DE102019124832B4

DE102019124832B4 - Robotereinheit

Info

Publication number: DE102019124832B4
Application number: DE102019124832.9A
Authority: DE
Inventors: Shoichi MORIMURA
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2039-09-17
Also published as: JP7387257B2; US11007656B2; DE102019124832A1; CN110936353A; US20200094423A1; JP2020049549A

Abstract

Robotereinheit (10), die umfasst:
einen Roboterhauptkörper (12), der ein Armtyp-Roboter ist, der mehrere Glieder (18a, 18b, 18c) aufweist, die über wenigstens ein Gelenk miteinander verbunden sind; und
wenigstens ein Schutzgehäuse (16), das wenigstens einen Abschnitt einer Umfangsfläche wenigstens eines der mehreren Glieder (18a, 18b, 18c) bedeckt und schützt,
wobei wenigstens ein Befestigungsabschnitt (22), der das wenigstens eine Schutzgehäuse (16) befestigen und abnehmen kann, auf einer Umfangsfläche wenigstens eines der mehreren Glieder (18a, 18b, 18c) bereitgestellt ist; dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Schutzgehäuse (16) verschiedener Typen, die an dem wenigstens einem Befestigungsabschnitt (22) anbringbar sind, bereitgestellt sind,
die mehreren Schutzgehäuse (16) verschiedener Typen aus verschiedenen Materialien hergestellt sind und/oder verschiedene Formen aufweisen und
das Schutzgehäuse (16), das an dem wenigstens einen Befestigungsabschnitt (22) zu befestigen ist, ersetzbar ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Beschreibung offenbart eine Robotereinheit, die einen Roboterhauptkörper enthält, der ein Armtyp-Roboter mit mehreren Gliedern ist, die über wenigstens ein Gelenk miteinander verbunden sind.
HINTERGRUND
Armtyp-Roboter mit mehreren Gliedern, die über Gelenke miteinander verbunden sind, sind bereits umfassend bekannt. Derartige Armtyp-Roboter sind z. B. in Fabriken installiert und werden verwendet, um Produkte herzustellen. In den letzten Jahren ist manchmal vorgeschlagen worden, dass Armtyp-Roboter insbesondere in den Bearbeitungskammern von Werkzeugmaschinen installiert sind. JP 2017-202548A offenbart z. B. einen Armtyp-Roboter, der an einer Spindel einer Werkzeugmaschine befestigt ist; JP 2017-213658A offenbart einen Armtyp-Roboter, der an einem Werkzeughalter einer Werkzeugmaschine befestigt ist; und JP 2018-020402A offenbart einen Armtyp-Roboter, der an einer Spindel einer Werkzeugmaschine befestigt ist
DE 10 2014 112 997A1 , DE 10 2015 012 960 A , US 2014/0 142 752 A1 , US 2012/ 0 222 324 A1 und DE 20 2007 006 121 U1 offenbaren jeweils Armtyp-Roboter welche zumindest teilweise eine Schutzhülle aufweisen. DE 10 2015 005 799 A1 offenbart eine flexible Hülle für einen Roboter und DE 10 2017 117 462 A1 offenbart einen Roboter in einer Bearbeitungskammer mit mehreren Endeffektoren.
ZUSAMMENFASSUNG
Die äußere Umgebung um einen derartigen Armtyp-Roboter kann variieren. In den oben erwähnten Patentdokumenten sind die Armtyp-Roboter z. B. in den Bearbeitungskammern von Werkzeugmaschinen installiert. In den Bearbeitungskammern können sich während der Bearbeitung eines Werkstücks Späne und Schneidwasser verbreiten. In Abhängigkeit von dem Typ der Bearbeitung kann außerdem eine starke Schwingung oder Wärme verursacht werden. Derartige Späne, derartiges Schneidwasser, eine derartige Schwingung und derartige Wärme können Verschlechterungsfaktoren der Armtyp-Roboter sein.
Die Armtyp-Roboter müssen dauerhafte Konfigurationen gegen derartige Späne, derartiges Schneidwasser, eine derartige Schwingung und derartige Wärme aufweisen. Die Typen der Verschlechterungsfaktoren variieren jedoch in Übereinstimmung mit den Typen der durch die Werkzeugmaschine ausgeführten Bearbeitung. Der Grad der durch die Verschlechterungsfaktoren verursachten Wirkungen auf die Armtyp-Roboter variiert signifikant in Übereinstimmung mit einer Position des Armtyp-Roboters während der Bearbeitung (insbesondere einer Position bezüglich des Bearbeitungspunkts) oder anderen Bedingungen. Folglich variiert die für den Armtyp-Roboter gewünschte dauerhafte Konfiguration in Übereinstimmung mit der äußeren Umgebung oder den Verwendungsbedingungen des Armtyp-Roboters. Es hat jedoch keine derartigen Roboter gegeben, deren dauerhafte Konfiguration in Übereinstimmung mit der äußeren Umgebung und den Verwendungsbedingungen des Armtyp-Roboters geändert werden kann.
Die vorliegende Beschreibung offenbart eine Robotereinheit, die einen Armtyp-Roboter enthält, dessen dauerhafte Konfiguration in Übereinstimmung mit der äußeren Umgebung und den Verwendungsbedingungen des Roboters geändert werden kann.
Eine in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Robotereinheit enthält einen Roboterhauptkörper, der ein Armtyp-Roboter ist, der mehrere Glieder aufweist, die über wenigstens ein Gelenk miteinander verbunden sind, und wenigstens ein Schutzgehäuse, das wenigstens einen Abschnitt einer Umfangsfläche wenigstens eines der mehreren Glieder bedeckt und schützt. Wenigstens ein Befestigungsabschnitt, der das wenigstens eine Schutzgehäuse befestigen und abnehmen kann, ist auf einer Umfangsfläche wenigstens eines der mehreren Glieder bereitgestellt.
Weil in der obigen Konfiguration das Schutzgehäuse in Übereinstimmung mit der äußeren Umgebung oder den Verwendungsbedingungen des Roboters befestigt oder abgenommen werden kann, kann die dauerhafte Konfiguration des Armtyp-Roboters geändert werden.
In dem obigen Fall kann das wenigstens eine Schutzgehäuse wenigstens ein vereinigtes Schutzgehäuse enthalten, das sich über zwei oder mehr Glieder erstreckt. Jedes des wenigstens einen vereinigten Schutzgehäuses kann mehrere Schutzabschnitte enthalten, von denen jeder konfiguriert ist, wenigstens einen Abschnitt einer Umfangsfläche des entsprechenden einen der mehreren Glieder abzudecken. Jedes des wenigstens einen vereinigten Schutzgehäuses kann ferner wenigstens einen Verbindungsabschnitt enthalten, der zwei Schutzabschnitte untrennbar verbindet, so dass eine Änderung der relativen Orientierungsbeziehungen zwischen den beiden Schutzabschnitten ermöglicht ist.
Weil in der obigen Konfiguration das Schutzgehäuse außerdem die Gelenke des Armtyp-Roboters abdecken kann, können bei Bedarf außerdem die Gelenke geschützt sein.
Das wenigstens eine Schutzgehäuse kann wenigstens ein trennbares Schutzgehäuse enthalten, das nur eines der mehreren Glieder abdeckt.
Weil sich in der obigen Konfiguration das Schutzgehäuse nicht über zwei oder mehr Glieder erstreckt, ist es unwahrscheinlich, dass die Bewegung des Gliedes durch das Schutzgehäuse eingeschränkt ist.
Das Schutzgehäuse kann in einer seitlichen Richtung des Gliedes in zwei oder mehr aufteilbar sein.
In der obigen Konfiguration ist das Schutzgehäuse leicht an dem Glied anbringbar.
Das Schutzgehäuse kann aus einem Material hergestellt sein, so dass wenigstens eine von einer Wärmebeständigkeitstemperatur, einer Steifigkeit und einer chemischen Beständigkeit des Materials höher als die eines Chassis des Gliedes ist.
In der obigen Konfiguration sind die Wärmebeständigkeit, die Schlagbeständigkeit und die chemische Beständigkeit der Robotereinheit verbessert, so dass sie höher als in einem Fall unter Verwendung des Roboterhauptkörpers allein sind.
Das Schutzgehäuse kann ein Wärmeisolationsmaterial oder eine Wärmeisolationsstruktur enthalten, das bzw. die die Wärmeübertragung zwischen der äußeren Umgebung und einem Chassis des Gliedes verhindert.
Weil in der obigen Konfiguration die Wärmeübertragung zu den inneren Abschnitten des Roboters verringert werden kann, können die Störungen eines Motors, eines Codierers oder dergleichen, die durch eine Temperaturzunahme verursacht werden, vermieden werden.
Es können mehrere Schutzgehäuse verschiedener Typen, die an dem wenigstens einem Befestigungsabschnitt anbringbar sind, bereitgestellt sein und aus verschiedenen Materialien hergestellt sein und/oder verschiedene Formen aufweisen. Das Schutzgehäuse, das an dem wenigstens einen Befestigungsabschnitt zu befestigen ist, kann ersetzbar sein.
Weil in der obigen Konfiguration das Schutzgehäuse in Übereinstimmung mit der äußeren Umgebung oder den Verwendungsbedingungen des Roboters ersetzt werden kann, kann die dauerhafte Konfiguration des Armtyp-Roboters frei geändert werden.
Der Roboterhauptkörper kann einen oder mehrere Endeffektor-Verbinder enthalten, die einen Endeffektor befestigen oder abnehmen. Es können mehrere Endeffektoren verschiedener Typen, die an dem einen oder den mehreren Endeffektor-Verbindern anbringbar sind, bereitgestellt sein, so dass der an einem der Endeffektor-Verbinder befestigte Endeffektor ersetzbar ist.
Weil in der obigen Konfiguration verschiedene Anwendungen der Robotereinheit verfügbar werden, ist die Vielseitigkeit der Robotereinheit verbessert.
Der Roboterhauptkörper kann innerhalb einer Bearbeitungskammer einer Werkzeugmaschine angeordnet sein.
Weil in der obigen Konfiguration mehr verschiedene Operationen der Werkzeugmaschine verfügbar werden, ist die Produktivität der Werkzeugmaschine verbessert.
Weil gemäß der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Robotereinheit das Schutzgehäuse in Übereinstimmung mit der äußeren Umgebung oder den Verwendungsbedingungen des Roboters befestigt oder abgenommen werden kann, kann die dauerhafte Konfiguration des Armtyp-Roboters geändert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden basierend auf den folgenden Figuren beschrieben; es zeigen:

1 eine schematische Querschnittsansicht einer Werkzeugmaschine, die eine Robotereinheit umfasst;
2 eine schematische Explosions-Vorderansicht einer Robotereinheit;
3 ein Beispiel eines trennbaren Schutzgehäuses;
4 ein Beispiel eines vereinigten Schutzgehäuses;
5A eine graphische Darstellung, um ein Beispiel eines One-Touch-Arretierungsmechanismus zu beschreiben;
5B eine graphische Darstellung, um das Beispiel des One-Touch-Arretierungsmechanismus weiter zu beschreiben;
5C eine graphische Darstellung, um das Beispiel des One-Touch-Arretierungsmechanismus noch weiter zu beschreiben; und
6 ein weiteres Beispiel der Robotereinheit.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Robotereinheit 10 bezüglich der beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Werkzeugmaschine 100, die die Robotereinheit 10 umfasst. 2 ist eine schematische Explosions-Vorderansicht der Robotereinheit 10. In 1 ist eine Veranschaulichung eines Schutzgehäuses 16 der Robotereinheit 10 weggelassen, um die Beschreibung zu vereinfachen. In der Beschreibung im Folgenden wird die Richtung parallel zu der Drehachse einer Spindel 108 als die „Z-Achse“ bezeichnet, wird die Richtung senkrecht zu der Z-Achse und parallel zu einer Bewegungsrichtung eines Werkzeughalters 110 als die „X-Achse“ bezeichnet und wird die Richtung senkrecht zu der X- und der Z-Achse als die „Y-Achse“ bezeichnet.
Zuerst wird die Werkzeugmaschine 100, die die Robotereinheit 10 umfasst, kurz beschrieben. Die Werkzeugmaschine 100 ist eine Drehmaschine, die ein (in den 1 und 2 nicht gezeigtes) Werkstück durch das Anwenden eines durch den Werkzeughalter 110 gehaltenen Werkzeugs 114 in Rotation bearbeitet. Spezifisch ist die Werkzeugmaschine 100 ein numerisch gesteuertes (NC) Drehzentrum, das mit einem Revolverkopf 112 versehen ist, der mehrere Werkzeuge 114 hält.
Die Werkzeugmaschine 100 ist in einem Gehäuse 104 einer Bearbeitungskammer 102 der Werkzeugmaschine 100 untergebracht. An der Vorderseite der Bearbeitungskammer 102 ist eine große Öffnung bereitgestellt, wobei die Öffnung durch eine Tür 106 geöffnet oder geschlossen wird. Die Werkzeugmaschine 100 enthält eine Spindeleinheit, die ein Ende eines Werkstücks drehbar hält, den Werkzeughalter 110, der das Werkzeug 114 hält, und einen (nicht gezeigten) Reitstock, der das andere Ende des Werkstücks hält. Die Spindeleinheit enthält einen (nicht gezeigten) Spindelstock mit einem eingebauten Drehmotor und eine Spindel 108, die an dem Spindelstock befestigt ist. Die Spindel 108 enthält ein Spannfutter 116 oder eine Spannzange, das bzw. die das Werkstück abnehmbar hält, so dass das zu haltende Werkstück bei Bedarf ersetzt werden kann. Die Spindel 108 und das Spannfutter 116 drehen sich um eine sich horizontal (entlang der Z-Achse) erstreckende Drehachse.
Der Reitstock ist so angeordnet, dass er der Spindel 108 entlang der Z-Achse gegenüberliegt, so dass die Spindel 108 ein Ende des Werkstücks hält, wohingegen der Reitstock das andere Ende des Werkstücks hält. Der Reitstock ist entlang der Z-Achse beweglich, so dass sich der Reitstock zu dem Werkstück oder weg von dem Werkstück bewegen kann.
Der Werkzeughalter 110 hält das Werkzeug 114, wie z. B. ein Schneidwerkzeug, das als eine „Werkzeugschneide“ [engl.: „tool bit“] bezeichnet wird. Der Werkzeughalter 110 ist parallel zu der Z-Achse oder der X-Achse beweglich, um die Position der Spitze der Klinge des Werkzeugs 114 einzustellen.
Der Revolverkopf 112 ist bei Betrachtung in einer Richtung der Z-Achse ein Polygon und um eine zu der Z-Achse parallele Achse drehbar. An der Umfangsfläche des Revolverkopfs 112 sind ein oder mehrere Werkzeuge 114 abnehmbar befestigt, so dass das Werkzeug 114, das zum Bearbeiten zu verwenden ist, durch das Drehen des Revolverkopfs 112 gewechselt werden kann.
Ein Controller 118 steuert die Operationen aller Abschnitte der Werkzeugmaschine 100 in Übereinstimmung mit den Anweisungen von einer Bedienungsperson. Der Controller 118 kann z. B. eine CPU, die verschiedene Operationen ausführt, und einen Speicher, der verschiedene Steuerprogramme oder Steuerparameter speichert, enthalten. Der Controller 118 weist außerdem eine Kommunikationsfunktion auf, um verschiedene Daten, wie z. B. NC-Programmdaten, an andere Vorrichtungen zu senden oder von anderen Vorrichtungen zu empfangen. Der Controller 118 kann z. B. einen NC-Controller enthalten, der die Position des Werkzeugs 114 oder des Werkstücks bei Bedarf berechnet. Der Controller 118 kann eine einzige Einheit oder eine Kombination aus mehreren Arithmetikeinheiten sein. Der Controller 118 kann außerdem die im Folgenden beschriebene Robotereinheit 10 steuern oder die Robotereinheit 10 kann durch einen weiteren Controller gesteuert sein.
Die Robotereinheit 10 ist außerdem innerhalb der Bearbeitungskammer 102 angeordnet. Die Robotereinheit 10 enthält einen Roboterhauptkörper 12, einen Endeffektor 14, der an dem Roboterhauptkörper 12 befestigt ist, und die (in 1 nicht gezeigten) Schutzgehäuseabschnitte 16a bis 16c, die die Außenflächen des Roboterhauptkörpers 12 abdecken. Wenn auf die jeweiligen Schutzgehäuseabschnitte 16a bis 16c nicht getrennt Bezug genommen wird, wird das gesamte Gehäuse lediglich als ein „Schutzgehäuse 16“ beschrieben, indem die nach der Zahl angehängten Buchstaben weggelassen werden. Die anderen Abschnitte werden in der gleichen Weise beschrieben. Der Roboterhauptkörper 12 ist ein Armtyp-Roboter mit einem Arm 18; spezifisch mehreren Gliedern 18a bis 18c (drei Gliedern in der in den Zeichnungen gezeigten vorliegenden Ausführungsform), die über wenigstens ein Gelenk miteinander verbunden sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Roboterhauptkörper 12 auf einem Boden der Bearbeitungskammer 102 angeordnet. Der Roboterhauptkörper 12 kann selbstverständlich an irgendeiner anderen Position angeordnet sein. Der Roboterhauptkörper 12 kann z. B. an einer Seitenfläche der Bearbeitungskammer 102 oder der Spindel 108 angeordnet sein. Alternativ kann der Roboterhauptkörper 12 an einem beweglichen Körper, der in der Bearbeitungskammer 102 beweglich ist, wie z. B. dem Werkzeughalter 110, dem Revolverkopf 112 oder dem Reitstock, angeordnet sein. Der Bewegungsbereich des Roboterhauptkörpers 12 kann durch das Anordnen des Roboterhauptkörpers 12 an den beweglichen Körpern erweitert sein. Wenn der Roboterhauptkörper 12 in einer Fräsmaschine, einem Bearbeitungszentrum oder einer Multitasking-Maschine installiert ist, kann der Roboterhauptkörper 12 an einem Spindelkopf, an einem Tisch, auf dem ein Werkstück angeordnet ist, oder an anderen Positionen angeordnet sein.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Roboterhauptkörper 12 in der vorliegenden Ausführungsform ein vertikaler Gelenkroboter, der drei Glieder 18a bis 18c enthält, die um eine horizontale Achse schwenkbar (in einer vertikalen Ebene schwenkbar) sein können. Ein drehbares Gelenk 19, das um eine vertikale Achse drehbar ist, ist an einem proximalen Ende des Roboterhauptkörpers 12 angeordnet. Der Arm 18 ist aus einem hohlen Chassis hergestellt, das z. B. aus einem Metall (Aluminium oder einem anderen Metall) hergestellt ist. Ein Aktuator (z. B. ein Motor), ein Übertragungsmechanismus (z. B. ein Getriebe) und ein Sensor (z. B. ein Drehgeber) sind in dem Chassis des Arms 18 angeordnet, so dass der Arm 18 schwenkt, indem er durch den Aktuator angetrieben ist. Die Verdrahtungen zum Senden und Empfangen von Signalen und elektrischer Leistung sind außerdem in dem Chassis des Arms 18 eingeschlossen.
An den Außenflächen der Glieder 18a bis 18c sind Befestigungsabschnitte 22, die das im Folgenden beschriebene Schutzgehäuse 16 befestigen und abnehmen, bereitgestellt. Die Anzahl und die Form der Befestigungsabschnitte 22 sind nicht auf irgendeine spezifische Anzahl oder Form eingeschränkt, solange wie die Befestigungsabschnitte 22 das Schutzgehäuse 16 befestigen und abnehmen können. Folglich können die Befestigungsabschnitte 22 Schraubenlöcher, die das Schutzgehäuse 16 durch Schrauben befestigen und abnehmen, oder Eingriffsklauen oder -nuten, die das Schutzgehäuse 16 durch Eingriff befestigen und abnehmen, sein. In einer weiteren Ausführungsform können die Befestigungsabschnitte 22 eine Struktur aufweisen, um das Schutzgehäuse 16 unter Verwendung einer Kraft einer Feder 50 oder eines Magneten zu befestigen und abzunehmen. Alternativ kann jeder der Befestigungsabschnitte 22 eine „One-Touch-Klemme“ sein, die das Schutzgehäuse 16 mit „einer Berührung“ befestigen oder abnehmen kann, was bedeutet, irgendeines von Drücken, Ziehen oder Drehen auszuführen. Ein Beispiel einer derartigen One-Touch-Klemme wird im Folgenden weiter beschrieben.
Der Roboterhauptkörper 12 enthält den Endeffektor 14, der auf ein Ziel zugreift, um irgendwelche Wirkungen an dem Ziel zu verursachen. Das „Zugreifen“ bedeutet, dass sich der Endeffektor 14 dem Ziel bis zu einer Position nähert, die nah genug ist, um die Aufgabe des Endeffektors 14 auszuführen. Wenn der Endeffektor 14 ein Temperatursensor ist, der die Temperatur des Ziels abtastet, während er sich mit dem Ziel in Kontakt befindet, bedeutet das „Zugreifen“, dass der Endeffektor 14 mit dem Ziel in Kontakt gelangt. Wenn im Gegensatz der Endeffektor 14 ein kontaktloser Temperatursensor ist, bedeutet das „Zugreifen“, dass sich der Endeffektor 14 bis zu einer Position nähert, die nah genug ist, um die Temperatur des Ziels abzutasten.
An dem einzigen Roboterhauptkörper 12 können ein oder mehrere Endeffektoren 14 befestigt sein. Der Endeffektor 14 kann an dem distalen Ende oder an irgendeinem Mittelpunkt des Roboterhauptkörpers 12 befestigt sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist der einzige Endeffektor 14 an dem distalen Ende des Roboterhauptkörpers 12 befestigt.
Der Endeffektor 14 ist nicht auf irgendeinen speziellen Typ eingeschränkt, solange wie der Endeffektor 14 einige Wirkungen verursacht, wie oben beschrieben worden ist. Der Endeffektor 14 kann z. B. eine Haltevorrichtung (ein Greifermechanismus, ein Saug- und Haltemechanismus oder dergleichen) sein, der ein Ziel hält. In einer weiteren Ausführungsform kann der Endeffektor 14 ein Sensor (z. B. ein Temperatursensor, ein Schwingungssensor, ein Kontaktsensor, ein Drucksensor oder dergleichen) sein, der Informationen über das Ziel oder die äußere Umgebung des Ziels abtastet. In einer noch weiteren Ausführungsform kann der Endeffektor 14 ein Pressmechanismus sein, der auf ein Ziel drückt. Der Endeffektor 14 kann z. B. aus Walzen bestehen, die die Schwingungen verringern, indem sie auf ein Werkstück drücken, während sie die Drehung des Werkstücks ermöglichen. In einer noch weiteren Ausführungsform kann der Endeffektor 14 eine Ausgabevorrichtung für ein Fluid (z. B. Luft, ein Schneidöl oder Schneidwasser) sein, um die Bearbeitung zu unterstützen. Der Endeffektor 14 kann ein Emitter von Energie (z. B. ein Laser oder ein Lichtbogen) oder von Materialien (z. B. Materialien zur additiven Fertigung), um das Werkstück zu formen, sein. In einer noch weiteren Ausführungsform kann der Endeffektor 14 eine Kamera sein, die ein Bild eines Ziels aufnimmt.
Der oben beschriebene Endeffektor 14 kann von dem Roboterhauptkörper 12 abnehmbar sein, so dass der Endeffektor 14 bei Bedarf ersetzt werden kann. Vor dem Beginn des Bearbeitens kann z. B. ein Greifermechanismus-Endeffektor 14 an dem Roboterhauptkörper 12 befestigt sein, um ein Werkstück unter Verwendung des Greifermechanismus zu transportieren. Nach dem Transportieren des Werkstücks kann der Greifermechanismus-Endeffektor 14 durch einen Temperatursensor-Endeffektor 14 ersetzt werden, um die Temperatur des Werkstücks oder des Werkzeugs 114 während des Bearbeitens abzutasten. Eine derartige ersetzbare Konfiguration kann den anwendbaren Umfang der Robotereinheit 10 erweitern. Selbstverständlich kann der Endeffektor 14 nicht abnehmbar an dem Roboterhauptkörper 12 befestigt sein. Obwohl in den in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen der einzige Endeffektor 14 am distalen Ende des Roboterhauptkörpers 12 befestigt ist, ist der Anzahl der an dem einzigen Roboterhauptkörper 12 befestigten Endeffektoren 14 keine Einschränkung auferlegt. Es können ein oder mehrere Endeffektoren 14 befestigt sein. Die Befestigungsposition des Endeffektors 14 an dem Roboterhauptkörper 12 kann sich am distalen Ende oder an irgendeiner Mittelposition des Roboterhauptkörpers 12 befinden.
Die Robotereinheit 10 enthält das Schutzgehäuse 16, das die Außenflächen des einen oder der mehreren Glieder 18a bis 18c wenigstens teilweise schützt. Das Schutzgehäuse 16 ist über die oben beschriebenen Befestigungsabschnitte 22 abnehmbar an dem Roboterhauptkörper 12 befestigt. Der Grund, das Schutzgehäuse 16 bereitzustellen, wird im Folgenden kurz beschrieben.
Wie oben beschrieben worden ist, ist der Roboterhauptkörper 12 der vorliegenden Ausführungsform in der Bearbeitungskammer 102 der Werkzeugmaschine 100 installiert. Die für den Roboterhauptkörper 12 erforderlichen Eigenschaften variieren signifikant in Abhängigkeit von den Bearbeitungsbedingungen und der Position des Roboterhauptkörpers 12 (insbesondere der Position bezüglich des Bearbeitungspunkts). Während der Bearbeitung eines Werkstücks verbreiten sich z. B. Späne und Schneidwasser in der Bearbeitungskammer 102. Wenn der Arm 18 des Roboterhauptkörpers 12 in einem Bereich positioniert ist, den die Späne oder andere Bruchstücke erreichen, muss der Arm 18 gegen die Späne oder die anderen Bruchstücke geschützt werden, deren Eigenschaften in Übereinstimmung mit den Bearbeitungsbedingungen variieren können. Wenn sich z. B. starre Späne verbreiten, muss der Arm 18 ein starres Chassis aufweisen, selbst wenn ein derartiges starres Chassis den Arm 18 bis zu einem gewissen Grad schwerer oder größer machen. Wenn sich im Gegensatz weiche zusammenhängende Späne verbreiten, muss der Arm 18 ein leichtes Chassis aufweisen, selbst wenn ein derartiges leichtes Chassis die Steifigkeit des Arms 18 bis zu einem gewissen Grad verringert. Wenn sich die Späne auf einer hohen Temperatur befinden, muss der Arm 18 ein im hohen Grade wärmebeständiges Chassis aufweisen. Wenn sich Schneidwasser oder Schneidöl verbreitet, muss der Eintritt von Schneidwasser oder Schneidöl in den Raum der Gelenke verhindert werden.
Wenn der Endeffektor 14 der Robotereinheit 10 ersetzbar ist, variiert die Anwendung des Roboterhauptkörpers 12 in Übereinstimmung mit dem Typ des Endeffektors 14. Wenn die Anwendung variiert, variiert die gewünschte Struktur, insbesondere die Beständigkeit des Roboterhauptkörpers 12, signifikant.
Folglich ist es schwierig gewesen, eine ausreichende Beständigkeit des Roboterhauptkörpers 12 immer sicherzustellen, weil die erforderliche Eigenschaft, insbesondere die Beständigkeit des Roboterhauptkörpers 12, bei Bedarf variiert. Weil in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zwei oder mehr Schutzgehäuse 16 verschiedene Typen, die an dem Arm 18 befestigt und von dem Arm 18 abgenommen werden können, bereitgestellt sind, kann das an dem Arm 18 befestigte Schutzgehäuse 16 bei Bedarf ersetzt werden. In dieser Weise können die Eigenschaften, insbesondere die Beständigkeit, der Robotereinheit 10 in Übereinstimmung mit den Bedingungen geändert werden. Im Ergebnis kann die Lebensdauer der Robotereinheit 10 verlängert werden und kann die Qualität der Bearbeitung verbessert werden. Das Schutzgehäuse 16 wird im Folgenden beschrieben.
Es sind zwei Typen des Schutzgehäuses 16 verfügbar. Ein Typ ist ein trennbarer Typ, in dem jeder der Schutzgehäuseabschnitte 16a bis 16c eines der Glieder 18a bis 18c abdeckt, wohingegen der andere Typ ein vereinigter Typ ist, der sich über zwei oder mehr Glieder 18a bis 18c erstreckt. Die 2 und 3 zeigen ein Beispiel des trennbaren Schutzgehäuses 16, wohingegen 4 ein Beispiel des vereinigten Schutzgehäuses 16 zeigt.
Jeder der trennbaren Schutzgehäuseabschnitte 16a bis 16c deckt eines der Glieder 18a bis 18c ab. Mit anderen Worten, der Schutzgehäuseabschnitt 16a, der ein Glied 18a abdeckt, ist z. B. vollständig von den anderen Schutzgehäuseabschnitten 16b und 16c, die die anderen Glieder 18b und 18c abdecken, getrennt. In dem vorliegenden Beispiel ist jeder Schutzgehäuseabschnitt 16a, 16b oder 16c, der das entsprechende Glied 18a, 18b oder 18c abdeckt, in einer seitlichen Richtung in zwei aufteilbar. Jede Hälfte des jeweiligen trennbaren Schutzgehäuseabschnitts 16a bis 16c wird als eine Gehäusehälfte 26 bezeichnet. Jeder der Schutzgehäuseabschnitte 16a bis 16c weist eine ausreichende Steifigkeit auf, um die Form aufrechtzuerhalten. Die Schutzgehäuseabschnitte 16a bis 16c bilden eine geringe Lücke zwischen den benachbarten Schutzgehäuseabschnitten 16a bis 16c, um eine Störbewegung (Schwenken) der benachbarten Glieder 18a bis 18c zu vermeiden. Bei dem trennbaren Schutzgehäuse 16 wird die Bewegung des Arms 18 wahrscheinlich nicht eingeschränkt, weil die Schutzgehäuseabschnitte 16a bis 16c für die jeweiligen Glieder 18a bis 18c getrennt sind. Ferner kann der Roboterhauptkörper 12 effizienter geschützt werden, weil die Eigenschaften der Schutzgehäuseabschnitte 16a bis 16c für die Glieder 18a bis 18c jeweils geändert werden können.
Das vereinigte Schutzgehäuse 16 ist so ausgebildet, dass es sich über zwei oder mehr benachbarte Glieder 18a bis 18c erstreckt. Das Schutzgehäuse 16 dieses Typs ist außerdem in einer seitlichen Richtung in zwei teilbar, um die Gehäusehälften 26 zu bilden. Jede der Gehäusehälften 26 enthält mehrere Schutzabschnitte 28 und einen oder mehrere Verbindungsabschnitte 30, die die Schutzabschnitte 28 verbinden. Die Schutzabschnitte 28 decken die Umfangsfläche des Arms 18 wenigstens teilweise ab und weisen eine Steifigkeit auf, die wenigstens die Form aufrechterhalten kann. Die Verbindungsabschnitte 30 verbinden die Schutzabschnitte 28 und decken die Gelenke des Arms 18 hauptsächlich ab. Jeder Verbindungsabschnitt 30 ist z. B. aus einer Gummi- oder Kunststoffplatte oder einem Faltenbalgmaterial hergestellt, das Flexibilität aufweist, um eine freie Deformation zu ermöglichen. Derartige Verbindungsabschnitte 30 ermöglichen eine Änderung der Orientierungsbeziehungen zwischen den beiden benachbarten Schutzabschnitten 28 zueinander in Übereinstimmung mit der Bewegung der Gelenke. Das vereinigte Schutzgehäuse 16 kann die wasserdichten und staubdichten Eigenschaften der Robotereinheit 10 verbessern, weil die Robotereinheit 10, die die Gelenke enthält, abgedeckt ist.
Die spezifischen Einzelheiten des Schutzgehäuses 16 einschließlich der Materialien und der Formen können bei Bedarf in Übereinstimmung mit den Anwendungen der Schutzgehäuses 16 geändert werden. Die Abschnitte des Schutzgehäuses 16, die die Umfangsflächen der Glieder 18a bis 18c abdecken, (das ganze Gehäuse für den trennbaren Typ und die Schutzabschnitte 28 für den vereinigten Typ; wobei beide im Folgenden als ein „Gliedabdeckungsabschnitt“ bezeichnet werden) können eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um die Form aufrechtzuerhalten. Folglich können die Armabdeckabschnitte aus einem Metall, einem harten Kunststoff, einer Kohlefaser oder dergleichen hergestellt sein.
In einem Fall, in dem sich starre Späne verbreiten, können die Armabdeckabschnitte aus einem Material hergestellt sein, das starrer als das Chassis des Arms 18 oder die Späne ist.
In einem weiteren Fall, in dem sich weiche zusammenhängende Späne verbreiten, können die Armabdeckabschnitte aus einem leichten Material hergestellt sein, das eine geringe Steifigkeit (z. B. eine Steifigkeit, die gleich der der Späne ist) aufweist. Das Schutzgehäuse 16 kann eine Form (z. B. eine stromlinienförmige Form) aufweisen, um die Anlagerung oder Verwicklung der Späne an dem Roboter zu vermeiden. In einem noch weiteren Fall, in dem sich Späne mit hoher Temperatur verbreiten, können die Armabdeckabschnitte aus einem Material hergestellt sein, das eine höhere Wärmebeständigkeit als das Chassis des Arms 18 aufweist. In diesem Fall können die Armabdeckabschnitte teilweise oder vollständig ein Wärmeisolationsmaterial (z. B. Glaswolle) oder eine Wärmeisolationsstruktur enthalten, um die Wärmeübertragung zwischen dem Chassis des Arms 18 und der Umgebung zu verhindern.
In einem weiteren Fall, in dem sich Schneidwasser oder Schneidöl verbreitet, kann das Schutzgehäuse 16 eine Flüssigkeitsdichtigkeit aufweisen. Das Schutzgehäuse 16 kann z. B. der vereinigte Typ sein, wobei die Verbindungsabschnitte 30 aus einem wasserdichten Material hergestellt sind. Entlang der Ränder der Schutzabschnitte 28 können Dichtungsabschnitte 32 (z. B. Gummiabschnitte, siehe 4) bereitgestellt sein, so dass die Dichtungsabschnitte 32 dicht an den Außenflächen des Arms 18 oder der gegenüberliegenden Gehäusehälfte 26 befestigt sind. Weil etwas Schneidwasser so stark sein kann, um die Korrosion eines Metalls zu verursachen, kann das Schutzgehäuse 16 aus einem Material mit einer höheren chemischen Beständigkeit als die des Chassis des Arms 18 hergestellt sein.
Das Schutzgehäuse 16 kann verwendet werden, um die dynamische Steifigkeit oder die Eigenfrequenz des Roboterhauptkörpers 12 zu ändern. Wenn der Endeffektor 14 (z. B. eine Walze) gegen ein Werkstück gedrückt wird, um die Schwingung des Werkstücks zu verringern, kann der Roboterhauptkörper 12 z. B. eine hohe dynamische Steifigkeit aufweisen. Es kann erwünscht sein, die Eigenfrequenz des Roboterhauptkörpers 12 zu ändern, um die Resonanz zwischen dem Roboterhauptkörper 12 und dem Werkstück zu vermeiden. In diesen Fällen kann die dynamische Steifigkeit oder die Eigenfrequenz des Roboterhauptkörpers 12 durch das Befestigen des Schutzgehäuses 16, das als ein Gewichts-Roboterhauptkörper dient, an dem Roboterhauptkörper 12 geändert werden. Eine Ablenkung des Roboterhauptkörpers 12 ändert sich in Übereinstimmung mit dem Gewicht eines Ziels (eines Werkstücks oder dergleichen). Die Ablenkung kann durch das Einstellen des Gewichts des Schutzgehäuses 16 gesteuert werden. Eine derartige Struktur kann eine Positionierungsgenauigkeit verbessern. Für irgendwelche Zwecke können einige Typen des Schutzgehäuses 16 mit unterschiedlichen Gewichten bereitgestellt sein, um das Schutzgehäuse 16 als ein Gewicht zu verwenden.
Die Armabdeckabschnitte können eine Oberfläche aufweisen, auf der eine Schutzüberzugschicht (z. B. ein galvanischer Überzug) aufgetragen ist. Eine derartige Konfiguration kann die Leistung der Armabdeckabschnitte aufrechterhalten und dadurch die Lebensdauer des Schutzgehäuses 16 durch das Reparieren der Schutzüberzugschicht bei Bedarf erhöhen. Das Reparieren kann innerhalb oder außerhalb der Bearbeitungskammer 102 ausgeführt werden. Eine Reparaturvorrichtung 120 (z. B. eine Schichtauftragvorrichtung, siehe 1) kann z. B. innerhalb der Bearbeitungskammer 102 bereitgestellt sein, so dass die Schutzüberzugschicht periodisch oder in Übereinstimmung mit der Signifikanz der Beschädigung der Schutzüberzugschicht repariert wird. Um die Schutzüberzugschicht zu reparieren, kann der Roboterhauptkörper 12 angetrieben werden, um das an dem Roboterhauptkörper 12 befestigte Schutzgehäuse 16 zu bewegen, so dass es sich in der Nähe der Reparaturvorrichtung 120 befindet. Dann kann die Reparaturvorrichtung 120 aktiviert werden, um die Schutzüberzugschicht des Schutzgehäuses 16 zu reparieren.
Es können mehrere Schutzgehäuse 16 verschiedener Typen im Voraus bereitgestellt sein, so dass sich wenigstens entweder die Materialien oder die Formen der Schutzgehäuse 16 voneinander unterscheiden. Das Schutzgehäuse 16 kann in Abhängigkeit von der Anwendung, der Verwendungsumgebung oder des Bearbeitungsfortschritts des Roboterhauptkörpers 12 ausgewählt werden und an dem Roboterhauptkörper 12 befestigt werden. In einigen Fällen kann das Schutzgehäuse 16 weggelassen werden. Mit anderen Worten, das Chassis des Arms kann freiliegend sein, wenn der Roboterhauptkörper 12 verwendet wird.
Das Schutzgehäuse 16 kann durch einen Anwender manuell ersetzt werden oder unter Verwendung einer Vorrichtung oder durch den Roboter selbst automatisch ersetzt werden. Es können z. B. zwei oder mehr Robotereinheiten 10 innerhalb der Bearbeitungskammer 102 angeordnet sein, so dass eine der Robotereinheiten 10 das Schutzgehäuse 16 der anderen Robotereinheit 10 ersetzt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Werkzeugmaschine 100 eine Übertragungsvorrichtung enthalten, die das Schutzgehäuse 16 überträgt. Das Schutzgehäuse 16 kann durch den Roboterhauptkörper 12 in Zusammenarbeit mit der Übertragungsvorrichtung ersetzt werden.
Wenn das Schutzgehäuse 16 an dem Roboterhauptkörper 12 befestigt ist, muss das Schutzgehäuse 16 arretiert werden, um die Ablösung des Schutzgehäuses 16 zu verhindern. Um das Schutzgehäuse 16 von dem Roboterhauptkörper 12 zu entfernen, muss die Arretierung gelöst werden. Wenn das Schutzgehäuse 16 automatisch ersetzt wird, kann die Arretierung des Schutzgehäuses 16, die die Befestigung und die Abnahme des Schutzgehäuses 16 ermöglicht, durch eine einfache Operation, wie z. B. eine One-Touch-Operation, arretiert oder gelöst werden. Als der One-Touch-Mechanismus können wohlbekannte Mechanismen verwendet werden. Ein Beispiel des One-Touch-Mechanismus wird bezüglich der 5A bis 5C beschrieben. In dem Beispiel in den 5A bis 5C ist ein Arretierungsstift 44 an dem Schutzgehäuse 16 befestigt, während ein Arretierungsgehäuse 42 an einem Armchassis 20 des Roboterhauptkörpers 12 befestigt ist. In diesem Fall dient das Arretierungsgehäuse 42 als der Befestigungsabschnitt 22, der das Schutzgehäuse 16 befestigt und abnimmt.
Das Arretierungsgehäuse 42 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, in die der Arretierungsstift 44 eingesetzt ist. Eine innere Umfangsfläche des Arretierungsgehäuses 42 enthält eine kegelförmige Oberfläche 56, die geneigt ist, so dass sie am Boden radial weiter geöffnet ist. Die kegelförmige Oberfläche 56 verursacht, dass ein Innendurchmesser φ2 an einem unteren Abschnitt des Arretierungsgehäuses 42 größer als ein oberer Innendurchmesser φ1 ist.
Der Arretierungsstift 44 enthält einen Zylinder 46, der entlang einer Längsachse ein Durchgangsloch aufweist, und einen hin- und hergehenden Stift 48, der in dem Zylinder 46 vorgeschoben und zurückgezogen wird. In der Nähe des proximalen Endes des Zylinders 46 sind kleine Löcher bereitgestellt, die radial durchdringen. In den Löchern sind die im Folgenden beschriebenen Arretierungskugeln 52 angeordnet. Der hin- und hergehende Stift 48 enthält in der Mitte einen Halsabschnitt; mit anderen Worten, der hin- und hergehende Stift 48 weist teilweise einen kleineren Durchmesser auf. In dieser Weise weist der hin- und hergehende Stift 48 eine Kegelfläche 58 auf, die geneigt ist, so dass sie am Boden radial breiter ist. Wenn der hin- und hergehende Stift 48 vorgeschoben und zurückgezogen wird, ändert sich eine Kontaktbeziehung zwischen der Kegelfläche 58 und den Arretierungskugeln 52, so dass die Arretierungskugeln 52 radial nach innen oder nach außen verschoben werden. Der hin- und hergehende Stift 48 ist durch die Feder 50 zu einer zurückgezogenen Position vorbelastet.
Die Arretierungskugeln 52 sind in den kleinen Löchern angeordnet, die in dem Zylinder 46 ausgebildet sind. Wie in 5A gezeigt ist, sind die Arretierungskugeln 52 durch die Kegelfläche 58 radial nach außen gedrückt, wenn sich der hin- und hergehende Stift 48 bei der Vorbelastungskraft der Feder 50 an der am meisten zurückgezogenen Position befindet. In dieser Weise stehen die Arretierungskugeln 52 von der Umfangsfläche des Zylinders 46 teilweise nach außen vor. Bei dieser Gelegenheit ist der Außendurchmesser φ3 des Arretierungsstifts 44 an einer auf die Arretierungskugeln 52 ausgerichteten Position größer als der obere Innendurchmesser φ1 des Arretierungsgehäuses 42, aber kleiner als der untere Innendurchmesser φ2 des Arretierungsgehäuses 42. Wie in 5B gezeigt ist, ist der Halsabschnitt des hin- und hergehenden Stifts 48 auf die Arretierungskugeln 52 ausgerichtet, wenn der hin- und hergehende Stift 48 weiter gegen die Vorbelastungskraft gedrückt wird. Bei dieser Gelegenheit sind die Arretierungskugeln 52 mehr radial nach innen als die Außenfläche des Zylinders 46 verschoben. Weil der Außendurchmesser φ4 des Zylinders 46 kleiner als der Innendurchmesser φ1 des Arretierungsgehäuses 42 ist, kann der Arretierungsstift 44 unter diesen Bedingungen in das Arretierungsgehäuse 42 eingesetzt werden.
Um das Schutzgehäuse 16 an dem Armchassis 20 zu befestigen, wird in der obigen Struktur der hin- und hergehende Stift 48 weiter gegen die Vorbelastungskraft der Feder 50 gedrückt, so dass der Arretierungsstift 44 in das Arretierungsgehäuse 42 einsetzbar wird. Bei dieser Gelegenheit können die Arretierungskugeln 52 mehr nach innen als die Außenfläche des Zylinders 46 verschoben werden, weil der Halsabschnitt des hin- und hergehenden Stifts 48 auf die Arretierungskugeln 52 ausgerichtet ist. In diesem Status kann der Arretierungsstift 44 in das Arretierungsgehäuse 42 eingesetzt werden.
Wie in 5C gezeigt ist, sind die Arretierungskugeln 52 fast auf die kegelförmige Oberfläche 56 des Arretierungsgehäuses 42 ausgerichtet, wenn der Arretierungsstift 44 vollständig in das Arretierungsgehäuse 42 eingesetzt ist. Wenn der hin- und hergehende Stift 48 von der Presskraft freigegeben ist, wird der hin- und hergehende Stift 48 unter der Kraft der Feder 50 zurückgezogen. Im Ergebnis stößt die Kegelfläche 58 des hin- und hergehenden Stifts 48 an der Unterseite gegen die Arretierungskugeln 52, so dass die Arretierungskugeln 52 radial nach außen verschoben werden. Weil sich die Arretierungskugeln 52 mit der kegelförmigen Oberfläche 56 des Arretierungsgehäuses 42 in Eingriff befinden, wird in diesem Status verhindert, dass der Arretierungsstift 44 aus dem Arretierungsgehäuse 42 gezogen wird. In dieser Weise ist das Schutzgehäuse 16 sicher an dem Armchassis 20 befestigt. Um das Schutzgehäuse 16 von dem Armchassis 20 abzunehmen, kann das Schutzgehäuse 16 zusammen mit dem Arretierungsstift 44 von dem Armchassis 20 abgenommen werden, wenn weiter auf den hin- und hergehenden Stift 48 gedrückt wird.
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, ermöglicht die in 5 gezeigte Konfiguration die Arretierung des Schutzgehäuses 16 an dem Arm 18 und das Lösen der Arretierung des Schutzgehäuses 16 von dem Arm 18 einfach durch das Drücken oder das Freigeben des Drückens auf den hin- und hergehenden Stift 48. Entsprechend kann der Ersatz des Schutzgehäuses 16 unter Verwendung eines Roboters oder irgendwelcher anderer Mittel leicht automatisiert sein.
Obwohl sich die obige Beschreibung auf einen Fall bezieht, in dem der Roboterhauptkörper 12 als ein Beispiel ein vertikaler Gelenkroboter ist, kann der Roboterhauptkörper 12 ein anderer Typ sein, solange wie der Roboterhauptkörper mehrere Glieder enthält, die über wenigstens ein Gelenk miteinander verbunden sind. Wie in 6 gezeigt ist, kann der Roboterhauptkörper 12 z. B. ein SCARA-Roboter sein, der mehrere Glieder 18a, 18b, die um eine vertikale Achse schwenkbar (in einer horizontalen Ebene schwenkbar) sind, und ein distales Glied 18t, das entlang der vertikalen Achse vorgeschoben oder zurückgezogen werden kann, enthält. In einem derartigen Fall sind außerdem die Befestigungsabschnitte 22, die das Schutzgehäuse 16 befestigen oder abnehmen können, an den Umfangsflächen der Glieder 18a, 18b bereitgestellt. Das Schutzgehäuse 16 kann über die Befestigungsabschnitte 22 befestigt oder abgenommen werden.
Das Schutzgehäuse 16 muss nicht an allen Gliedern 18a bis 18c befestigt sein. Das Schutzgehäuse 16 kann für ein spezifisches Glied, wie z. B. das am weitesten distale Glied 18a, bereitgestellt sein. Das Schutzgehäuse 16 kann konfiguriert sein, nicht nur den Arm 18 und die Gelenke, sondern außerdem einen Abschnitt des Endeffektors 14 abzudecken.
Die oben beschriebene Robotereinheit 10 kann nicht nur innerhalb der Bearbeitungskammer 102 der Werkzeugmaschine 100, sondern außerdem an einem anderen Ort installiert sein. Die Robotereinheit 10 kann z. B. in eine weitere Vorrichtung aufgenommen sein oder kann unabhängig installiert sein, ohne in eine weitere Vorrichtung aufgenommen zu sein. Die Robotereinheit 10 kann z. B. in einer Fertigungslinie unabhängig installiert sein. Die Robotereinheit 10 kann in einer Außenumgebung installiert sein.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN
10 Robotereinheit, 12 Roboterhauptkörper, 14 Endeffektor, 16 Schutzgehäuse, 18 Arm, 19 drehbares Gelenk, 20 Armchassis, 22 Befestigungsabschnitte, 26 Gehäusehälfte, 28 Schutzabschnitt, 30 Verbindungsabschnitt, 32 Dichtungsabschnitt, 42 Arretierungsgehäuse, 44 Arretierungsstift, 46 Zylinder, 48 hin- und hergehender Stift, 50 Feder, 52 Arretierungskugel, 56, 58 Kegelfläche, 100 Werkzeugmaschine, 102 Bearbeitungskammer, 104 Gehäuse, 106 Tür, 108 Spindel, 110 Werkzeughalter, 112 Revolverkopf, 114 Werkzeug, 116 Spannfutter, 118 Controller und 120 Reparaturvorrichtung.

Claims

Robotereinheit (10), die umfasst: einen Roboterhauptkörper (12), der ein Armtyp-Roboter ist, der mehrere Glieder (18a, 18b, 18c) aufweist, die über wenigstens ein Gelenk miteinander verbunden sind; und wenigstens ein Schutzgehäuse (16), das wenigstens einen Abschnitt einer Umfangsfläche wenigstens eines der mehreren Glieder (18a, 18b, 18c) bedeckt und schützt, wobei wenigstens ein Befestigungsabschnitt (22), der das wenigstens eine Schutzgehäuse (16) befestigen und abnehmen kann, auf einer Umfangsfläche wenigstens eines der mehreren Glieder (18a, 18b, 18c) bereitgestellt ist; dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schutzgehäuse (16) verschiedener Typen, die an dem wenigstens einem Befestigungsabschnitt (22) anbringbar sind, bereitgestellt sind, die mehreren Schutzgehäuse (16) verschiedener Typen aus verschiedenen Materialien hergestellt sind und/oder verschiedene Formen aufweisen und das Schutzgehäuse (16), das an dem wenigstens einen Befestigungsabschnitt (22) zu befestigen ist, ersetzbar ist.
Robotereinheit (10) nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Schutzgehäuse (16) wenigstens ein vereinigtes Schutzgehäuse enthält, das sich über zwei oder mehr Glieder (18a, 18b, 18c) erstreckt, und jedes des wenigstens einen vereinigten Schutzgehäuses umfasst mehrere Schutzabschnitte (28), von denen jeder konfiguriert ist, wenigstens einen Abschnitt einer Umfangsfläche des entsprechenden einen der mehreren Glieder (18a, 18b, 18c) abzudecken, und wenigstens einen Verbindungsabschnitt (30), der zwei Schutzabschnitte (28) untrennbar verbindet, so dass eine Änderung der relativen Orientierungsbeziehungen zwischen den beiden Schutzabschnitten (28) ermöglicht ist.
Robotereinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine Schutzgehäuse (16) wenigstens ein trennbares Schutzgehäuse umfasst, das nur eines der mehreren Glieder (18a, 18b, 18c) abdeckt.
Robotereinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schutzgehäuse (16) in einer seitlichen Richtung des Gliedes (18a, 18b, 18c) in zwei oder mehr aufteilbar ist.
Robotereinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Schutzgehäuse (16) aus einem Material hergestellt ist, so dass wenigstens eine von einer Wärmebeständigkeitstemperatur, einer Steifigkeit und einer chemischen Beständigkeit des Materials höher als die eines Chassis (20) des Gliedes (18a, 18b, 18c) ist.
Robotereinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Schutzgehäuse (16) ein Wärmeisolationsmaterial oder eine Wärmeisolationsstruktur umfasst, das bzw. die die Wärmeübertragung zwischen der äußeren Umgebung und einem Chassis (20) des Gliedes (18a, 18b, 18c) verhindert.
Robotereinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Roboterhauptkörper (12) einen oder mehrere Endeffektor-Verbinder umfasst, die einen Endeffektor (14) befestigen und abnehmen, und mehrere Endeffektoren (14) verschiedener Typen, die an dem einen oder den mehreren Endeffektor-Verbinder anbringbar sind, bereitgestellt sind, so dass der an einem der Endeffektor-Verbinder befestigte Endeffektor (14) ersetzbar ist.
Robotereinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Roboterhauptkörper (12) innerhalb einer Bearbeitungskammer (102) einer Werkzeugmaschine (100) angeordnet ist.