierbarer endeffektor-baugruppe

Info

Publication number: DE102016208456A1
Application number: DE102016208456.9A
Authority: DE
Inventors: Yhu-Tin Lin; Dooil HWANG
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2036-05-18
Also published as: CN106166736A; DE102016208456B4; CN106166736B; US20160339590A1; US9656394B2

Abstract

Ein Robotersystem beinhaltet einen Roboterarm und eine mit dem Roboterarm gekoppelte Endeffektor-Baugruppe. Die Endeffektor-Baugruppe beinhaltet einen Hauptträger, eine an den Hauptausleger gekoppelte Rahmenschiene und mehrere beweglich an die Rahmenschiene gekoppelte Werkzeugträger. Jeder Werkzeugarm beinhaltet eine beweglich an die Rahmenstange gekoppelte Zweigstange, eine Verriegelung, welche die Zweigstange an die Rahmenstange koppelt, und einen mit der ersten Verriegelung gekoppelten Vorsprung. Das Robotersystem beinhaltet zudem ein beweglich mit dem Roboterarm gekoppeltes Konfigurierwerkzeug. Das Konfigurierwerkzeug beinhaltet einen Werkzeugkörper, einen mit dem Werkzeugkörper gekoppelten Greifer und einen Schrauberkopf, der aus dem Werkzeugkörper herausragt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Robotersystem mit einer rekonfigurierbaren Endeffektor-Baugruppe.
HINTERGRUND
Mehrachsige Industrieroboter beinhalten Gelenkarme, die über ein Schultergelenk verbunden sind. Jedes Segment wird über einen oder mehrere Gelenkmotoren angetrieben. Typische Industrieroboter werden über sechs verschiedene Steuerachsen gesteuert. Gemeinschaftlich ermöglichen die Steuerachsen die Rotation des Roboters auf einer festen oder beweglichen Basis, das Ausfahren/Einziehen eines Arms und das Anheben/Absenken eines zweiten Arms sowie Schultergelenkrotation und Rotation/Translation eines Endgelenks an einem distalen Ende des zweiten Arms. Zusätzliche Arme können je nach Konstruktion in einer reihenförmigen Anordnung zur Anwendung kommen, und ein mit dem Endgelenk verbundener Endeffektor kann so konfiguriert sein, dass er eine gewünschte Arbeitsaufgabe erfüllt.
Der Begriff “Endeffektor” bezieht sich auf die speziellen Endglieder oder Segmente, die je nach Roboterdesign ein Werkstück sicher greifen, befördern, ausrichten und loslassen können. Bestimmte Endeffektor-Baugruppen werden aus einer gitterartigen Anordnung von verlängerten Armen und Schienen gebildet, an denen ein Satz von Werkzeugarmen mit Werkzeugmodulen angehängt ist, z. B. Saugnäpfe oder Greifer, wie sie zur Beförderung von Metall- oder Glasplatten in Fertigungseinrichtungen verwendet werden. Die einzelnen Werkzeugarme und -module können von einem Bediener von Hand auf eine festgelegte Konfiguration eingestellt werden, bevor sie eine bestimmte Arbeitsaufgabe durchführen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Robotersystem beinhaltet einen Mehrachsroboter, eine Endeffektor-Baugruppe, ein Konfigurierwerkzeug und einen Controller. Der Roboter, die Endeffektor-Baugruppe und das Konfigurierwerkzeug lösen bestimmte bekannte Probleme in Verbindung mit bestehenden Endeffektordesigns. Die hierin offengelegte Endeffektor-Baugruppe kann vom Roboter als Reaktion auf Steuersignale vom Controller schnell rekonfiguriert und anschließend zur Flurförderung oder anderen Zwecken bei der Bearbeitung verschiedener Komponenten verwendet werden, beispielsweise konturierte Karosseriebleche oder Flachglasscheiben. Anstelle von konventionellen selbstsperrenden Kupplungen oder Greifzangen wird jeder Werkzeugarm und sein Werkzeugmodul automatisch ausgespannt, bewegt und mit Schraubzwingenmechanismen wieder eingespannt, die als ein Satz von linearen/rotativen Gelenksperren konfiguriert und selektiv mittels eines Konfigurierwerkzeugs einstellbar sind. Das vorliegende Design kann bestimmte Kosten- und Gewichtsvorteile gegenüber bestehenden Systemen bieten.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Robotersystem mindestens einen Roboterarm und eine Endeffektor-Baugruppe, die beweglich mit dem Roboterarm gekoppelt sind. Die Endeffektor-Baugruppe beinhaltet einen Hauptträger, eine an den Hauptausleger gekoppelte Rahmenschiene und mehrere beweglich an die Rahmenschiene gekoppelte Werkzeugträger. Mindestens einer der Werkzeugarme beinhaltet eine Zweigstange, die beweglich mit der Rahmenstange gekoppelt ist, und eine erste Verriegelung (z. B. eine Zweigstangenverriegelung), die die Zweigstange an die Rahmenstange koppelt. Die Verriegelung kann im Verhältnis zur Rahmenstange zwischen einer entriegelten und einer Verriegelten Stellung bewegt werden, um die Rahmenstange in ihrer Stellung auf der Zweigstange zur zu fixieren. Der Werkzeugarm beinhaltet weiter einen Vorsprung, wie z. B. eine Lasche, die mit der ersten Verriegelung gekoppelt ist. Das Robotersystem beinhaltet zudem ein beweglich mit dem Roboterarm gekoppeltes Konfigurierwerkzeug. Das Konfigurierwerkzeug beinhaltet einen Werkzeugkörper und einen am Werkzeugkörper befestigte Greifer. Der Greifer beinhaltet mehrere Greiferfinger die voneinander weg- und aufeinander zu bewegt werden können. Im Betrieb können die Greiferfinger den Vorsprung (z. B. Lasche) an der ersten Verriegelung greifen. Das Konfigurierwerkzeug ist mit der Endeffektor-Baugruppe gekoppelt, wenn die Greiferfinger den Vorsprung greifen. Weiterhin beinhaltet das Konfigurierwerkzeug einen Schrauberkopf, der aus dem Werkzeugkörper herausragt. Der Schrauberkopf ist auf die erste Verriegelung ausgerichtet, wenn die Greiferfinger den Vorsprung greifen, so dass die Drehung des Schrauberkopfes die Verriegelung aus der verriegelten in die entriegelte Stellung bewegt. Der Werkzeugarm kann auch einem Schwenkarm beinhalten, der beweglich befestigt ist an der Zweigstange und der zweiten Verriegelung (z. B. Drehverriegelung), die die Zweigstange an den Schwenkarm koppelt. Die erste und zweite Verriegelung ermöglichen jedem Werkzeug fünf freie Konfigurationsgrade.
Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen deutlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der bevorzugten und weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Robotersystems, das eine Endeffektor-Baugruppe beinhaltet.
2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht der Endeffektor-Baugruppe von 1, worin die Endeffektor-Baugruppe eine Rahmenstange und mehrere Werkzeugarme beinhaltet.
3 ist eine schematische perspektivische Fragmentansicht der Rahmenstange und eines der in 2 dargestellten Werkzeugarme.
4 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Konfigurierwerkzeugs, verwendbar als Bestandteil des in 1 dargestellten Robotersystems, worin die Greiferfinger des Konfigurierwerkzeugs in geschlossener Stellung dargestellt sind.
5 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Konfigurierwerkzeugs, verwendbar als Bestandteil des in 1 dargestellten Robotersystems, bei dem die Greiferfinger in geöffneter Stellung sind.
6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht des Konfigurierwerkzeugs, das sich auf die erste Verrieglung der Endeffektor-Baugruppe zu bewegt.
7 ist eine schematische, perspektivische Ansicht des mit der ersten Verriegelung der Endeffektor-Baugruppe gekoppelten Konfigurierwerkzeugs.
8 ist eine schematische Querschnittansicht der Endeffektor-Baugruppe entlang der Sektionslinie 8-8 von 7.
9 ist eine schematische, perspektivische Ansicht des Konfigurierwerkzeugs, das sich auf die Drehverrieglung der Endeffektor-Baugruppe zu bewegt.
10 ist eine schematische, perspektivische Ansicht des Konfigurierwerkzeugs, gekoppelt mit der Schwenkverrieglung der Endeffektor-Baugruppe.
11 ist eine schematische Querschnittansicht der Endeffektor-Baugruppe, entlang der Sektionslinie 11-11 von 10.
12 ist eine schematische, perspektivische Fragmentansicht einer Endeffektor-Baugruppe gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Referenznummern in den verschiedenen Ansichten auf gleichen Komponenten beziehen, ist ein Robotersystem 10 schematisch in 1 abgebildet. Das Robotersystem 10 beinhaltet einen mehrachsigen Industrieroboter 12, ein Konfigurierwerkzeug 20 und eine nachfolgend im Detail beschriebene rekonfigurierbare Endeffektor-Baugruppe 30. Der gesamte Betrieb des Robotersystems 10 wird von einem Controller (C) 50 gesteuert. Das Robotersystem 10 beinhaltet auch eine Konfigurationseinheit 75, wie weiter unten erörtert.
Der Controller 50 kann als Hostgerät konfiguriert sein, d. h. es kann ein speziell zur Ausführung von Arbeitsschritten oder Anweisungen programmierter Digitalrechner verwendet werden. Zu diesem Zweck ist der Controller 50 mit ausreichender Hardware ausgestattet, um die benötigten Schritte auszuführen, d. h. mit ausreichendem Speicherplatz (M), einem Prozessor (P) und anderer Hardware, wie einer Hochgeschwindigkeitstaktung, Analog-zu-Digital- und/oder Digital-zu-Analog-Schaltungen, einem Timer, Eingangs-/Ausgangsschaltkreisen und verbundenen Geräten, Signalprogrammier- und/oder Signalpufferspeicher-Schaltungen. Der Speicher (M) beinhaltet ausreichenden konkreten permanenten Speicherplatz, wie magnetischen oder optischen ROM-Festspeicher, Flash-Speicher usw., RAM-Arbeitsspeicher, EEPROM-Festwertspeicher u.ä. Der Controller 50 empfängt die gemessenen Gelenkstellungen (Pfeil θ_J) von den Stellungssensoren (S_J) und zeichnet sie auf und überwacht die Kräfte, die von der Endeffektor-Baugruppe 30 im Verlauf der Konfigurierung der Endeffektor-Baugruppe 30 sowie im Betrieb mit einem gegebenen Werkstück aufgebracht werden oder auf diese einwirken. Der Controller 50 generiert oder empfängt Eingangssignale (Pfeil 11), die den Controller 50 über die zu verrichtenden Aufgaben und die entsprechenden Werkstücke informieren, und gibt Steuersignale (Pfeil 111) an den Roboter 12 aus, um die erforderlichen Aktionen des Roboters 12 zu steuern.
Der Roboter 12 kann als 6-achsiger Industrieroboter konfiguriert sein und einen festen oder beweglichen Sockel 13 und mehrere Robotergelenke J beinhalten, von denen einige in 1 dargestellt sind. Die verschiedenen Gelenke J verbinden Segmente oder serielle Verbindungen des Roboters 12, einschließlich eines ersten oder unteren Roboterarms 14, eines zweiten oder oberen Roboterarms 15, und eines Endgelenks 16, die zusammen die zur Ausführung erforderlicher Aufgaben gewünschte Bewegungsfreiheit und Steuerbarkeit erzielen. Es wird in Erwägung gezogen, dass der Roboter 12 mehrere oder weniger Roboterarme und Endgelenke beinhalten kann.
Beispiele von Arbeitsaufgaben beinhalten das Greifen, Heben, Positionieren und Platzieren von Blechplatten oder Glasscheiben, zusammen mit vielen weiteren möglichen Aufgaben, wie Lackieren oder Schweißen. Gelenkstellungssensoren S_J können an jedem Gelenk J angebracht und so konfiguriert sein, dass sie die Stellungen der Gelenke messen und die gemessenen Stellungen (Pfeil θ_J) an den Controller übertragen 50. Außerdem können ein oder mehrere Kraftsensoren (nicht dargestellt) an den Gelenken J angebracht sein, z. B. am Endgelenk 16, welche die Kraft- oder Drehmomentwerte an den Controller 50 melden, um das Einwirken übermäßiger Kräfte am Werkstück und der Endeffektor-Baugruppe 30 zu vermeiden.
Insbesondere in Bezug auf die Endeffektor-Baugruppe 30 kann diese Struktur einen Hauptträger 18 und eine gitterartige Endeffektor-Anordnung 19 beinhalten. Die Endeffektor-Anordnung 19 beinhaltet in den dargestellten Ausführungsformen eine Rahmenstange 23, die zur Längsachse A₁₈ des Hauptträgers 18 rechtwinklig angeordnet ist. Es wird in Betracht gezogen, dass die Endeffektor-Anordnung 19 mehr als eine Rahmenstange 23 beinhalten kann. In der dargestellten Ausführungsform kann die Rahmenstange 23 eine im Wesentlichen zylindrische Form oder anderweitig einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die Endeffektor-Anordnung 19 beinhaltet zusätzlich mehrere Werkzeugarme 17, die beweglich mit der Rahmenstange gekoppelt sind 23. Alternativ kann die Endeffektor-Anordnung 19 nur mit einem einzelnen Werkzeugarm 17 bestückt sein. Jeder Werkzeugarm 17 beinhaltet eine Zweigstange 25, die freitragend von der Rahmenstange aufsteigt 23 und sich von der Rahmenstange 23 radial nach außen erstreckt. Die verschiedenen Zweigstangen 25 sind gleitend/verschiebbar an der Rahmenstange 23 befestigt. Mit anderen Worten, die Zweigstangen 25 sind beweglich mit der Rahmenstange 23 verbunden. Einzelne Werkzeuge 35 sind an den Zweigstangen 25 aufgehängt. Die Rahmenstange 23 ist ihrerseits mit dem Hauptträger 18 über eine mechanische Koppelung 60 verbunden.
Der Hauptträger 18 beinhaltet eine zweiseitige Werkzeugwechsel-Baugruppe 21 (2) mit getrenntem erstem und zweitem Werkzeugwechsler 21A und 21B. Der Begriff “Werkzeugwechsler” bezieht sich auf manuelle oder automatische Baugruppen, die einen raschen Werkzeugwechsel aus den Roboter-Endeffektoren heraus ermöglichen. Derartige Vorrichtungen beinhalten normalerweise integrierte Energieversorgungs- und Kommunikationsports, Konnektoren u.ä für die Funktionen der Endwerkzeuge 36, wie Vakuum-Saugnäpfe oder Greifer. In der dargestellten Ausführungsform ist die Werkzeugwechsel-Baugruppe 21 speziell konfiguriert, um simultanes Einrasten des Hauptträgers 18 mit dem Roboter 12 Konfigurationseinheit 75 zu ermöglichen; diese Letztere ist schematisch in 1 dargestellt.
Zu Zwecken der vorliegenden Offenbarung kann die Konfigurationseinheit 75 in 1 am Boden 85 befestigt oder an einer vertikalen Fläche, wie einem Maschinenständer oder einer Wand, aufgehängt sein. Die Konfigurationseinheit 75 hat eine festgelegte Position in einem kartesischen Koordinatensystem (z. B. XYZ) als Referenz, wie in 2 dargestellt, die einen kalibrierten Referenzpunkt zum Ausrichten des Roboters 12 während der Rekonfigurierung der Endeffektor-Baugruppe 30 bietet. Beispielsweise verbindet der Roboter 12 beim Wechsel von einer ersten Konfiguration auf eine zweite Konfiguration den ersten Werkzeugwechsler 21B mit der Konfigurationseinheit 75 und gibt den zweiten Werkzeugwechsler 21A frei. Während der Roboter 12 die Endeffektor-Baugruppe 30 rekonfiguriert, wird dem Controller 50 die unten beschriebene räumliche Anordnung der Gelenkverriegelungsmechanismen durch die von der Konfigurationseinheit 75 bekannte Lage im Referenzrahmen signalisiert. Wenn die Konfiguration des Endeffektors 30 während eines Betriebsvorgangs verloren geht, z. B. durch einen Schlag oder einen Ausfall der Energieversorgung, kann die an der Konfigurationseinheit 75 angehängte Endeffektor-Baugruppe 30 manuell für eine Anordnung kalibriert sein, in der die Stellungen der verschiedenen Endwerkzeuge 36 bekannt sind, wobei die nachfolgende Konfiguration am Nullpunkt beginnt.
Wie nachfolgend beschrieben können laut den 2 und 3 die Zweigstangen 25 mit befestigten Werkzeugmodulen 35 automatisch vom Roboter 12 mittels des Konfigurierwerkzeugs 20 (1) und der vom Controller 50 ausgeführten Anweisungen neu positioniert werden. Demzufolge können die Werkzeugarme 17, wie gewünscht, angeordnet sein, um den Werkzeugmodulen 35, oder genauer gesagt den einzelnen Endwerkzeugen 36 der Werkzeugmodule 35 zu ermöglichen, ein Werkstück zu greifen oder anderweitig zu bearbeiten. In einem nicht einschränkenden Karosserieblechbeispiel sind die entsprechenden Endwerkzeuge 36, wie in den verschiedenen Abbildungen dargestellt, so konfiguriert, dass allgemein gebräuchliche pneumatische Saugnäpfe oder Greifer benutzt werden, um Automobil- oder andere Karosseriebleche zu ergreifen und zu bewegen, ohne empfindliche Schauflächen zu beschädigen. Andere Endwerkzeuge 36, wie Klammern, Klemmen, Sprühdüsen, können verwendet werden. Daher kann der spezielle Aufbau der Endwerkzeuge 36 variieren. In jedem Werkzeugarm 17 ist ein Schwenkarm 42 zwischen dem Endwerkzeug 36 und der Zweigstange 25 eingekoppelt. Der Schwenkarm 42 ist schräg zur Zweigstange 25 angeordnet, um das Endwerkzeug 36 bei der Interaktion mit dem Werkstück zu unterstützen.
Die Endeffektor-Baugruppe 30 kann zur Interaktion von Werkstücken unterschiedlicher Größen, Formen und/oder Oberflächenkonturen im Verhältnis zueinander oder zu anderen Werkstücken (nicht dargestellt) und aus unterschiedlichen Werkstoffen rekonfiguriert werden. Beispielsweise kann ein Werkstück erheblich größer und einförmiger sein als ein anderes Werkstück und daher unterschiedliche Konfigurationen derselben Werkzeugmodule 35 erfordern. Bei einem gegebenen Fertigungsvorgang kann jede Anzahl möglicher Werkstücke angetroffen werden, daher ist die Endeffektor-Baugruppe 30 vom Roboter 12 aus 1 so rekonfigurierbar, dass sie alle, wie erforderlich, individuell bearbeiten kann.
Der Controller 50 von 1 erhält Informationen zu dem jeweiligen zu bearbeitenden Werkstück über seine Eingangssignale (Pfeil 11 von 1), wie manuelle Auswahl durch einen Mitarbeiter, Erfassung eines RFID-Chips, oder einen anderen passenden Identifizierungsprozess. Der Controller 50 wählt dann automatisch eine passende Konfiguration in seinem Speicher aus (M). Nachdem die Endeffektor-Baugruppe 30 in die Konfigurationseinheit 75 eingehängt und in eine Konfigurierposition gedreht ist, bringt der Roboter 12 das Konfigurierwerkzeug 20 von 5 zu einer passenden Workstation (nicht dargestellt) an seinem Endgelenk 16 oder einem anderen passenden Endglied und konfiguriert die Endeffektor-Baugruppe 30. Eine derartige Workstation kann als Vorrichtung ausgeführt werden, die das Konfigurierwerkzeug 20 in einer kalibrierten Stellung hält, die leicht vom Endgelenk 16 erreicht werden kann. All das geschieht, während die Endeffektor-Baugruppe 30 in der Konfigurationseinheit 75 festgehalten wird.
Nachdem der Endeffektor 30 mit dem Konfigurierwerkzeug 20 vollständig für die anstehende Aufgabe konfiguriert ist, legt der Roboter 12 das Konfigurierwerkzeug 20 automatisch auf seiner Workstation ab, trennt das Konfigurierwerkzeug 20 vom Endgelenk 16, nimmt die konfigurierte Endeffektor-Baugruppe 30 durch Einrasten der Werkzeugwechsel-Baugruppe 21 auf, nimmt die Endeffektor-Baugruppe 30 von der Konfigurationseinheit 75 ab und beginnt die Bearbeitung des Werkstücks. Die Fähigkeit des Roboters 12 zur Rekonfiguration der Endeffektor-Baugruppe 21 ermöglicht ihre Nutzung für ein breites Spektrum möglicher Werkstücke.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet die Endeffektor-Baugruppe 30 mindestens eine rechtwinklig zur Trägerachse A₁₈ des Hauptträgers 18 angeordnete Rahmenstange 23, an der die verschiedenen Werkzeugmodule 35 mit den sich radial erstreckenden Zweigstangen 25 befestigt sind. In einem Ausführungsbeispiel, in dem die Endwerkzeuge 36 pneumatische Greifer sind, können die Pneumatikleitungen 76 längs des Hauptträgers 18 verlegt und zu den verschiedenen Endwerkzeugen 36 geführt werden.
Unter Bezugnahme auf 2–8 beinhaltet jeder Werkzeugarm 17 eine erste oder Halteverriegelung 40, welche die Zweigstange 25 an der Rahmenstange 23 ankoppelt. In der dargestellten Ausführungsform kann die erste Verriegelung 40 zwischen der verriegelten und entriegelten Stellung bewegt werden. In der verriegelten Stellung befestigt die erste Verriegelung 40 die Position der Zweigstange 25 im Verhältnis zur Rahmenstange 23, und daher bleibt die Zweigstange 25 im Verhältnis zur Rahmenstange 23 stationär. Wenn die erste Verriegelung 40 entriegelt ist, kann die Zweigstange 25 entlang der Rahmenstange 23 in die von den Doppelpfeilen T1 angezeigten Richtungen verschoben werden und um die Rahmenstange 23 in die von den Doppelpfeilen R1 angezeigten Richtungen gedreht werden. Auf diese Weise kann jede beliebige Anzahl verschiedener Konfigurationen der Werkzeugmodule 35 vom Roboter 12 in Reaktion auf die Anweisungen (Pfeil 111) vom Controller 50, wie erforderlich, eingestellt werden. Aufgrund seines umfänglichen Querschnitts (z. B. kreisförmiger Querschnitt) ermöglicht die Rahmenstange 23 der ersten Verriegelung 40 die Drehung um die Rahmenstangenachse A₂₃, wenn die erste Verriegelung 40 in entriegelter Stellung ist. Außerdem kann die erste Verriegelung 40 längs der Rahmenstangenachse A₂₃ gleiten, wenn sie in entriegelter Stellung ist. Wie weiter unten im Detail erörtert kann das Konfigurierwerkzeug 20 benutzt werden, um die erste Verriegelung 40 zwischen der verriegelten und der entriegelten Stellung zu bewegen.
In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die erste Verriegelung 40 eine Klemme (die hierin als die erste Klemme 41 bezeichnet wird) zum Festklemmen der Rahmenstange 23. Die erste Klemme 41 ist als Umgriffklemme ausgeführt und beinhaltet eine erste Klemmenbasis 44 und eine erste Klemmenhälfte 46, die beweglich mit der ersten Klemmenbasis 44 gekoppelt sind. Die erste Klemmenbasis 44 hat eine Klemmenaussparung 48 (8), konfiguriert, geformt und bemessen, um einen Abschnitt der Rahmenstange 23 aufzunehmen. Die Klemmenaussparung 48 kann konkav geformt sein, damit der Rahmen 23 auf die erste Klemmenbasis 44 passt.
Die erste Klemme 41 enthält weiter einen Scharnierabschnitt 43 zwischen der ersten Klemmenhälfte 46 und der ersten Klemmenbasis 44. Ein erstes Scharnier 45 koppelt den Scharnierabschnitt 43 schwenkbar an die erste Klemmenhälfte 46 und ein zweites Scharnier 47 koppelt den Scharnierabschnitt 43 schwenkbar an die erste Klemmenbasis 44. Der Scharnierabschnitt 43 hilft beim Befestigen der ersten Klemme 41 um die Rahmenstange 23.
Eine Befestigung (die hierin als die erste Befestigung 51 bezeichnet wird) kann die erste Klemmenbasis 44 beweglich an die Klemmenhälfte 46 koppeln. Als nicht einschränkende Beispiele kann die erste Befestigung 51 eine Schraube, ein Bolzen oder eine andere geeignete Befestigung mit Außengewinde sein. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die erste Befestigung 51 beispielsweise einen Stift (d. h. der erste Stift 62) und einen Kopf (d. h. der erste Kopf 64), der auf dem ersten Stift 62 sitzt. Der erste Kopf 64 sitzt außerhalb der ersten Klemmenbasis 44 und beinhaltet eine erste Fassung 66 (3). Der erste Stift 62 sitzt teilweise in einer ersten Bohrung 68, die durch die erste Klemmenbasis 44 hindurch geht. Die erste Befestigung 51 (sowie die erste Bohrung 68) erstreckt sich entlang einer ersten Befestigungsachse A₅₁. Der erste Stift 62 geht auch durch die Klemmenhälfte 46 und in eine Kappe 70, wie eine Mutter. Die Kappe 70 hat eine Bohrung mit Innengewinde 72, konfiguriert, geformt und bemessen, dass sie mit einem mit Außengewinde versehenen Abschnitt 74 des ersten Stifts 62 übereinstimmt. Die Kappe 70 ist an der ersten Klemmenhälfte 46 befestigt. Als Ergebnis verursacht eine Drehung der ersten Befestigung 51 eine Bewegung der Kappe 70 (und der ersten Klemmenhälfte 46) in die von dem Doppelpfeil T2 angezeigte Richtung, wobei die erste Klemme 41 an der Rahmenstange 23 befestigt oder von dieser gelöst wird. Wenn die erste Befestigung 51 in einer ersten Drehrichtung gedreht wird (z. B. im Uhrzeigersinn), wird die erste Klemme 41 verriegelt, und wenn die Befestigung 51 in Gegenrichtung gedreht wird (z. B. gegen den Uhrzeigersinn), wird die erste Klemme 41 entriegelt. Wenn die erste Klemme 41 verriegelt ist, wird die Zweigstange 25 an der Rahmenstange 23 befestigt und bleibt daher stationär an der Rahmenstange 23. Wenn die erste Klemme 41 entriegelt ist, kann Zweigstange 25 auf der Rahmenstange 23 verschoben und um diese gedreht werden. Die erste Klemme 41 kann als integraler Klemmenkörper mit flexiblem Schlitz, zweiteilige Klemme mit einem Scharnier, dreiteilige Doppelscharnierklemme oder andere passende Klemme ausgeführt sein. Die erste Verriegelung 40 beinhaltet zusätzlich eine permanente Klemme 132, die die Zweigstange 25 im rechten Winkel zur Rahmenstange 23 hält.
Mit Bezug auf die 2–8 beinhaltet jeder Werkzeugarm 17 eine zweite oder Drehverriegelung 38 zur Koppelung der Zweigstange 25 an den Schwenkarm 42. In der dargestellten Ausführungsform kann sich die zweite Verriegelung 38 zwischen der verriegelten und der entriegelten Stellung bewegen. In verriegelter Stellung fixiert die zweite Verriegelung 38 die Position des Schwenkarms 42 an der Zweigstange 25 und somit bleibt der Schwenkarm 42 stationär an der Zweigstange 25. Bei entriegelter Stellung der zweiten Verriegelung 38 kann der Schwenkarm 42 entlang der Zweigstange 25 in die von den Doppelpfeilen T3 angezeigten Richtungen verschoben und um die Zweigstange 25 in die von den Doppelpfeilen R2 und R3 angezeigten Richtungen gedreht werden. Auf diese Weise kann jede beliebige Anzahl verschiedener Konfigurationen der Werkzeugmodule 35 vom Roboter 12 in Reaktion auf die Anweisungen (Pfeil 111) vom Controller 50, wie erforderlich, eingestellt werden. Aufgrund seines umfänglichen Querschnitts (z. B. kreisförmiger Querschnitt) ermöglicht die Zweigstange 25 der zweiten Verriegelung 38 die Drehung um die Zweigstangenachse A₃₈, wenn die zweite Verriegelung 38 in entriegelter Stellung ist. Außerdem kann die zweite Verriegelung in entriegelter Stellung 38 entlang der Zweigstangenachse A₃₈ gleiten. Wie weiter unten im Detail erörtert, kann das Konfigurierwerkzeug 20 benutzt werden, um die zweite Verriegelung 38 in verriegelte und entriegelte Stellung zu bringen.
In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die zweite Verriegelung 38 Klemme (hierin als die zweite Klemme 32 bezeichnet) zum anklemmen der Zweigstange 25. Die zweite Klemme 32 ist als Umgriffklemme ausgeführt und beinhaltet eine zweite Klemmenbasis 34 und eine zweite, beweglich an die zweite Klemmenbasis 34 gekoppelte Klemmenhälfte 37. Die zweite Klemmenbasis 34 weist eine zweite Klemmenaussparung 137 auf (9), konfiguriert, geformt und bemessen, um einen Abschnitt der Zweigstange 25 aufzunehmen. Die zweite Klemmenaussparung 137 kann eine konkave Form aufweisen, damit die Zweigstange 25 auf die zweite Klemmenbasis 34 passt.
Die zweite Klemme 32 beinhaltet weiterhin einen kegelstumpfförmigen Keil 73, der aus der zweiten Klemmenbasis 34 gegen den Schwingarm 42 hinausragt. Der Schwingarm 42 weist eine kegelstumpfförmige Aussparung 77 auf, konfiguriert, geformt und bemessen, um den kegelstumpfförmigen Keil 73 aufzunehmen.
Ein Befestigungselement (hierin als zweites Befestigungselement 80 bezeichnet) kann die zweite Klemmenbasis 34 beweglich an der zweiten Klemmenhälfte 37 befestigen. Als nicht einschränkende Beispiele kann das zweite Befestigungselement 80 eine Schraube, ein Bolzen oder eine andere geeignete Befestigung mit Außengewinde sein. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die zweite Befestigung 80 beispielsweise einen zweiten Stift 82 und einen zweiten Kopf 84, der auf dem zweiten Stift 82 sitzt. Der zweite Kopf 84 sitzt außerhalb der zweiten Klemmenbasis 34 und beinhaltet eine zweite Fassung 86 (3). Der zweite Stift 82 sitzt teilweise in einer zweiten Bohrung 88, die durch die zweite Klemmenbasis 34 reicht. Die zweite Befestigung 80 (wie auch die zweite Bohrung 88) sitzt längs einer ersten Befestigungsachse A₈₀ (11). Der zweite Stift 82 reicht auch durch die zweite Klemmenhälfte 37. Die zweite Klemmenhälfte 37 hat eine Bohrung mit Innengewinde 90, konfiguriert, geformt und bemessen, dass sie mit einem mit Außengewinde versehenen Abschnitt 92 des zweiten Stifts 82 übereinstimmt. Als Ergebnis verursacht eine Drehung der zweiten Befestigung 80 eine Bewegung des zweiten Klemmenbogens 37 in die von dem Doppelpfeil T4 angezeigte Richtung, wobei die zweite Klemme 32 an der Zweigstange 25 sowie am Schwingarm 42 befestigt oder von diesen gelöst wird. Wenn die zweite Befestigung 80 in einer ersten Drehrichtung gedreht wird (z. B. im Uhrzeigersinn), wird die zweite Klemme 32 verriegelt, und wenn die zweite Befestigung 80 in Gegenrichtung gedreht wird (z. B. gegen den Uhrzeigersinn), wird die zweite Klemme 32 entriegelt. Der Schwingarm 42 kann sich jeweils um die zweite Befestigungsachse A₈₀ in der von den Doppelpfeilen R3 (11) angezeigten Richtung und die Zweigstangenachse A₃₈ in der von den Doppelpfeilen T3 und R2 (2) angezeigten Richtung drehen, wenn die zweite Verriegelung 38 entriegelt ist. Die zweite Klemme 32 kann alternativ als integraler Klemmenkörper mit flexiblem Schlitz, zweiteilige Klemme mit einem Scharnier, dreiteilige Doppelscharnierklemme oder andere passende Klemme ausgeführt sein.
Zwei Pneumatikanschlüsse 94 können an die zweiter Klemme gekoppelt 32 sein, damit die Pneumatikleitungen 76 durchgängig (2) die Endwerkzeuge 36 gekoppelt sind. Die Pneumatikanschlüsse 94 stehen in Fluidverbindung mit Fluidleitungen 96 durch den zweite Klemmenbogen 37 (oder einen anderen Teil der zweiten Klemme 32). Die winkelförmigen Pneumatikanschlüsse 94 können um die Montageflächen dem zweiten Klemmenbogen 37 geschwenkt werden, um der Rotation der zweiten Verrieglung 38 und/oder des Schwingarms zu folgen 42.
Jeder Werkzeugarm 17 beinhaltet einen ersten, mit der ersten Verriegelung 40 gekoppelten Vorsprung 120. Der erste Vorsprung 120 ist mit einer unteren Verriegelungsfläche 124 der ersten Klemmenbasis 44 gekoppelt und erstreckt sich weg von dem ersten Klemmenbogen 46. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Vorsprung 120 als polygonal geformte Lasche ausgeführt, um das Einrasten eines Greifers, wie weiter unten im Detail erörtert, zu erleichtern. Zudem ist der erste Vorsprung 120 entlang einer ersten Vorsprungachse A₁₂₀ verlängert und mit der ersten Befestigung 51 ausgerichtet. Insbesondere schneidet die erste Befestigungsachse A₅₁ die erste Vorsprungachse A₁₂₀ im rechten Winkel, um dem Konfigurierwerkzeug 20 bei der Rekonfigurierung und Verriegelung der Werkzeugarme 17 zu erleichtern (wie in 8 dargestellt).
Jeder Werkzeugarm 17 beinhaltet einen mit dem Schwingarm 42 gekoppelten zweiten Vorsprung 134. Der zweite Vorsprung 134 ist spezifisch mit einer unteren Fläche 126 des Schwingarms 42 gekoppelt und erstreckt sich weg von dem zweiten Klemmenbogen 37. In der dargestellten Ausführungsform ist der zweite Vorsprung 134 als polygonal geformte Lasche ausgeführt, um das Einrasten eines Greifers, wie weiter unten im Detail erörtert, zu erleichtern. Zudem ist der zweite Vorsprung 134 entlang einer zweiten Vorsprungachse A₁₃₄ verlängert und mit der zweiten Befestigung 80 ausgerichtet. Insbesondere schneidet die zweite Befestigungsachse A₈₀ die zweite Vorsprungachse A₁₃₄ im rechten Winkel, um dem Konfigurierwerkzeug 20 bei der Rekonfigurierung und Verriegelung der Werkzeugarme 17 zu erleichtern (wie in 11 dargestellt).
Wie in den 10 und 11 dargestellt ist das Endwerkzeug 36 an ein Ende des Schwingarms 42 gekoppelt (z. B. geschraubt) und kann auch, wie dargestellt, zwecks optimaler Anpassung an die verschiedenen Höhen und Konturen der Werkstücke über eine Feder 128 und Schwenkeinheit 49 aufgehängt werden. Ein Pneumatikanschluss 94 kann an das Endwerkzeug 36 angekoppelt werden, um das Endwerkzeug 36 mit Fluid zu versorgen.
In den 4 und 5 beinhaltet das Konfigurierwerkzeug 20 eine axial ausgerichtete Werkzeugbaugruppe 22 und einen an die Werkzeugbaugruppe 22 über axial ausgerichtete Stützen 24 gekoppelten Werkzeugwechsler 26. Die Werkzeugbaugruppe 22 beinhaltet einen Werkzeugkörper 27, der parallele Platten 122 von rechteckiger oder polygonaler Form enthalten kann. Jede dieser parallelen Platten 122 ist auf einer Endplatte 31 montiert und erstreckt sich zu einer zweiten Endplatte 131. Die erste und zweite Endplatte 31 und 131 sind Bestandteil des Werkzeugkörpers 27 und können von rechteckiger Form sein. Die erste Endplatte 31 kann eine größere Oberfläche als die zweite Endplatte 131 aufweisen, um die Nutzung für die Konfiguration der Endeffektor-Baugruppe 30 zu erleichtern.
Ein Kraftschrauber 33, der in der zweiten Endplatte 131 endet, kann sich um eine Schrauberachse A₃₃ drehen und dient zum Einstellen der ersten und zweiten Verriegelung 40 und 38. In der vorliegenden Offenbarung bezeichnet der Begriff „Kraftschrauber” einen angetriebenen Drehmomentschlüssel, der sich mittels pneumatischem, elektrischem oder hydraulischem Antriebs drehen und Drehmoment übertragen kann. Der Kraftschrauber 33 kann von einem drehzahlgesteuerten Servomotor angetrieben werden. Die Kraftschrauberachse A₃₃ kann auch als Aufsatzachse bezeichnet werden.
Außerdem beinhaltet die Werkzeugbaugruppe 22 einen Greifer 29, der mit dem Werkzeugkörper 27 an einer Stelle näher an der zweiten Endplatte 131 als an der ersten Endplatte 31 gekoppelt ist. Der Greifer 29 sitzt parallel zu dem Kraftschrauber 33 und beinhaltet einen Greiferaktuator 98 und mehrere beweglich an den Greiferaktuator 98 gekoppelte Greiferfinger 100. Der Greiferaktuator 98 kann elektrisch oder pneumatisch angetrieben werden, und der Werkzeugwechsler 26 kann elektrische oder pneumatische Energie zur Steuerung des Greifers 29 weiterleiten, wenn das Konfigurierwerkzeug 20 am Endgelenk montiert ist 16. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Greifer 29 zwei Finger 100. Der Greifer 29 kann jedoch auch mehr als zwei Finger 100 beinhalten. Ungeachtet der Quantität können sich die Greiferfinger 100 untereinander zwischen einer ersten oder offenen Stellung (5) und einer zweiten oder geschlossenen Stellung (4) bewegen. In der zweiten Stellung (4) sind die Greiferfinger 100 näher beieinander als in der ersten Stellung (5). Jeder der Greiferfinger 100 kann eine L-Form aufweisen und über Gleitstücke 130 an den Greiferaktuator 98 gekoppelt sein. Die Gleitstücke 130 sind an die Greiferfinger 100 gekoppelt und können mit dem Greiferaktuator 98 gleiten, um die Greiferfinger 100 zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen.
Die Greiferfinger 100 des Greifers 29 sind so konfiguriert, dass sie den ersten Vorsprung 120 greifen, um die erste Verriegelung 40 zu halten und dem Konfigurierwerkzeug 20 zu ermöglichen, den Werkzeugarm 25 auf der Rahmenstange 23 zu bewegen (Verschiebung oder Drehung). Desgleichen können die Greiferfinger 100 des Greifers 29 den zweiten Vorsprung 134 greifen, um den Schwingarm zu halten 42 und dem Konfigurierwerkzeug 20 zu ermöglichen, den Schwingarm 42 auf der Rahmenstange 23 zu bewegen (Verschiebung oder Drehung).
Der Werkzeugwechsler 26 des Konfigurierwerkzeugs 20 kann eine passende mechanische Kopplung sein, die dem Roboter 12 ermöglicht, das Konfigurierwerkzeug 20 aufzunehmen, und beinhaltet Führungsstifte 28 oder andere passende Komponenten, die dem Roboter 12 ermöglichen, das Konfigurierwerkzeug 20 in das Endgelenk einzuklinken 16. Der Werkzeugwechsler 26 kann auch elektrische Anschlüsse beinhalten, durch die elektrische Antriebsenergie und Steuersignale zu einem Motor im Kraftschrauber 33 geleitet werden können, der diesen 33 antreibt. Nach der Kopplung an das Endgelenk 16 rastet das Konfigurierwerkzeug 20 ein, und der Kraftschrauber 33 wird mit elektrischer bzw. pneumatischer Energie versorgt, um den Schrauberkopf 133 mit beispielsweise einem Sechskantaufsatz zu drehen. Die Aktion des Kraftschraubers 33 versetzt den Schrauberkopf 133 in Drehung. Zumindest ein Teil des Kraftschraubers 33 reicht durch die zweite Endplatte 131 durch in einer Richtung weg von der ersten Endplatte 31, so dass der Schrauberkopf 133 außerhalb des Werkzeugkörpers 27 sitzt und aus der zweiten Endplatte 131 hinausragt.
Unter Bezugnahme auf die 6 und 7, zur Rekonfiguration des Werkzeugarms 17 manipuliert der Roboter 12 das Konfigurierwerkzeug 20 zuerst, um den Kraftschrauber 33 mit Schrauberkopf 133 in der ersten Befestigung 51 der ersten Klemme 41 einzurasten, die sich rund um die Rahmenstange 23 schließt, während die Greiferfinger 100 auf dem Konfigurierwerkzeug 20 voll geöffnet bleiben (d. h. in der ersten Stellung), aber in einer Stellung, in der der erste Vorsprung 120 einrasten kann. Der Roboter 12 bewegt das Konfigurierwerkzeug 20 gegen die erste Befestigung 51, so dass der Schrauberkopf 133 mit der ersten Befestigung 51 ausgerichtet ist und dass die Greiferfinger 100 des Greifers 29 mit dem ersten Vorsprung 120 ausgerichtet sind, während die Greiferfinger 100 in der ersten Stellung (d. h. in der offenen Stellung) sind. Das Konfigurierwerkzeug 20 muss auf die erste Klemme 41 zu bewegt werden, bis der Schrauberkopf 133 im ersten Kopf 64 der ersten Befestigung 51 einrastet und die Greiferfinger 100 den ersten Vorsprung 120 umfassen. Wie in 7 dargestellt sind die Greiferfinger 100 dann geschlossen (d. h. in die zweite Stellung bewegt), um den ersten Vorsprung 120 zu greifen. Wie oben erwähnt können die Greiferfinger 100 pneumatisch oder elektrisch angetrieben werden. Anschließend versetzt der Controller 50 den Kraftschrauber 33 elektrisch in Rotation (z. B. gegen den Uhrzeigersinn), um die erste Klemme 41 zu entriegeln. Wenn die Greiferfinger 100 des Konfigurierwerkzeugs 20 den ersten Vorsprung 120 festhalten, kann der Roboter 12 die Zweigstange 25 auf der Rahmenstange 23 in die gewünschte Stellung verschieben oder die Zweigstange 25 um die Rahmenstange 23 in die gewünschte Richtung drehen. Anschließend versetzt der Controller 50 den Kraftschrauber 33 am Konfigurierwerkzeug 20 elektrisch in Rotation (z. B. im Uhrzeigersinn), um die erste Klemme 41 zu verriegeln. Der Controller 50 kann die Greiferfinger 100 auch öffnen (d. h. in die erste Stellung bewegen), um den ersten Vorsprung 120 loszulassen. Zuletzt entkoppelt der Roboter 12 das Konfigurierwerkzeug 20 von der ersten Verriegelung 40, um die Rekonfiguration abzuschließen.
Unter Bezugnahme auf die 9 und 10, um den Schwingarm 42 zu konfigurieren oder die Position und Ausrichtung des Endwerkzeugs 36 (z. B. Vakuumgreifer) einzustellen, manipuliert der Roboter 12 zuerst das Konfigurierwerkzeug 20, um den Kraftschrauber 33 und seinen Schrauberkopf 133 an der zweiten Befestigung 80 der zweiten Klemme 32 anzusetzen, während die Greiferfinger 100 auf dem Konfigurierwerkzeug 20 vollständig geöffnet bleiben (d. h. in der ersten Stellung), aber in einer Stellung, in welcher der erste Vorsprung 134 einrasten kann. Der Roboter 12 bewegt das Konfigurierwerkzeug 20 gegen die zweite Befestigung 80, so dass der Schrauberkopf 133 mit der zweiten Befestigung 80 ausgerichtet ist und dass die Greiferfinger 100 des Greifers 29 mit dem zweiten Vorsprung 134 ausgerichtet sind, während die Greiferfinger 100 in der ersten Stellung (d. h. in der offenen Stellung) sind. Das Konfigurierwerkzeug 20 muss auf die zweite Klemme 32 zu bewegt werden, bis der Schrauberkopf 133 im zweiten Kopf 84 der zweiten Befestigung 80 einrastet und die Greiferfinger 100 den zweiten Vorsprung 134 umfassen. Die Greiferfinger 100 sind dann geschlossen (d. h. in die zweite Stellung bewegt) um den zweiten Vorsprung 134 zu umfassen. Wie oben erwähnt können die Greiferfinger 100 pneumatisch oder elektrisch angetrieben werden. Anschließend versetzt der Controller 50 den Kraftschrauber 33 elektrisch in Rotation (z. B. gegen den Uhrzeigersinn), um die zweite Klammer 32 zu entriegeln, sowie den Formschluss zwischen dem kegelstumpfförmigen Keil 73 und der kegelstumpfförmigen Aussparung 77 mit Hilfe des Keilausdrückers 79, der den trennenden Stoß gibt, zu lösen, während die zweite Befestigung 80 aus der Gewindebohrung 90 des zweiten Klemmenbogens 37 herausgeschraubt wird. Wenn die Greiferfinger 100 des Konfigurierwerkzeugs 20 den zweiten Vorsprung 134 festhalten, kann der Roboter 12 die die zweite Verriegelung 38 auf der Zweigstange 25 in die gewünschte Stellung verschieben oder die Zweigstange 25 um die Zweigstange 25 in die gewünschte Richtung drehen. Inzwischen kann der Roboter 12 auch den Schwingarm 42 und das Endwerkzeug 36 (z. B. Vakuumgreifer) um die zweite Befestigungsachse A₈₀ der zweiten Befestigung 80 drehen. Anschließend wird der Kraftschrauber 33 am Konfigurierwerkzeug 20 elektrisch in Rotation (z. B. im Uhrzeigersinn) versetzt (über den Controller 50), um die zweite Klemme 32 sowie den kegelstumpfförmigen Keil 73 und die kegelstumpfförmige Aussparung 77 zwischen dem Schwingarm 42 und der zweiten Klemme 32 festzuziehen. Anschließend werden die Greiferfinger 100 geöffnet (d. h. in die erste Stellung bewegt), um den zweiten Vorsprung 134 loszulassen. Zuletzt entkoppelt der Roboter 12 das Konfigurierwerkzeug 20 von der zweiten Verriegelung 38, um die Rekonfiguration abzuschließen. Innerhalb der zweiten Verriegelung 38 kann ein Pneumatik-Drehverteiler oder Anschluss eingebaut werden um Gas (z. B. Luft) in das Endwerkzeug 36 des ersten Roboterarms 14 ein- oder aus diesem auszuleiten (z. B. Vakuumgreifer).
12 veranschaulicht eine Endeffektor-Baugruppe 30A gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Aufbau und Funktion der Endeffektor-Baugruppen 30A und 30 (1) ähneln sich weitgehend. Daher werden im Interesse von Klarheit und Kürze nachfolgend die Unterschiede zwischen diesen beiden Ausführungsformen beschrieben. In der Endeffektor-Baugruppe 30A hat die Zweigstange 25A einen polygonalen Querschnitt (z. B. quadratisch oder rechteckig), und die zweite Verriegelung 38A beinhaltet eine Keilklemme 32A ähnlich dem kegelstumpfförmigen Keil 73 mit der kegelstumpfförmigen Aussparung 77. Die Keilklemme 32A und die polygonale Form der Zweigstange 25A verhindern die Rotation der zweiten Verriegelung 38A um die Zweigstange 25A. Die zweite Verriegelung 38 kann jedoch entlang der Zweigstange 25A gleiten.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Abbildungen unterstützen und beschreiben die Offenbarung, doch der Umfang der Offenbarung ist einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Einige der besten Möglichkeiten und weitere Ausführungsformen der beanspruchten Offenbarung wurden ausführlich beschrieben. Verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der Offenbarung sind zusätzlich in den angehängten Ansprüchen angegeben. Darüber hinaus sind die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen, in der vorliegenden Beschreibung erwähnten Ausführungsformen nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen zu verstehen. Vielmehr ist kann jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder mehreren anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden, woraus weitere Ausführungsformen resultieren, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige weitere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.

Claims

Robotersystem, umfassend: einen Roboterarm; eine Endeffektor-Baugruppe, beweglich mit dem Roboterarm gekoppelt, worin die Endeffektor-Baugruppe Folgendes beinhaltet: einen Hauptträger; eine mit dem Hauptträger gekoppelte Rahmenstange; mehrere beweglich mit der Rahmenstange gekoppelte Werkzeugarme, worin jeder der Werkzeugarme Folgendes beinhaltet: eine beweglich mit der Rahmenstange gekoppelte Zweigstange; eine Verriegelung, welche die Zweigstange an die Rahmenstange koppelt, worin die Verriegelung auf der Rahmenstange zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Stellung bewegt werden kann, um eine Stellung der Zweigstange auf der Rahmenstange zu fixieren; einen mit der Verriegelung gekoppelten Vorsprung; ein beweglich mit dem Roboterarm gekoppeltes Konfigurierwerkzeug, worin das Konfigurierwerkzeug Folgendes beinhaltet: einen Werkzeugkörper; einen mit dem Werkzeugkörper gekoppelten Greifer, wobei der Greifer mehrere sich aufeinander zu und voneinander weg bewegliche Greiferfinger beinhaltet, worin das Konfigurierwerkzeug mit der Endeffektor-Baugruppe gekoppelt ist, wenn die Greiferfinger den Vorsprung erfassen; und einen aus dem Werkzeugkörper herausragenden Schrauberkopf, worin der Schrauberkopf mit der Verriegelung ausgerichtet ist, wenn die Greiferfinger den Vorsprung erfassen, so dass die Drehung des Schrauberkopfes die Verriegelung zwischen der verriegelten und der entriegelten Stellung bewegt.
Robotersystem nach Anspruch 1, worin der Vorsprung entlang einer Vorsprungachse verlängert ist, die Verriegelung eine entlang einer Befestigungsachse verlängerte Befestigung beinhaltet und der Vorsprung mit der Befestigung ausgerichtet ist, so dass die Befestigungsachse die Vorsprungachse schneidet.
Robotersystem nach Anspruch 2, worin die Vorsprungachse die Befestigungsachse rechtwinklig schneidet.
Robotersystem nach Anspruch 1, worin die Zweigstange seitlich auf der Rahmenstange verschiebbar ist, wenn die Verriegelung in entriegelter Stellung ist.
Robotersystem nach Anspruch 4, worin die Zweigstange um die Rahmenstange drehbar ist, wenn die Verriegelung in entriegelter Stellung ist.
Robotersystem nach Anspruch 1, worin die Verriegelung eine erste Verriegelung ist, und jeder der Werkzeugarme weiterhin einen beweglich mit der Zweigstange gekoppelten Schwingarm und eine zweite Verriegelung zur Kopplung der Zweigstange an den Schwingarm beinhaltet, und die zweite Verriegelung auf der Zweigstange zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Stellung beweglich ist, so dass eine Stellung des Schwingarms auf der Zweigstange fixiert werden kann.
Robotersystem nach Anspruch 6, worin der Vorsprung ein erster Vorsprung ist und jeder der Werkzeugarme einen mit dem Schwingarm gekoppelten Vorsprung beinhaltet, und die Greiferfinger so konfiguriert sind, dass sie den zweiten Vorsprung erfassen, um das Konfigurierwerkzeug an den Schwingarm zu koppeln.
Robotersystem nach Anspruch 7, worin der Schwingarm seitlich auf der Zweigstange verschiebbar ist, wenn die zweite Verriegelung in entriegelter Stellung ist.
Robotersystem nach Anspruch 8, worin die Zweigstange entlang einer Zweigstangenachse verlängert werden kann, und der Schwingarm um die Zweigstange drehbar ist, wenn die zweite Verriegelung in entriegelter Stellung ist.
Robotersystem nach Anspruch 9, worin die erste Verriegelung als eine erste Klemme ausgeführt ist, und die zweite Verriegelung als eine zweite Klemme ausgeführt ist.