DE102020113249A1

DE102020113249A1 - Baukastensystem für eine Handhabungsvorrichtung sowie Handhabungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020113249A1
Application number: DE102020113249.2A
Authority: DE
Inventors: Rainer Sumbauer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2021-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem (1) für eine Handhabungsvorrichtung (2), mit einer Mehrzahl an Verfahreinrichtungen (3), über welche die Handhabungsvorrichtung (2) im Raum bewegbar ist, mit einer Mehrzahl an Hubeinrichtungen (5), mit einer Mehrzahl an Aufnahmeeinrichtungen (9), mittels welchen für ein Transportieren ein Transportgut oder für ein Bearbeiten eines Werkstücks ein Werkzeug aufnehmbar ist und welche über die Hubeinrichtung (5) in ihrem Abstand zu der Verfahreinrichtung (3) einstellbar sind, wobei zum Bereitstellen der Handhabungsvorrichtung (2) wenigstens eine der Verfahreinrichtungen (3), der Hubeinrichtungen (5) sowie der Aufnahmeeinrichtungen (9) auszuwählen und diese miteinander zu verbinden sind, und mit wenigstens einer Gelenkeinrichtung (11), welche dazu eingerichtet ist, die Verfahreinrichtung (3) gelenkig zumindest mittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung (9) zu verbinden, mit einer Gelenkbremse, mittels welcher die Gelenkeinrichtung (11) zwischen einer eine Gelenkbewegung freigebenden Freigabestellung und einer eine Gelenkbewegung unterbindenden Fixierstellung verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem für eine Handhabungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Handhabungsvorrichtung.
Aus der DE 10 2004 030 377 B3 ist bereits ein translatorischer Manipulator für in Behandlungsstationen zu behandelndes Behandlungsgut bekannt. Dieser translatorische Manipulator umfasst mindestens ein Fahrelement, das längs einer mindestens zwei Behandlungsstationen für das Behandlungsgut verbindenden Führung verfahrbar ist, mindestens ein Hubelement sowie mindestens ein an dem Hubelement angebrachtes Greifelement für das Behandlungsgut. Die Hubelemente und die an diese angebrachten Greifelemente sind modulartig erweiterbar. Das Hubwerk ist durch ein pneumatisch oder hydraulisch betriebenes Zylinder-Kolben-Hubsystem gebildet. Der Manipulator ist vorzugsweise ein Baukastensystem und somit modular aufgebaut, weshalb die einzelnen Module des Manipulators über vereinheitlichte Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Zum Bereitstellen des Manipulators können mehrere Fahrmodule, Hubmodule und Greifmodule vorzugsweise über lösbare Verbindungselemente, beispielsweise Flansche oder Flanschplatten, miteinander verbunden werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Baukastensystem für eine Handhabungsvorrichtung sowie eine Handhabungsvorrichtung zu schaffen, mittels welchen ein mit der Handhabungsvorrichtung arbeitender Werker besonders vorteilhaft beim Arbeiten unterstützt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Baukastensystem für eine Handhabungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch eine Handhabungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Baukastensystem für eine Handhabungsvorrichtung mit einer Mehrzahl an Verfahreinrichtungen, über welche die Handhabungsvorrichtung im Raum bewegbar ist. Die Verfahreinrichtungen sind bei der bereitgestellten Handhabungsvorrichtung zueinander austauschbar und damit reversibel an der Handhabungsvorrichtung angeordnet. Das Baukastensystem umfasst des Weiteren eine Mehrzahl an Hubeinrichtungen sowie eine Mehrzahl an Aufnahmeeinrichtungen. Mittels der Aufnahmeeinrichtungen ist für ein Transportieren ein Transportgut aufnehmbar. Alternativ oder zusätzlich ist mittels wenigstens einer der Mehrzahl an Aufnahmeeinrichtungen für ein Bearbeiten eines Werkstücks ein Werkzeug aufnehmbar. Das bedeutet, dass wenigstens eine der Aufnahmeeinrichtungen dazu eingerichtet ist, ein Transportgut aufzunehmen, um das Transportgut zu transportieren und/oder wenigstens eine der Aufnahmeeinrichtungen dazu eingerichtet ist, das Werkzeug aufzunehmen, um mittels des Werkzeugs das Werkstück zu bearbeiten. Die jeweiligen Aufnahmeeinrichtungen der Mehrzahl an Aufnahmeeinrichtungen sind über die jeweiligen Hubeinrichtungen in der Handhabungsvorrichtung in ihrem Abstand zu der Verfahreinrichtung einstellbar. Zum Bereitstellen der Handhabungsvorrichtung wird wenigstens eine der Verfahreinrichtungen, wenigstens eine der Hubeinrichtungen sowie wenigstens eine der Aufnahmeeinrichtungen ausgewählt und die wenigstens eine Verfahreinrichtung, die wenigstens eine Hubeinrichtung sowie die wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung werden reversibel miteinander verbunden. In der Handhabungsvorrichtung ist die wenigstens eine vorgesehene Verfahreinrichtung durch eine weitere der Mehrzahl an Verfahreinrichtungen des Baukastensystems austauschbar, die wenigstens eine Hubeinrichtung durch eine weitere der Mehrzahl an Hubeinrichtungen des Baukastensystems austauschbar und die wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung durch eine weitere Aufnahmeeinrichtung der Mehrzahl an Aufnahmeeinrichtungen des Baukastensystems austauschbar. Das Baukastensystem stellt somit für die Handhabungsvorrichtung als Module die Verfahreinrichtungen, die Hubeinrichtungen sowie die Aufnahmeeinrichtungen bereit, mittels welchen durch ein Verbinden der jeweiligen Module die Handhabungsvorrichtung bereitstellbar ist, wobei eine besonders große Flexibilität der Handhabungsvorrichtung durch die Austauschbarkeit der jeweiligen Module des Baukastensystems gewährleistet wird. Um einen Werker beim Transportieren des Transportguts beziehungsweise beim Bearbeiten des Werkstücks mittels der Handhabungsvorrichtung besonders vorteilhaft unterstützen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Baukastensystem wenigstens eine Gelenkeinrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die Verfahreinrichtung gelenkig zumindest mittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung zu verbinden. Hierbei umfasst die Gelenkeinrichtung eine Gelenkbremse, mittels welcher die Gelenkeinrichtung zwischen einer eine Gelenkbewegung freigebenden Freigabestellung und einer eine Gelenkbewegung unterbindenden Fixierstellung verstellbar ist. Das Baukastensystem umfasst insbesondere mehrere modular zueinander an der Handhabungsvorrichtung austauschbare Gelenkeinrichtungen. Mittels der wenigstens einen Gelenkeinrichtung wird eine besonders hohe Bewegbarkeit der Handhabungsvorrichtung sichergestellt. Darüber hinaus ermöglicht die Gelenkbremse ein Fixieren der Handhabungsvorrichtung in einer jeweiligen Ausrichtung ihrer Module zueinander, insbesondere der wenigstens einen Aufnahmeeinrichtung zu der wenigstens einen Verfahreinrichtung, wodurch der Werker besonders vorteilhaft beim Bearbeiten des Werkstücks mittels eines an der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Werkzeugs unterstützbar ist. Die Gelenkeinrichtung ermöglicht besonders viele unterschiedliche Ausrichtungen der wenigstens einen Aufnahmeeinrichtung zu der wenigstens einen Verfahreinrichtung der Handhabungsvorrichtung. Bei der Anordnung der Gelenkeinrichtung in der Freigabestellung ist die Aufnahmeeinrichtung der aus dem Baukastensystem zusammengestellten Handhabungsvorrichtung relativ zu der Verfahreinrichtung in ihrer Position und Ausrichtung einstellbar. In der Fixierstellung der Gelenkeinrichtung wird die Aufnahmeeinrichtung in ihrer Position und Ausrichtung relativ zur Verfahreinrichtung und der Handhabungsvorrichtung gehalten.
In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eine der Verfahreinrichtungen dazu eingerichtet ist, die Handhabungsvorrichtung entlang einer Decke oder entlang eines Bodens zu führen und/oder wenigstens eine der Verfahreinrichtungen omnidirektionale Räder aufweist, über welche die Handhabungsvorrichtung führbar ist und/oder unterschiedliche der Verfahreinrichtungen unterschiedliche Spurbreiten aufweisen. Das Baukastensystem umfasst die mehreren Verfahreinrichtungen, von welchen wenigstens eine dazu eingerichtet ist, die Handhabungsvorrichtung entlang der Decke beziehungsweise des Bodens zu führen. Hierfür kann die wenigstens eine Verfahreinrichtung dazu eingerichtet sein, entlang eines am Boden oder an der Decke angeordneten Schienensystems geführt zu werden, wodurch die aus dem Baukastensystem zusammengestellte Handhabungsvorrichtung über die jeweilige Verstelleinrichtung entlang der Bodens oder der Decke führbar ist. Über die jeweilige Verstelleinrichtung kann somit eine Bodenführung beziehungsweise eine Deckenführung der Handhabungsvorrichtung bereitgestellt werden. Um insbesondere auf dem Boden ein besonders flexibles Verstellen der Handhabungsvorrichtung über die Verstelleinrichtung zu ermöglichen, kann wenigstens eine der Verstelleinrichtungen des Baukastensystems die omnidirektionalen und somit in der Ebene des Bodens in sämtliche Richtungen bewegbaren Räder aufweisen. Über die Räder ist die die Räder aufweisende Verstelleinrichtung besonders flexibel über den Boden bewegbar. Insbesondere kann das Baukastensystem mehrere Verstelleinrichtungen mit jeweiligen unterschiedlichen Spurbreiten aufweisen, so dass über ein jeweiliges Auswählen der Verstelleinrichtung aus der Mehrzahl an Verstelleinrichtungen des Baukastensystems eine Spurbreite der aus dem Baukastensystem zusammengestellten Handhabungsvorrichtung einstellbar ist. Über das Auswählen der jeweiligen Verstelleinrichtung kann somit die Spurbreite der Handhabungsvorrichtung an eine Spurbreite des jeweiligen Schienensystems des Bodens oder der Decke angepasst werden, um ein besonders vorteilhaftes Führen der Handhabungsvorrichtung entlang des Bodens beziehungsweise der Decke zu ermöglichen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eine der Verfahreinrichtungen eine pneumatische und/oder elektrische Antriebseinrichtung aufweist, mittels welcher die Verfahreinrichtung antreibbar ist. Die pneumatische und/oder elektrische Antriebseinrichtung der wenigstens einen Verfahreinrichtung ermöglicht ein besonders vorteilhaftes, insbesondere automatisiertes Bewegen der Handhabungsvorrichtung. Insbesondere ermöglicht die pneumatische und/oder elektrische Antriebseinrichtung, dass der Werker die Handhabungsvorrichtung besonders kraftarm über die Verfahreinrichtung bewegen und somit an das zu bearbeitende Werkstück heranführen kann beziehungsweise besonders kraftarm das mittels der einen Aufnahmeeinrichtung aufgenommene Transportgut transportieren kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in dem Baukastensystem wenigstens eine Auslegerkonsole vorgesehen ist oder in dem Baukastensystem mehrere in der Handhabungsvorrichtung zueinander austauschbare Auslegerkonsolen unterschiedlicher Längen vorgesehen sind. Das bedeutet, dass das Baukastensystem wenigstens eine Auslegerkonsole beziehungsweise insbesondere mehrere Auslegerkonsolen mit unterschiedlichen Längen umfasst. In der Handhabungsvorrichtung ist wenigstens eine Auslegerkonsole anordenbar, insbesondere sind in der Handhabungsvorrichtung mehrere Auslegerkonsolen vorsehbar. Insbesondere ist die wenigstens eine Auslegerkonsole mittels der Hubeinrichtung relativ zu der Verfahreinrichtung in ihrem Abstand einstellbar. Hierfür kann die wenigstens eine Auslegerkonsole einenends mit der Hubeinrichtung verbunden sein. Andernends kann die wenigstens eine Auslegerkonsole mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden sein, über welche das Werkzeug und/oder das Transportgut aufnehmbar ist. Die wenigstens eine Auslegerkonsole stellt einen Ausleger für die Handhabungsvorrichtung bereit. Über die Auslegerkonsolen unterschiedlicher Länge kann durch eine jeweilige Auswahl einer Auslegerkonsole aus der Mehrzahl an Auslegerkonsolen des Baukastensystems für die Handhabungsvorrichtung eine Länge des Auslegers der Handhabungsvorrichtung besonders einfach an jeweilige Umgebungsbedingungen der Handhabungsvorrichtung und/oder Anforderungen an den Transport des Transportguts und/oder Anforderungen an die Bearbeitung des zu bearbeitenden Werkstücks angepasst werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in dem Baukastensystem wenigstens eine Zwischenkonsole vorgesehen ist oder das Baukastensystem mehrere in der Handhabungsvorrichtung zueinander austauschbare Zwischenkonsolen unterschiedlicher Länge umfasst. Über die wenigstens eine Zwischenkonsole ist ein Abstand zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Verfahreinrichtung der Handhabungsvorrichtung einstellbar. Durch ein jeweiliges Auswählen der Zwischenkonsole aus der Mehrzahl an Zwischenkonsolen des Baukastensystems kann der in der Handhabungsvorrichtung vorgesehene Abstand zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Verfahreinrichtung eingestellt werden. Hierbei kann über das Auswählen der jeweiligen Zwischenkonsole aus dem Baukastensystem die Handhabungsvorrichtung an Gegebenheiten einer Umgebung der Handhabungsvorrichtung, insbesondere einen zur Verfügung stehenden Bewegungsbereich der Handhabungsvorrichtung und/oder an Anforderungen des zu transportierenden Transportguts und/oder an Anforderungen einer Bearbeitung des zu bearbeitenden Werkstücks angepasst werden. Die Handhabungsvorrichtung kann eine oder mehrere der Zwischenkonsolen des Baukastensystems umfassen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eine der Verfahreinrichtungen eine Bremseinrichtung umfasst, mittels welcher eine Bewegbarkeit der Verfahreinrichtung freigebbar und unterbindbar ist. Insbesondere ist mittels der wenigstens einen die Bremseinrichtung aufweisenden Verfahreinrichtung eine Bewegung der diese Verfahreinrichtung aufweisenden Handhabungsvorrichtung abbremsbar. Die Bremseinrichtung ermöglicht ein kontrollierbares Bewegen der Handhabungsvorrichtung über den Boden beziehungsweise entlang der Decke. Insbesondere kann mittels der Bremseinrichtung die Verfahreinrichtung an ihrer Position im Raum gehalten werden. Das Versehen wenigstens einer der Verfahreinrichtungen mit der Bremseinrichtung ermöglicht ein besonders sicheres Betreiben der Handhabungsvorrichtung, wenn die Handhabungsvorrichtung die die Bremseinrichtung umfassende Verfahreinrichtung aufweist.
Es hat sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eine der Aufnahmeeinrichtungen ein manuelles und/oder pneumatisches Greiferschnellwechselsystem umfasst, mittels welchem ein Greifer aufnehmbar ist. Insbesondere ermöglicht das Greiferschnellwechselsystem ein besonders schnelles Austauschen eines jeweiligen Greifers als Werkzeug, wodurch die Handhabungsvorrichtung besonders schnell an das jeweilige zu bearbeitende Werkstück anpassbar. Insbesondere können die mehreren über das Greiferschnellwechselsystem aufnehmbaren Greifer Teil des Baukastensystems sein. Mittels des jeweiligen durch das Greiferschnellwechselsystem aufgenommenen Greifers ist das zu transportierende Transportgut besonders gut aufnehmbar, wobei das Greiferschnellwechselsystem ein besonders schnelles Anpassen des von der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Greifers an das jeweilige zu transportierende Transportgut ermöglicht. Wird die Handhabungsvorrichtung aus dem Baukastensystem mit der das Greiferschnellwechselsystem aufweisenden Aufnahmeeinrichtung zusammengestellt, dann ist die Handhabungsvorrichtung besonders einfach sowie besonders schnell an das Werkstück beziehungsweise an das Transportgut anpassbar.
Es hat sich als überdies besonders vorteilhaft erwiesen, wenn wenigstens eine der Hubeinrichtungen eine Teleskophubsäule umfasst. Die Teleskophubsäule ermöglicht ein besonders einfaches und besonders weites Verstellen der Aufnahmeeinrichtung relativ zu der Verfahreinrichtung in der Handhabungsvorrichtung. Insbesondere kann das Baukastensystem mehrere Hubeinrichtungen aufweisen, welche jeweils eine Teleskophubsäule aufweisen, wobei die unterschiedlichen Hubeinrichtungen Teleskophubsäulen mit unterschiedlichen Hublängen aufweisen können.
Es hat sich als insbesondere vorteilhaft erwiesen, wenn wenigstens eine pneumatische Kraftunterstützungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher ein Verstellen der Handhabungsvorrichtung unterstützbar ist. Insbesondere kann das Baukastensystem mehrere unterschiedliche pneumatische Kraftunterstützungseinrichtungen umfassen. Bei einem Aufnehmen wenigstens einer der pneumatischen Kraftunterstützungseinrichtungen des Baukastensystems in der Handhabungsvorrichtung ist die Handhabungsvorrichtung für den Werker besonders kraftarm bedienbar. Insbesondere ist die Handhabungsvorrichtung mittels der pneumatischen Kraftunterstützungseinrichtung für den die Handhabungsvorrichtung bedienenden Werker besonders einfach in ihrer Ausrichtung und/oder Position einstellbar, um die Handhabungsvorrichtung an das zu bearbeitende Werkstück beziehungsweise an das zu transportierende Transportgut anzupassen. Die pneumatische Kraftunterstützungseinrichtung ermöglicht ein besonders vorteilhaftes Unterstützen des Werkers beim Bedienen der Handhabungsvorrichtung. Über ein jeweiliges Auswählen der pneumatischen Kraftunterstützungseinrichtung aus der Mehrzahl an pneumatischen Kraftunterstützungseinrichtungen des Baukastensystems kann eingestellt werden, wie sehr und somit in welchem Kraftbereich der Werker beim Handhaben der Handhabungsvorrichtung zu unterstützen ist. Mittels der unterschiedlichen Kraftunterstützungseinrichtungen ist der Werker in unterschiedlichen Kraftbereichen beim Handhaben der Handhabungsvorrichtung unterstützbar.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung, welche mehrere reversibel miteinander verbundene Einrichtungen des Baukastensystems, wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem beschrieben worden ist, umfasst. Hierbei umfasst die Handhabungsvorrichtung wenigstens eine Verfahreinrichtung, wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung, wenigstens eine Hubeinrichtung sowie wenigstens eine Gelenkeinrichtung als Einrichtungen. Durch das Zusammenstellen der Handhabungsvorrichtung aus dem Baukastensystem ist die Handhabungsvorrichtung an den die Handhabungsvorrichtung zu bedienenden Werker sowie an ein mittels der Handhabungsvorrichtung zu bearbeitendes Werkstück beziehungsweise an ein mittels Handhabungsvorrichtung zu transportierendes Transportgut anpassbar. Insbesondere ist die Handhabungsvorrichtung modular aufgebaut, wobei die jeweiligen Einrichtungen der Handhabungsvorrichtung austauschbar sind, um die Handhabungsvorrichtung flexibel anpassen zu können. Die Handhabungsvorrichtung ist aufgrund ihrer flexiblen Anpassungsfähigkeit besonders kostengünstig sowie umfangreich einsetzbar. Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Baukastensystems sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht eines Baukastensystems für eine Handhabungsvorrichtung mit einer Mehrzahl an Verfahreinrichtungen, einer Mehrzahl an Hubeinrichtungen sowie einer Mehrzahl an Aufnahmeeinrichtungen sowie wenigstens einer Gelenkeinrichtung, wobei die jeweiligen Einrichtungen des Baukastensystems modular miteinander zu der Handhabungsvorrichtung verbindbar sind; und
2a bis 2e jeweilige schematische Seiten- beziehungsweise Perspektivansichten unterschiedlicher aus dem Baukastensystem zusammengestellter Handhabungsvorrichtungen, welche jeweils modular mit einem weiteren Element des Baukastensystems anpassbar oder erweiterbar sind.

In 1 sind mehrere Einrichtungen eines Baukastensystems 1 nebeneinander angeordnet dargestellt. Aus den einzelnen Einrichtungen des Baukastensystems 1 kann eine Handhabungsvorrichtung 2 durch Verbinden der jeweiligen Einrichtungen miteinander zusammengestellt werden. Unterschiedliche aus dem Baukastensystem 1 zusammengesetzte Handhabungsvorrichtungen 2 sind in den 2a bis 2e gezeigt. Mittels der jeweiligen Handhabungsvorrichtungen 2 ist ein die Handhabungsvorrichtung 2 bedienender Werker bei einem Transportieren eines Transportguts mittels der Handhabungsvorrichtung 2 und/oder bei einem Bearbeiten eines Werkstücks mittels der Handhabungsvorrichtung 2 unterstützbar. Bei dem zu transportierenden Transportgut beziehungsweise bei dem zu bearbeitenden Werkstück handelt es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeugbauteil. Um die jeweilige Handhabungsvorrichtung 2 besonders vorteilhaft an das jeweilige zu transportierende Transportgut beziehungsweise an das jeweilige zu bearbeitende Werkstück anpassen zu können, sind die jeweiligen Handhabungsvorrichtungen 2 aus dem Baukastensystem 1 zusammengesetzt. Hierbei können zum Bereitstellen der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 aus dem Baukastensystem 1 jeweilige auf das Transportgut beziehungsweise auf das Werkstück angepasste Einrichtungen gewählt und reversibel miteinander verbunden werden, um die Handhabungsvorrichtung 2 bereitzustellen.
Vorliegend umfasst das Baukastensystem 1 eine Mehrzahl an Verfahreinrichtungen 3, über welche die Handhabungsvorrichtungen 2 im Raum bewegbar sind. Bei den Verfahreinrichtungen 3 kann es sich um Deckenfahrwagen oder um Bodenfahrwagen mit zueinander unterschiedlichen Spurbreiten handeln. Wenigstens eine der Verfahreinrichtungen 3 kann sogenannte omnidirektionale Räder aufweisen, über welche die diese Verfahreinrichtung 3 umfassende Handhabungsvorrichtung 2 omnidirektional in einer Ebene über die Räder verfahrbar ist. Wenigstens eine der Verfahreinrichtungen 3 kann eine pneumatische und/oder elektrische Antriebseinrichtung aufweisen, mittels welcher die Verfahreinrichtung 3 antreibbar ist. Das Baukastensystem 1 kann des Weiteren wenigstens eine Bremse 4 aufweisen, mittels welcher ein Bewegen der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 über die Verfahreinrichtung 3 freigebbar und unterbindbar ist. Insbesondere können die Bremsen 4 als Bestandteil einer einer jeweiligen Verfahreinrichtung 3 zugeordneten, insbesondere in eine jeweilige Verfahreinrichtung 3 integrierten Bremseinrichtung vorgesehen sein.
Das Baukastensystem 1 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl an Hubeinrichtungen 5, über welche ein Abstand zwischen einer jeweiligen Verfahreinrichtung 3 und wenigstens einem weiteren Element in der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 einstellbar ist. Insbesondere sind die Hubeinrichtungen 5 dazu eingerichtet, einen Abstand zwischen der jeweiligen Verfahreinrichtung 3 und einer jeweiligen Aufnahmeeinrichtung 9 der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 einzustellen. Das Baukastensystem 1 umfasst vorliegend eine als Bodenhubsäule 6 ausgebildete Hubeinrichtung 5, eine als Deckenhubsäule 7 ausgebildete Hubeinrichtung 5 sowie eine als Teleskophubsäule 8 ausgebildete Hubeinrichtung 5. Somit können die Hubeinrichtungen 5 des Baukastensystems 1 boden- und/oder deckengeführt sein. Darüber hinaus können mittels unterschiedlicher Hubeinrichtungen 5 des Baukastensystems 1 unterschiedliche Hublängen und/oder unterschiedliche Drehmomentbelastungen mit Balancer-Eigenschaften für die jeweiligen Handhabungsvorrichtungen 2 bereitgestellt werden.
Das Baukastensystem 1 umfasst des Weiteren mehrere unterschiedliche Aufnahmeeinrichtungen 9, mittels welchen ein Greifer aufnehmbar ist, insbesondere als ein Werkzeug zum Bearbeiten eines Werkstücks /oder für ein Transportieren eines zu transportierenden Transportguts. Insbesondere umfasst wenigstens eine der Aufnahmeeinrichtungen 9 ein manuelles und/oder pneumatisches Greiferschnellwechselsystem 10, mittels welchem der Greifer aufnehmbar ist und der Greifer austauschbar ist. Wenigstens eine der Aufnahmeeinrichtungen 9 kann als Kupplung ausgebildet sein. Hierbei kann die Kupplung als standardisierte Bauteilaufnahme oder als Roboterkupplung ausgebildet sein.
Das Baukastensystem 1 umfasst des Weiteren wenigstens eine Gelenkeinrichtung 11, mittels welcher wenigstens zwei Einrichtungen der jeweiligen die Gelenkeinrichtung 11 aufweisenden Handhabungsvorrichtung 2 in ihrer Ausrichtung relativ zueinander einstellbar sind. Die wenigstens eine Gelenkeinrichtung 11 weist insbesondere eine Gelenkbremse auf, mittels welcher die Gelenkeinrichtung 11 zwischen einer eine Gelenkbewegung freigebenden Freigabestellung und einer eine Gelenkbewegung unterbindenden Fixierstellung verstellbar ist. Das bedeutet, dass mittels der Gelenkbremse ein Verstellen jeweiliger mit der Gelenkeinrichtung 11 verbundener Einrichtungen des Baukastensystems 1 in der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 unterbindbar und freigebbar ist. Die Gelenkeinrichtung 11 ermöglicht eine besonders große Flexibilität der jeweiligen die Gelenkeinrichtung 11 aufweisenden Handhabungsvorrichtung 2 bei der Ausrichtung der jeweiligen Einrichtungen der Handhabungsvorrichtung 2 relativ zueinander, insbesondere einer jeweiligen Aufnahmeeinrichtung 9 der Handhabungsvorrichtung 2 zu einer Verfahreinrichtung 3 dieser Handhabungsvorrichtung 2. Die Gelenkeinrichtung 11 kann insbesondere eine Dreheinheit und/oder ein Zwischengelenk und/oder ein 90°-Gelenk umfassen. Die Gelenkbremse der Gelenkeinrichtung 11 kann pneumatisch und/oder elektrisch antreibbar sein.
Das Baukastensystem 1 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl an Auslegerkonsolen 12 unterschiedlicher Längen. Darüber hinaus umfasst das Baukastensystem 1 eine Mehrzahl an festen Konsolen 13 unterschiedlicher Länge sowie eine Mehrzahl an Zwischenkonsolen 14 unterschiedlicher Länge. Die jeweilige Handhabungsvorrichtung 2, welche aus dem Baukastensystem 1 zusammengesetzt ist, kann eine oder mehrere der Auslegerkonsolen 12 und/oder eine oder mehrere der festen Konsolen 13 und/oder eine oder mehrere der Zwischenkonsolen 14 aufweisen. Über eine jeweilige Auswahl der Konsolen 12, 13, 14 kann ein jeweiliger Abstand sowie eine jeweilige Geometrie sowie eine jeweilige Ausrichtung der jeweiligen Aufnahmeeinrichtung 9 relativ zu der Verfahreinrichtung 3 der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 besonders präzise sowie flexibel eingestellt werden. In der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 sind die jeweiligen Konsolen 12, 13, 14 zueinander austauschbar angeordnet. Hierdurch kann die Handhabungsvorrichtung 2 besonders einfach sowie besonders schnell an veränderte Umgebungsbedingungen sowie an veränderte Anforderungen hinsichtlich des zu bearbeitenden Werkstücks beziehungsweise des zu transportierenden Transportguts angepasst werden.
Das Baukastensystem 1 umfasst des Weiteren mehrere Katzrahmen 15 mit zueinander unterschiedlichen Abmessungen. Mittels der Katzrahmen 15 ist die jeweilige Handhabungsvorrichtung 2, welche den Katzrahmen 15 umfasst, besonders stabil ausgeführt. Das Baukastensystem 1 umfasst des Weiteren wenigstens eine pneumatische Kraftunterstützungseinrichtung 16, welche vorliegend schematisch mit einem Kästchen gekennzeichnet ist. Insbesondere kann das Baukastensystem 1 mehrere pneumatische Kraftunterstützungseinrichtungen aufweisen, welche ein Unterstützen des Werkers beim Bedienen der Handhabungsvorrichtung 2 mit jeweils zueinander unterschiedlichen Kräften ermöglichen. Die Kraftunterstützungseinrichtung 16 kann wenigstens ein pneumatisch angetriebenes Parallelogramm aufweisen, mittels welchem verschiedene Hubhöhen der Kraftunterstützungseinrichtung 16 mit jeweiligen Balancer-Eigenschaften bereitstellbar sind.
Weiterhin kann das Baukastensystem 1 eine in 1 nicht gezeigte Mehrzahl an ergonomischen Bediengriffen und/oder wenigstens einen pneumatischen Steuerungskasten und/oder wenigstens eine Dreheinheit umfassen. Mittels der ergonomischen Bediengriffe kann der Werker die jeweilige Handhabungsvorrichtung 2 besonders einfach bedienen. Mittels des wenigstens einen Steuerungskastens, welcher wenigstens ein Steuerungssystem umfasst, kann die jeweilige Handhabungsvorrichtung 2 zumindest teilautomatisiert betrieben werden, insbesondere bewegt und somit verfahren und/oder in ihrer Ausrichtung eingestellt werden. Mittels der wenigstens einen Dreheinheit können wenigstens zwei Einrichtungen der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 relativ zueinander in ihrer Ausrichtung zumindest teilautomatisiert eingestellt werden. Das bedeutet, dass die jeweilige Dreheinheit elektrisch und/oder pneumatisch angetrieben ist und insbesondere ein Verstellen der Gelenkeinrichtung 11 ermöglicht, wodurch jeweilige mit der Gelenkeinrichtung 11 verbundene Einrichtungen der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 in ihrer Ausrichtung zueinander einstellbar sind.
In den 2a bis 2e sind jeweilige unterschiedliche aus dem Baukastensystem 1 zusammengesetzte Handhabungsvorrichtungen 2 dargestellt. Hierbei sind die Handhabungsvorrichtungen 2 der 2a, 2b, 2d sowie 2e bodengeführt. Die Handhabungsvorrichtung 2, welche in 2c dargestellt ist, ist deckengeführt. Die jeweiligen Handhabungsvorrichtungen 2 sind durch ein jeweiliges Austauschen der modularen Einrichtungen des Baukastensystems 1 besonders einfach anpassbar und weisen somit eine besonders hohe Flexibilität hinsichtlich ihrer Ausgestaltung auf.
Das Baukastensystem 1 ist insbesondere modular ausgebildet und für eine Gewichtsbelastung von bis zu 300 N ausgelegt. Das Baukastensystem 1 kann durch seine standardisierten Gelenke und Anbindungen zu einer Vielzahl geometrisch unterschiedlicher Handhabungsvorrichtungen 2 konfiguriert werden. Hiermit können eine Hubhöhe von bis zu 2 m und ein Arbeitsradius von bis zu 2,5 m umgesetzt werden. Das Baukastensystem 1 weist ein optimiertes Leistungsgewicht auf, welches sich aus einem Verhältnis von einem Eigengewicht zu einer maximalen Hublast ergibt. Die jeweiligen Komponenten des Baukastensystems 1 sind besonders ergonomisch. Durch seine Vielfältigkeit bezüglich Konfiguration kann das modulare Baukastensystem 1 sowohl deckengeführt als auch bodengeführt, mobil oder stationär, im Fließbetrieb und im Taktbetrieb eingesetzt werden. Durch seine ergonomisch optimierten Bedienelemente können sämtliche Funktionen des Baukastensystems 1 in besonders wenigen Bediengriffe integriert werden. Jeweilige Gelenke des Baukastensystems 1 können eine jeweilige Haltebremse umfassen. Ein Einsatz von unterschiedlichen Drehdurchführungen ermöglicht es dem Werker, die Handhabungsvorrichtung 2 endlos zu drehen. Der Steuerkasten des Baukastensystems 1 kann alle Steuerelemente einer pneumatischen Steuerung der jeweiligen Handhabungsvorrichtung 2 beherbergen, wobei die pneumatische Steuerung in dem Baukastensystem 1 in unterschiedlichen Ausbaustufen enthalten sein kann. Bei einer mobilen Variante der jeweiligen aus dem Baukastensystem 1 zusammengestellten Handhabungsvorrichtung 2 können in der jeweiligen Verfahreinrichtung 3, welche insbesondere als boden- und/oder deckengeführte Fahrwägen ausgebildet sind, speziell entwickelte Bremseinheiten als Bremsen 4 integriert sein. Insbesondere für den deckengeführten Fahrwagen kann zusätzlich ein pneumatischer Antrieb zur Verfügung stehen.
Insbesondere zeigt die Erfindung wie durch das Baukastensystem 1 ein modularer Baukasten bereitgestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Baukastensystem
2: Handhabungsvorrichtung
3: Verfahreinrichtung
4: Bremseinrichtung
5: Hubeinrichtung
6: Bodenhubsäule
7: Deckenhubsäule
8: Teleskophubsäule
9: Aufnahmeeinrichtung
10: Greiferschnellwechselsystem
11: Gelenkeinrichtung
12: Auslegerkonsole
13: feste Konsole
14: Zwischenkonsole
15: Katzrahmen
16: Kraftunterstützungseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004030377 B3 [0002]

Claims

Baukastensystem (1) für eine Handhabungsvorrichtung (2), mit einer Mehrzahl an Verfahreinrichtungen (3), über welche die Handhabungsvorrichtung (2) im Raum bewegbar ist, mit einer Mehrzahl an Hubeinrichtungen (5), und mit einer Mehrzahl an Aufnahmeeinrichtungen (9), mittels welchen für ein Transportieren ein Transportgut oder für ein Bearbeiten eines Werkstücks ein Werkzeug aufnehmbar ist und welche über die Hubeinrichtung (5) in ihrem Abstand zu der Verfahreinrichtung (3) einstellbar sind, wobei zum Bereitstellen der Handhabungsvorrichtung (2) wenigstens eine der Verfahreinrichtungen (3), der Hubeinrichtungen (5) sowie der Aufnahmeeinrichtungen (9) auszuwählen und diese miteinander zu verbinden sind, gekennzeichnet durch wenigstens eine Gelenkeinrichtung (11), welche dazu eingerichtet ist, die Verfahreinrichtung (3) gelenkig zumindest mittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung (9) zu verbinden, mit einer Gelenkbremse, mittels welcher die Gelenkeinrichtung (11) zwischen einer eine Gelenkbewegung freigebenden Freigabestellung und einer eine Gelenkbewegung unterbindenden Fixierstellung verstellbar ist.
Baukastensystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verfahreinrichtungen (3) dazu eingerichtet ist, die Handhabungsvorrichtung (2) entlang einer Decke oder entlang eines Bodens zu führen und/oder wenigstens eine der Verfahreinrichtungen (3) omnidirektionale Räder aufweist, über welche die Handhabungsvorrichtung (2) führbar ist, und/oder unterschiedliche der Verfahreinrichtungen (3) unterschiedliche Spurbreiten aufweisen.
Baukastensystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verfahreinrichtungen (3) eine pneumatische und/oder elektrische Antriebseinrichtung aufweist, mittels welcher die Verfahreinrichtung (3) antreibbar ist.
Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Auslegerkonsole (12) vorgesehen ist oder mehrere in der Handhabungsvorrichtung (2) zueinander austauschbare Auslegerkonsolen (12) unterschiedlicher Längen vorgesehen sind.
Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zwischenkonsole (14) vorgesehen ist oder mehrere in der Handhabungsvorrichtung (2) zueinander austauschbare Zwischenkonsolen (14) unterschiedlicher Längen vorgesehen sind.
Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verfahreinrichtungen (3) eine Bremseinrichtung (4) umfasst, mittels welcher eine Bewegbarkeit der Verfahreinrichtung (3) freigebbar und unterbindbar ist.
Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Aufnahmeeinrichtungen (9) ein manuelles und/oder pneumatisches Greiferschnellwechselsystem (10) umfasst, mittels welchem ein Greifer aufnehmbar ist.
Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Hubeinrichtungen (5) eine Teleskophubsäule (8) umfasst.
Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Kraftunterstützungseinrichtung (16) vorgesehen ist, mittels welcher ein Verstellen der Handhabungsvorrichtung (2) unterstützbar ist.
Handhabungsvorrichtung (2), welche mehrere reversibel miteinander verbundene Einrichtungen des Baukastensystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.