DE10305399B4

DE10305399B4 - Roboterarm Mechanismus

Info

Publication number: DE10305399B4
Application number: DE10305399A
Authority: DE
Inventors: Yuji Kobe Maeguchi; Takahiro Kakogawa Inada
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: JP3614821B2; US6917177B2; JP2003231075A; DE10305399A1; US20040085038A1

Abstract

Roboterarmmechanismus, der für einen Roboter (1) verwendet wird, welcher ein Objekt (W) transportiert und das Objekt am Transportende hält;
wobei Roboterarmmechanismus umfasst:
eine erstes viergliedriges Kurbelgetriebe (6) mit einem unteren Glied (2) und einem oberen Glied (3), wobei das untere Glied und das obere Glied durch Glieder (4, 5) miteinander gekoppelt sind;
eine erste Antriebseinrichtung (13) zum Antreiben eines Gelenks (12) des unteren Gliedes (2) des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes (6);
ein zweites viergliedriges Kurbelgetriebe (11) mit einem unteren Glied (7) und mit einem oberen Glied (8), das an dem oberen Glied (3) des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes (6) befestigt ist, wobei das untere Glied (7) und das obere Glied (8) durch Glieder (9, 10) miteinander gekoppelt sind;
eine zweite Antriebseinrichtung (16) zum Antreiben eines Gelenks (15) des oberen Gliedes (8) des zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebes (11);
dadurch gekennzeichnet, dass
ein armförmiger Tragteil (17), der an...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboterarmmechanismus, der von einem Roboter verwendet wird, welcher ein Objekt transportiert und das Objekt am Transportende hält, und spezieller einen Roboterarmmechanismus, bei dem ein Getriebe mit parallelen Gliedern genutzt wird.

In einer Produktionsanlage für beispielsweise Automobile sind Bearbeitungsroboter für automatische Arbeiten wie etwa Schweißen an beiden Seiten jeweiliger Bearbeitungsstationen angeordnet, welche an mehreren Stellen an einer Transportstrecke vorgesehen sind. Ein Werkstück ist auf einer Palette montiert und an jeder der Stationen ist eine Spannvorrichtung zur Positionierung und Befestigung der Palette vorgesehen. Das Werkstück wird zusammen mit der Palette von Beförderungsmitteln wie etwa einem Transportroboter zu einer Spannvorrichtung befördert, wo das Werkstück mittels der Spannvorrichtung fixiert wird und von einem Bearbeitungsroboter in dem fixierten Zustand bearbeitet wird. Nachdem die Bearbeitung an der Station abgeschlossen ist, wird das Werkstück durch Beförderungsmittel zu einer nächsten Station für einen anderen Vorgang transportiert.

Ein Roboter zur Verwendung nicht nur beim Schweißen, sondern auch zum Tragen eines Werkstücks, ist in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-138969 A offenbart. Dieser Roboter greift in eine Führungsschiene ein, die entlang einer Transportstrecke vorgesehen ist, und ist entlang der Führungsschiene bewegbar. Auf jeder Seite der Transportstrecke sind zwei solcher Roboter angeordnet, was insgesamt vier dieser Roboter ergibt. Diese Schweißroboter schweißen ein Werkstück, und jeder der Roboter stützt das Werkstück und bewegt es entlang der Führungsschiene, wodurch das Werkstück zu einer nächsten Station für einen anderen Vorgang transportiert wird.

In dem Falle des in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-138969 A offenbarten Roboters muss die Führungsschiene, die als Laufachse dient, jedoch mit hochgradiger Genauigkeit horizontal ausgerichtet sein.

Außerdem ist im Falle des Roboters, der ein Werkstück mit einer Palette hält, für jede Art von Werkstück, beispielsweise für jede Art von Motorfahrzeug, eine speziell ausgelegte Palette erforderlich. Darüber hinaus muss, damit eine einmal genutzte Palette wiederverwendet werden kann, die Palette in einem Bearbeitungsvorgang zurückgeführt werden.

Weiterhin ist aus US 5,151,008 A in Substrattransferapparat bekannt, der zwei Transferarme aufweist, die drehbar an einem Trägertisch angeordnet sind. Jeder der Transferarme enthält einen ersten Satz paralleler Glieder, einen zweiten Satz paralleler Glieder und ein Substrathalteelement. Der erste Satz der Glieder ist an einem Ende mit dem zweiten Satz der Glieder drehbar verbunden. Das andere Ende des ersten Satzes der Glieder ist drehbar mit dem Trägertisch verbunden. Das Substrathalteelement ist am anderen Ende des zweiten Satzes der Glieder angeordnet. Jedes der Substrathalteelemente bewegt sich durch Strecken der Transferarme vom Trägertisch nach außen und durch Biegen nach innen.

JP 60113809 A beschreibt eine Drehvorrichtung bei der zur Reduzierung von Gewicht die Ausgangsachsen der rotierenden Aktuatoren auf Schwenkhebel befestigt werden, um auf diese Weise den Gehäusen der rotierenden Aktuatoren ein Drehen zu ermöglichen.

Das "International Journal of Robotics Research Vol. 20" vom Februar 2005 lehrt ein Roboterhandgelenk mit einer Null-Handlänge und unendlich vielen wechselseitigen rechtwinkligen Verbindungen.

US 6,095,011 A beschreibt eine Vorrichtung zur Bewegung von zwei Elementen, welche zumindest zwei erste Glieder aufweist, die mit Scharnieren relativ zu einem ersten Element befestigt sind und welche vornehmlich in parallelen Ebenen relativ zu dem ersten Element und unter Einfluss eines ersten kraftausübenden Bauteils drehbar sind. Zumindest zwei zweite Glieder, die mittels Scharnieren mit einem zweiten der Elemente verbunden sind, sind in vornehmlich parallelen Ebenen relativ zu dem zweiten Element und unter Einfluss eines zweiten kraftausübenden Bauteils drehbar. Die ersten zwei Glieder und die zweiten zwei Glieder bilden jeweils ein Vier-Scharnier-System. Diese zwei Vier-Scharnier-Systeme sind in Serie aneinander zwischen das erste und das zweite Element gekoppelt.

DE 42 00 118 A1 beschreibt ein Handhabungsgerät mit wenigstens einem, von einer drehbaren Zentralwelle oder dergleichen Zentralantriebdrehbaren und/oder daran befestigten Gelenkarm. Der Gelenkarm weist zumindest zwei über ein Beugegelenk zueinander verschränkbare Armteile auf, von denen ein äußerer Armteil einen Greifer, Sauger oder dergleichen Werkstückträger oder -halter trägt oder mit einem solchen verbunden ist. Der äußere Armteil weist eine an ihm angreifende Schwenk-Antriebsvorrichtung zu einem von der Drehbewegung der Zentralwelle wahlweise an- oder abkuppelbaren Getriebeteil auf.

Vor diesem Hintergrund ist die vorliegende Erfindung gemacht worden, deren Aufgabe es ist, einen Roboterarmmechanismus zur Verfügung zu stellen, der keine Laufachse benötigt, die eine hochgradige Installationsgenauigkeit erfordert, indem der Roboterarmmechanismus derart konfiguriert ist, dass ein Gelenk in einem viergliedrigen Kurbelgetriebe, beispielsweise einem Getriebe mit parallelen Gliedern, derart angetrieben wird, dass ein Werkstück befördert wird und das Werkstück am Transportende gehalten wird, um das Werkstück so zu bearbeiten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Roboterarmmechanismus zur Verfügung zu stellen, der nicht erfordert, dass eine Spannvorrichtung wie etwa eine Palette zur Positionierung für jede Art von Werkstück unterschiedlich vorbereitet sein muss, und der in der Lage ist, zusätzliche Arbeitsgänge wie etwa den Umlauf einer Palette zu eliminieren, indem der Roboterarmmechanismus derart konfiguriert ist, dass er ein Werkstück direkt hält.

Um die vorgenannten Probleme zu lösen, stellt ein Roboterarmmechanismus entsprechend der vorliegenden Erfindung einen Roboterarmmechanismus dar, der für einen Roboter verwendet wird, welcher ein Objekt transportiert und das Objekt am Transportende hält, und dieser Roboterarmmechanismus umfasst ein erstes viergliedriges Kurbelgetriebe mit einem unteren Glied und einem oberen Glied, wobei das untere Glied und das obere Glied durch Glieder miteinander gekoppelt sind; eine erste Antriebseinrichtung zum Antreiben eines Gelenks des unteren Gliedes in dem ersten viergliedrigen Kurbelgetriebe; ein zweites viergliedriges Kurbelgetriebe mit einem unteren Glied und mit einem oberen Glied, das an dem oberen Glied des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes befestigt ist, wobei das untere Glied und das obere Glied durch Glieder miteinander gekoppelt sind; eine zweite Antriebseinrichtung zum Antreiben eines Gelenks des oberen Gliedes in dem zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebe; und einen armförmigen Tragteil, der an dem unteren Glied in dem zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebe befestigt ist und ein Objekt von unten hochhält, um das Objekt zu stützen. Der Tragteil erstreckt sich von dem unteren Glied aus vertikal nach oben. Die Gliedlängen des unteren Gliedes und des oberen Gliedes des zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebes sind kürzer als jene des unteren Gliedes und des oberen Gliedes des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes. Die Länge der Glieder, welche das obere und das untere Glied in dem ersten viergliedrigen Kurbelgetriebe verbinden, ist länger als die Länge der Glieder, welche das obere und das untere Glied in dem zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebe verbinden. Weiterhin ist das obere Glied des zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebes in einem vorbestimmten Abstand weiter oben als das obere Glied des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes angeordnet.

Bei der vorstehenden Erfindung bestehen das erste und das zweite viergliedrige Kurbelgetriebe vorzugsweise jeweils aus einem Getriebe mit parallelen Gliedern.

Ferner ist erfindungsgemäß die Länge des Tragteils vorzugsweise größer als die Länge der Glieder, welche das obere Glied und das untere Glied in dem zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebe koppeln.

Außerdem weist der Tragteil erfindungsgemäß vorzugsweise mindestens ein Gelenk zur Bewegung eines gestützten Objekts auf.

Darüber hinaus weist der Tragteil erfindungsgemäß an seinem oberen Ende vorzugsweise ein Tragelement auf, welches eine Vielzahl von eingreifenden Teilen aufweist, um in Löcher, die ein Objekt aufweist, einzugreifen. Ferner ist das Tragelement vorzugsweise derart beschaffen, dass die Stützteile für ein Objekt in einer Richtung, welche die Transportrichtung schneidet, und/oder in der Transportrichtung verändert werden können.

Die vorstehenden Merkmale sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher werden, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird. Dabei zeigt:
1 eine Gesamtansicht von der Frontseite, die einen Roboter darstellt, der einen Roboterarmmechanismus entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt;
2 eine Gesamtansicht von der Seite, die einen Roboter darstellt, der einen Roboterarmmechanismus entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt;
3 eine Gesamtansicht von der Frontseite, welche die Bewegung des Roboters unter Verwendung des Roboterarmmechanismus entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine Frontseitenansicht, die zum Teil die Anordnung einer Produktionsanlage für Automobile für den Fall zeigt, dass der Roboter entsprechend der vorliegenden Ausführungsform in der Anlage zur Anwendung kommt;
5 eine Ansicht von oben, die zum Teil die Anordnung einer Produktionsanlage für Automobile für den Fall zeigt, dass der Roboter entsprechend der vorliegenden Ausführungsform in der Anlage zur Anwendung kommt;
6 eine Frontseitenansicht, die den Betrieb der jeweiligen Roboter für das Beispiel zeigt, in welchem der Roboter entsprechend der vorliegenden Ausführungsform in der Produktionsanlage für Automobile zur Anwendung kommt;
7 eine Frontseitenansicht, die den Betrieb der jeweiligen Roboter für das Beispiel zeigt, in welchem der Roboter entsprechend der vorliegenden Ausführungsform in der Produktionsanlage für Automobile zur Anwendung kommt;
8 eine Frontseitenansicht, die den Betrieb der jeweiligen Roboter für das Beispiel zeigt, in welchem der Roboter entsprechend der vorliegenden Ausführungsform in der Produktionsanlage für Automobile zur Anwendung kommt;
9 eine Frontseitenansicht, die den Betrieb der jeweiligen Roboter für das Beispiel zeigt, in welchem der Roboter entsprechend der vorliegenden Ausführungsform in der Produktionsanlage für Automobile zur Anwendung kommt;
10a eine Ansicht, die schematisch einen Roboterarmmechanismus mit einem viergliedrigen Kurbelgetriebe zeigt;
10b eine Ansicht, die schematisch einen Roboterarmmechanismus mit einem Getriebe mit direkt wirkendem Glied zeigt;
11 eine Ansicht, die schematisch einen Arbeitsbereich eines Tragteils eines Roboterarmmechanismus entsprechend der vorliegenden Erfindung für den Fall zeigt, dass die Länge eines durch eine erste Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes länger als diejenige eines durch eine zweite Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes ist;
12 eine Ansicht, die schematisch einen Arbeitsbereich eines Tragteils eines Roboterarmmechanismus entsprechend der vorliegenden Erfindung für den Fall zeigt, dass die Länge eines durch eine erste Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes gleich derjenigen eines durch eine zweite Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes ist; und
13 eine Ansicht, die schematisch einen Arbeitsbereich eines Tragteils eines Roboterarmmechanismus entsprechend der vorliegenden Erfindung für den Fall zeigt, dass die Länge eines durch eine erste Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes kürzer als diejenige eines durch eine zweite Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes ist.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Roboterarmmechanismen entsprechend von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 stellt eine Gesamtansicht der Frontseite dar, welche einen Roboter zeigt, der einen Roboterarmmechanismus entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, und 2 ist eine Gesamtansicht desselben von der Seite. Ein Roboter 1 umfasst ein Getriebe 6 mit parallelen Gliedern, mit einem unteren Glied 2, einem oberen Glied 3, einem Arm (Glied) 4 und einem Hilfsglied 5, sowie ein Getriebe 11 mit parallelen Gliedern, mit einem unteren Glied 7, einem oberen Glied 8, einem Arm (Glied) 9 und einem Hilfsglied 10. Das untere Glied 2 ist auf einer Installationsoberfläche wie etwa dem Fußboden in einer Werkhalle horizontal angeordnet, und ein unteres Ende des Arms 4 sowie ein unteres Ende des Hilfsgliedes 5 sind an einem jeweiligen der beiden Enden des unteren Gliedes 2 angelenkt. An einem Gelenk 12 zwischen dem unteren Glied 2 und dem Arm 4 ist eine Antriebseinrichtung 13 vorgesehen, die einen Motor und einen Drehzahlminderer umfasst, und das Gelenk 12 wird durch die Antriebseinrichtung 13 angetrieben.
Darüber hinaus sind sowohl das obere Ende des Arms 4 als auch das obere Ende des Hilfsgliedes 5 an einem oberen Verbindungselement 14 angelenkt, das somit zwischen den Anlenkstellen des oberen Verbindungselements 14 zu dem Arm 4 und dem Hilfsglied 5 im Wesentlichen das obere Glied 3 darstellt. Die Gliedlänge des unteren Gliedes 2 ist gleich derjenigen des oberen Gliedes 3, und die Gliedlängen des Arms 4 und des Hilfsgliedes 5 sind ebenfalls zueinander gleich. In der vorstehend beschriebenen Weise stellen das obere Glied 2, das untere Glied 3, der Arm 4 und das Hilfsglied 5 ein Kurbelgetriebe 6 mit parallelen Gliedern dar.
Bei dem derart aufgebauten Kurbelgetriebe 6 mit parallelen Gliedern erscheint das untere Glied 2 in einer Seitenansicht im Wesentlichen L-förmig, und der Arm 4 sowie das Hilfsglied 5 sind an der Vorderseite eines als senkrechte Platte gestalteten Teils des unteren Gliedes 2 angeordnet. Das obere Verbindungselement 14 ist hohl, wobei dessen unterer Teil offen ist und derart angeordnet ist, dass er die oberen Enden des Arms 4 und des Hilfsgliedes 5 abdeckt, wodurch das Kurbeltriebe 6 mit parallelen Gliedern arbeiten kann, ohne dass sich das untere Glied 2, der Arm 4, das Hilfsglied 5 und das obere Verbindungselement 14 stören.
Ein oberes Ende des Arms 9 und ein oberes Ende des Hilfsgliedes 10 sind an einer jeweiligen von zwei Stellen in einem Abschnitt des oberen Verbindungselements 14 in einem vorbestimmten Abstand oberhalb eines Abschnitts des oberen Gliedes 3 angelenkt, welcher somit zwischen diesen Stellen im Wesentlichen das obere Glied 8 darstellt. Das heißt, die oberen Glieder 3, 8 sind integral als das obere Verbindungselement 14 ausgebildet. Anders ausgedrückt ist das obere Glied 8 an dem oberen Glied 3 befestigt.
Die Richtung einer Linie, die durch Verbindung der Anlenkstellen des Arms 9 und des Hilfsgliedes 10 an dem oberen Verbindungselement 14 gebildet wird, ist eine horizontale Richtung. Das untere Ende des Arms 9 und das untere Ende des Hilfsgliedes 10 sind jeweils an einem jeweiligen der beiden Enden des unteren Gliedes 7 angelenkt. Die Gliedlängen des unteren Gliedes 7 und des oberen Gliedes 8 sind zueinander gleich und sind kürzer als jene des unteren Gliedes 2 und des oberen Gliedes 3. Darüber hinaus sind die Gliedlängen des Arms 9 und des Hilfsgliedes 10 gleich zueinander und kürzer als jene des Arms 4 und des Hilfsgliedes 5. In der vorstehend beschriebenen Weise besteht das Kurbelgetriebe 11 mit parallelen Gliedern aus dem unteren Glied 7, dem oberen Glied 8, dem Arm 9 und dem Hilfsglied 10.
In dem parallelen Kurbelgetriebe 11 sind der Arm 9 und das Hilfsglied 10 an der Vorderseite des oberen Verbindungselements 14 angeordnet und das untere Glied 7 ist außerdem an der Vorderseite des Arms 9 und des Hilfsgliedes 10 angeordnet, wodurch das parallele Kurbelgetriebe 11 arbeiten kann, ohne dass sich die jeweiligen Elemente stören. Da der Arm 9, das Hilfsglied 10 und das untere Glied 7 an der Vorderseite des oberen Verbindungselements 14 angeordnet sind, stören diese darüber hinaus während des Betriebs nicht die Elemente des parallelen Kurbelgetriebes 6.
Eine Antriebseinrichtung 16, die aus einem Motor und einem Drehzahlminderer besteht, ist an einem Gelenk 15 zwischen dem oberen Glied 8 und dem Arm 9 vorgesehen, und dieses Gelenk 15 wird durch die Antriebseinrichtung 16 angetrieben.
Die Arme 4, 9 werden jeweils an ihren in der Nähe der Gelenke 12, 15 liegenden Abschnitten dicker als die übrigen Abschnitte. Die jeweiligen Enden der Hilfsglieder 5, 10 sind zu den Armen 4, 9 hin gebogen, um jegliche Störung mit den Gelenken 12, 15 der Arme 4, 9 zu vermeiden und breitere Arbeitsbereiche sicherzustellen.
Ein Arm (ein armförmige Tragteil) 17 ist an der Vorderseite eines Gelenkteils des unteren Gliedes 7, das dieses mit dem Arm 9 verbindet, befestigt. Der Arm 17 weist drei Gelenke 17a, 17b, und 17c auf und besitzt somit drei Freiheitsgrade. Genauer gesagt ist das Gelenk 17a in einem mittleren Abschnitt des Arms 17 vorgesehen und um eine Mittelachse des Arms 17 drehbar. Weiterhin ist das Gelenk 17b von dem Gelenk 17a aus gesehen in einem Abschnitt des Arms 17 zur Seite des oberen Endes hin vorgesehen, und zwar biegbar, und das Gelenk 17c, das um die Mittelachse drehen kann, ist von dem Gelenk 17b aus in einem Abschnitt des Arms 17 zur Seite des oberen Endes hin vorgesehen. Außerdem ist eine Antriebseinrichtung 18 wie etwa ein Motor am unteren Ende des Arms 17 vorgesehen, um diese Gelenke 17a, 17b, 17c anzutreiben.
Der Roboter 1 ist in der Lage, die Position eines Werkstücks, das von dem Roboter am oberen Ende des Arms 17 gehalten wird, durch Antrieb dieser Gelenke 17a, 17b, 17c fein anzupassen. Dementsprechend kann das Werkstück exakt und fest in einer erforderlichen Position gehalten werden, selbst wenn der Roboter 1 nicht mit hochgradiger Genauigkeit horizontal angeordnet ist, wodurch die Präzisionsanforderungen für die Montage des Roboters 1 auf einer Montageoberfläche verringert werden.
3 stellt eine Gesamtansicht der Frontseite dar, welche die Bewegung eines Roboters zeigt, der einen Roboterarmmechanismus entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Bewegung des Roboters entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn das Gelenk 12 durch die Antriebseinrichtung 13 angetrieben wird, wird der Arm 4 proportional zum Betrag des Antriebs geneigt. Gleichzeitig wird das Hilfsglied 5 im gleichen Winkel wie der Arm 4 geneigt, wobei die parallele Lagebeziehung zu dem Arm 4 erhalten bleibt. Dementsprechend bewegt sich das obere Verbindungselement 14 kreisbogenförmig um das Gelenk 12 herum, während es in einer horizontalen Lage verbleibt.
Wenn andererseits das Gelenk 15 durch die Antriebseinrichtung 16 angetrieben wird, bewegt sich durch einen analogen Vorgang, wie er vorstehend beschrieben worden ist, das untere Glied 7 kreisbogenförmig um das Gelenk 15 herum, während es eine horizontale Lage beibehält. Aus diesem Grund bewegt sich auch der Arm 17 zusammen mit dem unteren Glied 7, wodurch es möglich ist, ein von dem Arm 17 getragenes Werkstück (nicht gezeigt) zu transportieren.
Als nächstes wird ein Beispiel beschrieben, in welchem der erfindungsgemäße Roboter in einer Produktionsanlage für Automobile zur Anwendung kommt. 4 stellt eine Frontseitenansicht dar, die einen Teil einer Anordnung des vorliegenden Anwendungsbeispiels zeigt, und 5 ist eine Aufsicht, die einen Teil dieser Anordnung zeigt. Im vorliegenden Beispiel wird ein Fall beschrieben, bei welchem der Roboter entsprechend der vorliegenden Ausführungsform in einer bestehenden Produktionsanlage für Automobile zur Anwendung kommt. Typischerweise sind in einer Produktionsanlage für Automobile mehrere Stationen für verschiedenartige Bearbeitungsschritte entlang einer Beförderungsstrecke zum Transport eines Werkstücks W vorgesehen. An jeder Station sind Roboter (nicht gezeigt) für verschiedenartige Bearbeitungsarten angeordnet. An einer solchen Station wird ein Werkstück W von dem Fußboden F der Werkhalle oder dergleichen um eine Höhe H nach oben gehoben, dort fest durch eine Spannvorrichtung oder dergleichen gehalten und dann von Robotern, die zu beiden Seiten der Strecke angeordnet sind, bearbeitet.
Im vorliegenden Anwendungsbeispiel sind die Befestigungsvorrichtungen aus der Beförderungsstrecke entfernt und es sind Roboter 1x, 1a, 1b, 1c, 1d ... an der Beförderungsstrecke in dieser Reihenfolge, beginnend von der in Transportrichtung oben oder stromauf gelegenen Seite (6 bis 9), angeordnet. Die 4 und 5 zeigen eine Anordnung der Roboter 1a, 1b an einer Station S1. Der Roboter 1a ist derart angeordnet, dass ein Arm 17 des Roboters 1a auf einer rückwärtigen Seite (Rückseite der Ansicht aus 4) angeordnet ist, und der Roboter 1b ist derart angeordnet, dass ein Arm des Roboters 1b an einer Frontseite (Vorderseite der Ansicht aus 4) angeordnet ist.
Wie in 5 gezeigt ist, sind im Wesentlichen kanalförmige Tragelemente 19 waagerecht an den oberen Enden der Arme 17 der Roboter 1a, 1b angebracht. Das heißt, jedes der Tragelemente 19 besteht aus zwei balkenförmigen Teilen 20, die sich in einer Richtung von vorn nach hinten (einer Richtung von der Vorderseite zur Rückseite in der Ansicht aus 4) erstrecken, sowie einem balkenförmigen Teil 21, das sich in Querrichtung (der Transportrichtung) erstreckt, um die Endabschnitte der balkenförmigen Teile 20 zu verbinden. Ferner ist das Tragelement 19 des Roboters 1a derart angeordnet, dass der balkenförmige Teil 21 des Roboters 1a auf der Vorderseite angeordnet ist, und das Tragelement 19 des Roboters 1b ist derart angeordnet, dass der balkenförmige Teil 21 des Roboters 1b auf der Rückseite angeordnet ist.
Nach oben ragende Eingriffsteile (eingreifende Teile 22 sind an beiden Enden jedes balkenförmigen Teils 20 des Tragelements 19 vorgesehen. Die Eingriffsteile 22 kommen in Löchern (nicht gezeigt) an entsprechenden Stellen, die in der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen sind, in Eingriff, wodurch sie das Werkstück W fixieren. Wie in 5 gezeigt ist, sind die Positionen der Eingriffsteile 22 in Längsrichtung des balkenförmigen Teils 20 anpassbar. Wenn die Art des Werkstücks unterschiedlich ist, beispielsweise auf Grund unterschiedlicher Typen von Automobilen, und somit die Positionen der Löcher unterschiedlich sein können, können die Positionen der Eingriffsteile 22 derart angepasst werden, dass sie an die Positionen der Löcher eines Werkstücks W angepasst sind und somit verschiedene Arten von Werkstücken W halten können.
Das Tragelement 19 des Roboters 1a ist am oberen Ende des Arms 17 an einer leicht zur Seite des Roboters 1b gelegenen Stelle des balkenförmigen Teils 21 befestigt (in Transportrichtung gesehen zur unteren oder stromab gelegenen Seite hin), von der Mitte des balkenförmigen Teils 21 aus betrachtet. Das Tragelement 19 des Roboters 1b ist an einem oberen Ende des Arms 17 an einer Stelle des balkenförmigen Teils 21 befestigt, die von der Mitte des balkenförmigen Teils 21 aus in Transportrichtung gesehen leicht zur oberen oder stromauf gelegenen Seite hin gelegen ist. Darüber hinaus greifen im Falle der 4 und 5 zum Zwecke des Stützens des Werkstücks W an einer um die Höhe H höheren Position als dem Fußboden F die Eingriffsteile 22 nur unter der Bedingung in die Löcher des Werkstücks W ein, dass die Tragelemente 19 in der Höhe H angeordnet sind und in der Transportrichtung beabstandet sind, sodass jedwede Störung zwischen den Tragelementen 19 vermieden wird. Auf diese Weise wird ein Werkstück W bearbeitet, während das Werkstück W durch zwei Roboter 1a, 1b fest gehalten wird.
Die 6 bis 9 sind Frontseitenansichten, welche den Betrieb der jeweiligen Roboter für das vorliegende Anwendungsbeispiel zeigen. Die Betriebszustände der jeweiligen Roboter sind von 6 zu 9 in zeitlicher Reihenfolge gezeigt. In 6 wird ein Werkstück W1 durch die Roboter 1a, 1b fest an einer Station S1 gehalten, und ein Werkstück W2 wird durch die Roboter 1c, 1d fest an einer Station S3 gehalten. An der Station S1 wird an dem Werkstück W1 eine vorgegebene Art von Bearbeitung ausgeführt. Gleichzeitig wird an der Station S3 an dem Werkstück W2 eine andere vorbestimmte Art von Bearbeitung ausgeführt. Nachdem die Bearbeitung der Werkstücke W1, W2 abgeschlossen ist, befördert der Roboter 1b das Werkstück W1 von der Station S1 zu einer Station S2, und der Roboter 1d befördert das Werkstück W2 von der Station S3 zu einer nächsten Station (nicht gezeigt).
Wie in 7 gezeigt ist, arbeitet der Roboter 1b, wenn der Transport des Werkstücks W1 zu der Station S2 eingeleitet wird, derart, dass er den Arm 17 anhebt und gleichzeitig den Arm 17 in Transportrichtung gesehen zur unteren Seite hin bewegt, wobei er das Werkstück W1 hochhält, das Werkstück W1 von den Eingriffsteilen 22 des Roboters 1a löst und das Werkstück W1 zu der in Transportrichtung stromab gelegenen Seite hin bewegt. Der Roboter 1d führt gleichzeitig einen zu dem vorstehend beschriebenen Arbeitsvorgang analogen Arbeitsvorgang aus, wodurch er das Werkstück W2 ebenso zu der in Transportrichtung stromab gelegenen Seite hin bewegt.
Die Roboter 1a, 1c arbeiten jeweils derart, dass sie die Arme 17 zu der in Transportrichtung stromauf gelegenen Seite hin bewegen, um so Werkstücke abzustützen, die von der stromauf gelegenen Seite her transportiert werden, sodass das Werkstück W1 an der Station S2 von den Robotern 1b, 1c gehalten werden kann. Gleicherweise wird ein Werkstück W3, das von einem Roboter 1x transportiert wird, an einer Station S4, die eine Prozessstation vor der Station S1 darstellt, durch die Roboter 1x, 1a gehalten (8).
Die Stationen S2, S4 sind Stationen zur Beförderung, und somit sind in der Umgebung der Stationen S2, S4 keine Bearbeitungsroboter angeordnet. Dementsprechend werden nach Beendigung der Beförderung der Werkstücke W1, W3 zu den Stationen S2, S4 die Werkstücke W1, W3 zu den nächsten Prozessstationen, wie sie vorgesehen sind, befördert (9). Die Roboter 1a, 1c befördern die Werkstücke W3, W1 durch den zuvor beschriebenen Transportvorgang zu den Stationen S1, S3. Außerdem bewegen die Roboter 1b, 1x die Arme 17 zur stromauf gelegenen Seite, um die Eingriffsteile 22 in einem Werkstück in Eingriff zu bringen, das von der stromauf gelegenen Seite her befördert wird, um dieses zu stützen.
Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung kann eine bestehende Produktionsanlage in eine Anlage umgewandelt werden, die in der Lage ist, verschiedenartige Werkstücke einfach zu handhaben, ohne dass die bestehende Produktionsanlage drastisch modifiziert zu werden braucht.
Obgleich in der vorliegenden Ausführungsform der Fall beschrieben ist, in dem ein Roboter 1 (1a, 1b, 1c, 1d, 1x) mit einem Roboterarmmechanismus ausgestattet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht durch diese Ausführungsform beschränkt. Ein Roboter kann vielmehr mit mehreren Roboterarmmechanismen ausgestattet sein, und ein Werkstück kann zwischen beliebigen der Roboterarme eines Roboters ausgetauscht werden.
Der Roboterarmmechanismus entsprechend der vorliegenden Erfindung ist derart aufgebaut, dass ein erstes und ein zweites viergliedriges Kurbelgetriebe (Getriebe 6, 11 mit parallelen Gliedern) durch eine erste bzw. eine zweite Antriebseinrichtung (Antriebseinrichtungen 13, 16) angetrieben wird, um ein Objekt (Werkstück) zu befördern, wodurch die Notwendigkeit vermieden wird, eine Laufachse bereitzustellen, die eine hohe Installationsgenauigkeit erfordert.
Darüber hinaus kann ein Objekt, während es gehalten wird, befördert werden, und es kann an einem Transportende in diesem gehaltenen Zustand verbleiben, wodurch es möglich ist, das Objekt so wie es ist zur Bearbeitung anzubieten. Daher ist eine Spannvorrichtung, wie etwa eine Palette, für die Positionierung und Fixierung des Werkstücks nicht notwendig. Somit kann ein solches Problem wie der Umlauf der Palette durch einen Bearbeitungsvorgang vermieden werden.
Darüber hinaus wird das Gelenk in dem viergliedrigen Kurbelgetriebe angetrieben, um das Objekt zu befördern, wodurch die maximale Beförderungslast erhöht wird, und zwar aus folgenden Gründen:
Die 10 sind Ansichten, die schematisch das Modell eines Roboterarmmechanismus zeigen, wobei die 10a eine Ansicht ist, die einen Roboterarm mit einem viergliedrigen Kurbelgetriebe zeigt, und 10b eine Ansicht ist, die einen Roboterarm mit einem Getriebe mit direkt wirkendem Glied zeigt. Ein in 10a gezeigter Roboterarm 101 weist ein viergliedriges Kurbelgetriebe 106 auf, das aus einem unteren Glied 102, einem oberen Glied 103 und Gliedern 104, 105, welche das unteren Glied 102 und das oberen Glied 103 koppeln, besteht. Das viergliedrige Kurbelgetriebe 106 ist der einfacheren Beschreibung halber ein Getriebe mit parallelen Gliedern. Das untere Glied 102 ist horizontal angeordnet, und ein Gelenk 107 zwischen dem unteren Glied 102 und dem Glied 104 wird angetrieben. Das obere Glied 103 erstreckt sich von einem Gelenk mit dem Glied 104 aus auf eine Länge L, und an einer Endspitze des oberen Gliedes 103 ist eine Masse W angebracht. Der einfacheren Beschreibung halber sei angenommen, dass das untere Glied 102, das obere Glied 103 und die Glieder 104, 105 keine Masse besitzen.
In diesem Fall lassen sich aus dem Kräftegleichgewicht die Formeln (1), (2) ableiten: R1 = L·W/L1 (1), und R2 = (L1 + L)·W/L1 (2),wobei R1 eine Kraft ist, die auf das Gelenk zwischen dem oberen Glied 103 und dem Glied 105 in der vertikalen Richtung wirkt, R2 eine Kraft ist, die auf das Gelenk zwischen dem oberen Glied 103 und dem Glied 104 in der vertikalen Richtung wirkt, und L1 die Gliedlänge des oberen Gliedes 103 ist.
Darüber hinaus ergibt sich die Formel (3), da auf das Glied 105 in der axialen Richtung nur eine Ziehkraft ausgeübt wird: R3 = R1/tan θ (3),wobei R3 eine Kraft ist, die auf das Gelenk zwischen dem oberen Glied 103 und dem Glied 105 in der horizontalen Richtung wirkt, und θ ein Winkel zwischen dem Glied 104 und der horizontalen Oberfläche ist.
Weiterhin lässt sich aus dem Gleichgewicht in horizontaler Richtung die Formel (4) ableiten: R4 = R3 (4),wobei R4 eine Kraft ist, die auf das Gelenk zwischen dem oberen Glied 103 und dem Glied 104 in der horizontalen Richtung wirkt.
Daher wird ein Drehmoment T, das auf ein Gelenk 107 wirkt, als Formel (5) ausgedrückt: T = R2·L2·cosθ – R4·L2·sinθ = W·L2·cosθ (5),wobei L2 die Gliedlänge des Gliedes 104 ist.
Dementsprechend wird im Falle des Roboterarms 101 mit dem viergliedrigen Kurbelgetriebe 106 das Drehmoment T nicht auf Basis eines Massemittelpunkts des oberen Gliedes 103 erhalten, sondern, durch Vereinfachung, unter Verwendung eines Modells, in welchem die Masse W an der Endspitze des Gliedes 104 vorgesehen ist.
Andererseits weist ein in 10b gezeigter Roboterarm 111 eine Struktur auf, bei welcher ein Glied 112 mit einer Länge L2 und ein Glied 113 mit einer Länge L nacheinander miteinander verbunden sind, d. h. eine Struktur, die im Wesentlichen ähnlich einer Struktur ist, bei welcher von dem Roboterarm 101 das Glied 102 und das Glied 105 entfernt sind. Zusätzlich sind ein Gelenk 114 am Basisende des Gliedes 112 sowie ein Gelenk zwischen den Gliedern 112, 113 derart konfiguriert, dass sie angetrieben werden, und eine Masse W ist an der Endspitze des Gliedes 113 angebracht. Ein Drehmoment T1, das auf das Gelenk 114 des Roboterarms 111 wirkt, wird als Formel (6) ausgedrückt: T1 = W·(L2·cosθ + L) (6).
Daher erfordert ein Roboterarm mit einem viergliedrigen Kurbelgetriebe ein kleineres, auf das anzutreibende Gelenk wirkendes Drehmoment als ein Roboterarm mit einem Getriebe mit direkt wirkendem Glied. Dieser Effekt wird größer, je weiter der Massemittelpunkt des oberen Gliedes 103 von dem Gelenk 107 entfernt ist, d. h. je größer L wird und je aufrechter die Glieder 104, 105 stehen, d. h. je näher θ 90 Grad kommt. Aus diesem Grund kann, wenn das Gelenk 107 und das Gelenk 114 durch Antriebsquellen mit der gleichen Ausgangsleistung angetrieben werden, der Roboterarm 101 eine größere Last als der Roboterarm 111 befördern.
Darüber hinaus bestehen in der vorliegenden Ausführungsform das erste und das zweite viergliedrige Kurbelgetriebe aus den Getrieben 6 bzw. 11 mit parallelen Gliedern, wodurch der Aufbau des Roboterarms vereinfacht ist. Folglich kann der Roboterarm einfacher gesteuert werden.
In der vorliegenden Erfindung braucht für den Fall, dass die Längen der Glieder (des Armes 4 und des Hilfsgliedes 5), die in dem ersten viergliedrigen Kurbelgetriebe (dem Getriebe 6 mit parallelen Gliedern) mit dem oberen Glied und dem unteren Glied gekoppelt sind, länger als die Länge der Glieder (des Armes 9 und des Hilfsgliedes 10) sind, die in dem zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebe (dem Getriebe 11 mit parallelen Gliedern) mit dem oberen Glied und dem unteren Glied gekoppelt sind, das erste viergliedrige Kurbelgetriebe nicht von der Installationsoberfläche entfernt angeordnet zu sein, um den Arbeitsbereich für das zweite viergliedrige Kurbelgetriebe sicherzustellen. Daher kann das erste viergliedrige Kurbelgetriebe so nah wie möglich an der Installationsoberfläche angeordnet sein. Folglich kann die Höhe eines Roboters, der einen solchen Roboterarmmechanismus aufweist, so gering wie möglich gehalten werden.
Darüber hinaus kann in dem Fall, dass zwei Roboterarme gemeinsam arbeiten und einer der zwei Roboterarme ein Objekt zu dem anderen der zwei Roboterarme befördert, eine Störung der Roboterarme untereinander und mit dem Objekt vermieden werden, und zwar aus den folgenden Gründen:
In der vorliegenden Erfindung kann für den Fall, dass ähnlich wie bei dem Roboter 1 der vorliegenden Erfindung, das obere Glied 8 des zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebes (des Getriebes 11 mit parallelen Gliedern) in einem vorbestimmten Abstand höher als das obere Glied 3 des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes (des Getriebes 6 mit parallelen Gliedern) angeordnet ist, eine gegenseitige Störung der zwei Roboterarme und eines Objekts vermieden werden, und zwar aus den folgenden Gründen: wenn die Roboterarme zusammenarbeiten und einer der Roboterarme das Objekt zu dem anderen der Roboterarme transferiert.
Die 11 bis 13 sind Ansichten, die schematisch einen Arbeitsbereich eines Roboterarmmechanismus der vorliegenden Erfindung zeigen. 11 zeigt einen Arbeitsbereich des Tragteils für den Fall, dass die Länge des durch eine erste Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes länger als die Länge des durch eine zweite Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes ist. 12 zeigt einen Arbeitsbereich für den Tragteil in dem Fall, bei dem die Länge des durch die erste Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes gleich der Länge des durch die zweite Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes ist. 13 zeigt einen Arbeitsbereich des Tragteils für den Fall, dass die Länge des durch die erste Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes kürzer als die Länge des durch die zweite Antriebseinrichtung angetriebenen Gliedes ist. Es sei angemerkt, dass in den 11 bis 13 aus Gründen der Vereinfachung der Zeichnungen das erste viergliedrige Kurbelgetriebe als Getriebe mit parallelen Gliedern darstellt ist und außerdem das zweite viergliedrige Kurbelgetriebe derart vereinfacht ist, dass nur ein durch eine zweite Antriebseinrichtung angetriebenes Glied 120 dargestellt ist.
Wie jeweils in den Zeichnungen gezeigt ist, umfasst das erste viergliedrige Kurbelgetriebe 121 das untere Glied 122, das obere Glied 123 und die Glieder 124, 125. Das Gelenk 126 zwischen dem unteren Glied 122 und dem Glied 124 sowie das Gelenk 127 am unteren Ende des Gliedes 120 werden angetrieben. Weiterhin kann das erste viergliedrige Kurbelgetriebe 121 in einem Bereich von einem Zustand, bei welchem die Glieder 124, 125 in einem Winkel θ1 in Bezug auf die horizontale Oberfläche geneigt sind, bis zu einem Zustand, in welchem die Glieder 124, 125 um 180° – θ1 in Bezug auf die horizontale Oberfläche geneigt sind, arbeiten. Außerdem ist das Gelenk 127 des Gliedes 120 um einen Versatzbetrag LO weiter oben als das obere Glied 123 vorgesehen. Der Arbeitsbereich des Gliedes 120 reicht von einem Zustand, in welchem das Glied 120 um θ2 in Bezug auf die horizontale Oberfläche geneigt ist, bis zu einem Zustand, in welchem das Glied 120 um 180° – θ2 in Bezug auf die horizontale Oberfläche geneigt ist.
Bezug nehmend auf 11 wird der Fall beschrieben, bei dem die Gliedlänge L3 des Gliedes 124 länger als die Gliedlänge L4 des Gliedes 120 ist. Für diesen Fall ist in der Zeichnung der Arbeitsbereich (OR) des unteren Endabschnitts 129 des Tragteils 128 gezeigt. Wenn die Glieder 124, 125 in aufrechter Stellung angeordnet sind und das Glied 120 um das Gelenk 127 herum von rechts (links) nach links (rechts) in der Zeichnung bewegt wird, um ein Objekt zu transportieren, läuft der untere Endabschnitt 129 entlang eines Weges, der in der Zeichnung durch eine Wellenlinie angegeben ist. Die tiefste Stelle auf dem Weg ist eine Position P. Dementsprechend befindet sich das Objekt während eines solchen Vorgangs an der tiefsten Stelle, wenn der untere Endabschnitt 129 durch die Position P läuft.
Ein solcher Vorgang tritt häufig auf, beispielsweise wenn das Objekt von einem Roboterarm (nicht gezeigt), der rechts (links) des Roboterarms 130 angeordnet ist, zu dem Roboterarm 130 befördert wird und das Objekt weiter von dem Roboterarm 130 zu einem Roboterarm (nicht gezeigt) befördert wird, der auf der linken Seite (rechten Seite) des Roboterarms 130 angeordnet ist. Wenn die Größe des Objekts größer als diejenige des Roboterarms 130 ist, muss verhindert werden, dass das obere Ende eines Tragteils eines dem Roboterarm benachbarten Roboterarms das Objekt stört. Daher muss das untere Ende des Tragteils des benachbarten Roboterarms an einer tieferen Position als der Position P angeordnet sein.
Übrigens wird, da der untere Endabschnitt 129 des Tragteils 128 im Wesentlichen eine vorgegebene Größe aufweist, eine praktische untere Grenzposition Q (Strich-Doppelpunkt-Linie in der Zeichnung) des Arbeitsbereiches des unteren Endabschnitts 129 bestimmt, sodass auf Grundlage dieser Größe verhindert wird, dass der untere Endabschnitt 129 störend an der Installationsfläche in Anlage kommt. Daher ist es vorteilhafter, einen größeren Abstand zwischen der Position P und der unteren Grenzposition Q vorzusehen, um zu verhindern, dass der Tragteil störend an dem Objekt in Anlage kommt.
Als nächstes wird ein Fall beschrieben, bei dem die Gliedlänge L3 des Gliedes 124 gleich der Gliedlänge L4 des Gliedes 120 ist, und zwar unter Bezugnahme auf 12. Für diesen Fall ist der Arbeitsbereich (OR) in der Zeichnung gezeigt. Der Abstand zwischen der Position P und der unteren Grenzposition Q ist verglichen mit dem Fall, bei dem L3 größer als L4 ist, kürzer.
Außerdem wird unter Bezugnahme auf 13 ein Fall beschrieben, bei dem L3 kleiner als L4 ist. In dem Fall von 13 ist die Position P identisch mit der unteren Grenzposition Q, und daher kann eine Störung zwischen dem Tragteil und dem Objekt nicht verhindert werden.
Wie in der vorstehenden Beschreibung gezeigt ist, ist der Arbeitsbereich des Tragteils für den Fall, dass die Gliedlänge L3 des Gliedes 124 größer als die Gliedlänge L4 des Gliedes 120 ist, ausreichend breit, und daher bietet dieser Fall den Vorteil, dass eine Störung zwischen dem Tragteil und dem Objekt vermieden wird. Ein Abstand zwischen der Position P und der unteren Grenzposition Q kann auch dadurch sichergestellt werden, dass der Versatzbetrag LO erhöht wird.
Da in der vorliegenden Ausführungsform der Tragteil der vorliegenden Erfindung der Arm 17 ist, welcher sich von dem unteren Gelenk 7 aus vertikal nach oben erstreckt, ist es möglich zu verhindern, dass ein unerwünschtes Drehmoment auf einen Verbindungsteil zwischen dem Arm 17 und dem unteren Glied 7 in dem Getriebe 11 mit parallelen Gliedern (dem zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebe) wirkt.
Da ferner die Länge des Arms 17 größer als die Längen des Arms 9 und des Hilfsgliedes 10 ist, kann die Stellung des oberen Endes des Arms 17 höher eingestellt werden als die Positionen der Getriebe 6, 11 mit parallelen Gliedern, wodurch ermöglicht wird, das Objekt in einem Zustand zu stützen, in welchem der gesamte Roboterarm unter dem Objekt angeordnet ist.
Da der Arm 17 ferner die Gelenke 17a–17c zur Bewegung gestützter Objekte aufweist, können die Gelenke 17a–17c angetrieben werden, um die Position eines Objekts anzupassen, wodurch die für die Montage des Roboters 1 auf der Installationsoberfläche erforderliche Genauigkeit vermindert wird.
Bei der vorliegenden Erfindung kann, wenn ein Tragteil (der Arm 17) an seinem oberen Ende ein Tragelement (das Tragelement 19) zum Stützen eines Objekts an mehreren Abschnitten desselben umfasst und die Stützteile für ein Objekt in einer Richtung, welche die Transportrichtung schneidet, und/oder in der Transportrichtung verändert werden können, dieses Tragelement verwendet werden, um verschiedenartige Objekte zu halten, indem die Stützteile verändert werden, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, ein speziell ausgelegtes Tragelement für jede Art von Objekt bereitzustellen.
Zahlreiche Modifikationen und alternative Ausführungsformen der Erfindung werden für Fachleute auf dem Gebiet angesichts der vorstehenden Beschreibung offensichtlich sein. Dementsprechend ist die Erfindung lediglich als veranschaulichend zu begreifen und ist zum Zwecke der Darstellung der besten Ausführungsart der Erfindung für Fachleute vorgesehen. Struktur- und/oder Funktionsdetails können wesentlich geändert werden, ohne von dem erfinderischen Gedanken abzuweichen.

Claims

Roboterarmmechanismus, der für einen Roboter (1) verwendet wird, welcher ein Objekt (W) transportiert und das Objekt am Transportende hält; wobei Roboterarmmechanismus umfasst: eine erstes viergliedriges Kurbelgetriebe (6) mit einem unteren Glied (2) und einem oberen Glied (3), wobei das untere Glied und das obere Glied durch Glieder (4, 5) miteinander gekoppelt sind; eine erste Antriebseinrichtung (13) zum Antreiben eines Gelenks (12) des unteren Gliedes (2) des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes (6); ein zweites viergliedriges Kurbelgetriebe (11) mit einem unteren Glied (7) und mit einem oberen Glied (8), das an dem oberen Glied (3) des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes (6) befestigt ist, wobei das untere Glied (7) und das obere Glied (8) durch Glieder (9, 10) miteinander gekoppelt sind; eine zweite Antriebseinrichtung (16) zum Antreiben eines Gelenks (15) des oberen Gliedes (8) des zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebes (11); dadurch gekennzeichnet, dass ein armförmiger Tragteil (17), der an dem unteren Glied (7) des zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebes (11) befestigt ist und das Objekt (W) zum Tragen von unten hochhält, wobei der Tragteil (17) sich von dem unteren Glied (7) aus vertikal nach oben erstreckt; wobei die Gliedlängen des unteren Gliedes (7) und des oberen Gliedes (8) des zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebes (11) kürzer sind jene des unteren Gliedes (2) und des oberen Gliedes (3) des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes (6); die Länge der Glieder (4, 5), welche das obere (3) und das untere (2) Glied in dem ersten viergliedrigen Kurbelgetriebe (6) verbinden, länger als die Länge der Glieder (9, 10) ist, welche das obere (8) und das untere (7) Glied in dem zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebe (11) verbinden, und das obere Glied (8) des zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebes (11) in einem vorbestimmten Abstand (LO) weiter oben als das obere Glied (3) des ersten viergliedrigen Kurbelgetriebes (6) angeordnet ist.
Roboterarmmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite viergliedrige Kurbelgetriebe (6, 11) jeweils aus einem Getriebe mit parallelen Gliedern besteht.
Roboterarmmechanismus nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Tragteils (17) größer als die Länge der Glieder (9, 10) ist, welche das obere Glied (8) und das untere Glied (7) in dem zweiten viergliedrigen Kurbelgetriebe (11) verbinden.
Roboterarmmechanismus nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (17) ein Gelenk (17a, 17b, 17c) zur Bewegung eines gestützten Objekts (W) aufweist.
Roboterarmmechanismus nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (17) an seinem oberen Ende ein Tragelement (19) aufweist, welches eine Vielzahl von eingreifenden Teilen (22) aufweist, um in Löcher, die im Objekt (W) vorgesehen sind, einzugreifen.