DE20101628U1

DE20101628U1 - Industrieroboter

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Publication number: DE20101628U1
Application number: DE20101628U
Authority: DE
Original assignee: VECTOR VERPACKUNGSTECHNIK GmbH
Current assignee: VECTOR VERPACKUNGSTECHNIK GmbH
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2011-01-30

Description

VECT-OIgDE

29. Januar 2001

—1-BESCHREIBUNG

Industrieroboter

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter, der mit einer Befestigungsvorrichtung für ein Handhabungsmittel zum Aufnehmen, Absetzen und Halten von zu transportierenden Teilen ausgestattet ist. Diese Teile können Produkte aus der Kosmetik-, Pharma-, Chemie-, Nahrungsmittel-, Nonfood-Branche oder einer vergleichbaren Branche sein. Die zu handhabenden und in diesem Zusammenhang beispielsweise in unterschiedliche Verpackungen ein- bzw. auszulagernden Produkte können dementsprechend Pflegemittel, medizinische Produkte wie Tabletten, oder auch Farben, Lacke, Nahrungsmittel wie beispielsweise Schokolade, Käse, Tee oder auch Haushalts- und Elektroartikel oder dergleichen Produkte mehr sein. Diese Produkte können, eingelagert in Flaschen, Dosen, Tuben, Beuteln, Schachteln, in geeigneten ümkartons und sonstigen Transportbehältnissen gehandelt werden.

STAND DER TECHNIK

Aus der DE 196 54 041 Al ist eine Vorrichtung zum Handhaben von Gegenständen im Zusammenhang mit ihrem Verpacken bekannt. Diese als Industrieroboter zu bezeichnende Vorrichtung besitzt eine Befestigungsvorrichtung für das Handhabungsmittel zum Aufnehmen, Absetzen und Halten von zu transportierenden Teilen, die an zwei Auslegern angehängt ist. Jeder dieser beiden Ausleger ist an einem Schlitten gelenkig befestigt. Die beiden Schlitten sind Teile von entsprechenden zwei Linearantrieben. Durch eine in gleicher

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Richtung und gleich schnell erfolgende Verfahrbewegung der beiden Linearantriebe kann das Handhabungsmittel in einer zu der Verfahrbewegung parallelen Richtung verfahren werden. Bei einer davon abweichenden, nicht synchronen Verfahr bewegung der beiden Linearantriebe läßt sich das Handhabungsmittel zusätzlich in einer dazu senkrechten Richtung verfahren. Bei einer oder zwei parallel und horizontal ausgerichteten Linearantrieben läßt sich damit das Handhabungsmittel in einer senkrecht ausgerichteten Ebene in horizontaler und vertikaler Richtung verstellen. Je < größer aus anwendungsbedingten Gründen der vertikale Verfahrweg des Handhabungsmittels ausgelegt sein muss, umso breiter und damit langgestreckter in horizontaler Richtung werden die Linearantriebe und ihre Verfahrschienen. Dieser Industrieroboter baut damit relativ sehr breit.

Darüberhinaus sind mehrachsige Knickarm-Industrieroboter bekannt, deren als Hand bezeichnetes Handhabungsmittel zum Aufheben, Absetzen und Halten von zu transportierenden

.20 Teilen in einem dreidimensionalen Raum agieren kann.

Derartige Industrieroboter sind turmartig aufgebaut. Sie können fest auf einem Sockel montiert oder längs Fahrschienen verfahren werden. Zum Verfahren dienen motorische Antriebe. Derartige Mehrachsen-Industrieroboter sind aufgrund ihrer komplexen und universellen Einsetzbarkeit technisch aufwendig konstruiert und demzufolge entsprechend kostenintensiv in ihrer Herstellung.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG 30

Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen wirtschaftlich günstig herzustellenden Industrieroboter zum Einpacken, Auspacken oder Umpacken von Produkten wie Flaschen, Dosen, 35

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Tuben, Beuteln oder dergleichen, in aller Regel von einer Person zu handelnden Verpackungseinheiten anzugeben.

Diese Erfindung ist durch die nebengeordneten Ansprüche 1 und 9 gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von sich anschließenden weiteren Ansprüchen.

Der erfindungsgemäße Industrieroboter gemäß Anspruch 1 besitzt einen längs verfahrbaren Schlitten, an dem ein . einziger Schwenkarm gelenkig angeschlossen ist. Es sind unterschiedliche Antriebe für diesen einzigen längs verfahrbaren Schlitten und für den einzigen Schwenkarm vorhanden, indem nämlich als Antrieb für den Schwenkarm ein Servomotor und als Antrieb für den einzigen Schlitten ein Linearantrieb vorhanden ist. Der Linearantrieb ermöglicht eine schnelle und präzise Verstellung des Schlittens längs einer Achse. Der Schwenkarm kann über einen Servomotor in seine jeweils gewünschte Schwenkstellung ebenfalls schnell und präzise verstellt werden. Als Servomotor können Elektromotore oder Elektrohydraulikmotore verwendet werden. Mit Hilfe eines derartigen Industrieroboters läßt sich seine Befestigungsvorrichtung für das entsprechend dem Packgut angepaßte Handhabungsmittel zum Aufsetzen, Absetzen und Halten dieser Packungsgüter präzise, schnell und dabei auf insgesamt wirtschaftlich günstige Weise verstellen. .... :

Der Antrieb für den Schwenkarm kann auf einer an dem Schlitten befestigten Konsole gelagert sein. Die Konsole kann auch als relativ langgestreckter Konsolträger ausgebildet werden. Der Antrieb für den Schwenkarm kann somit relativ nah beim Schlitten oder, was entsprechend größere Belastungen für die Konstruktion beinhaltet, näher beim freien Ende des Schwenkarms positioniert sein. Je nach Anordnung dieses Antriebes kann ein Schwenkgetriebe

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erforderlich werden. Dieses Schwenkgetriebe kann ein . beispielsweise Hebelgestänge oder umlaufendes Zugmittel beinhalten.

Über eine Parallelogrammführung kann sichergestellt werden, dass die Befestigungsvorrichtung im Raum ihre vorgesehene Ausrichtung aufrechterhält, unabhängig von der Schwenkstellung des Schwenkarms.

Zusätzliche motorische Antriebe können zum Verstellen der Befestigungsvorrichtung vorgesehen sein. Über diese zusätzlichen motorischen Antriebe kann die Befestigungsvorrichtung auch bei gleichbleibender Schwenkstellung des .Schwenkarms verstellt werden. Diese Verstellung kann eine Schwenkbewegung oder auch eine Längsverstellung dieser

...Befestigungsvorrichtungbeinhalten. Diese zusätzlichen Antriebe können elektromotorische, elektrohydraulische, hydraulische oder auch pneumatische Antriebe enthalten.

Der erfindungsgemäße Industrieroboter kann nach einer zweiten grundsätzlichen Aus führ ungs form der Erfindung zwei Linearantriebe und damit zwei längs verfahrbare Schlitten beinhalten. Die beiden Achsen der Linearantriebe fallen dabei nicht zusammen. Die beiden Schwenkarme der beiden Linearantriebe sind endseitig gelenkig miteinander verbunden. Ein derartiger Industrieroboter ist ebenfalls aus der vorstehend bereits zitierten DE 196 54 041 Al (Fig. 7) bekannt. Im Gegensatz zu diesem vorbekannten Industrieroboter, wo bei einem ungleichen Verfahren der beiden Linearantriebe die Befestigungsvorrichtung für das Handhabungsraittel, und damit die gemeinsame Gelenkstelle der beiden Schwenkarme, eine Bewegung in einer Ebene macht, die senkrecht zu der durch die beiden Schienen aufgespannten Ebene verläuft, sind bei dem erfindungsgemäßen

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Industrieroboter seine Schlitten und Schwenkarme so vorhanden, dass bei einer nicht synchronen, d.h. richtungsmäßig und geschwindigkeitsmäßig nicht gleichen Bewegung seiner beiden Schlitten, der gemeinsame Gelenkpunkt der beiden Schwenkarme, d.h. die Befestigungsvorrichtung eine Bewegung in einer Ebene durchführt, die bei parallel ausgerichteten Achsen der beiden Schlitten und damit bei parallel ausgerichteten Linearantrieben in der durch die beiden Schlitten aufgespannten Ebene liegt. Die erfindungsgemäße Arbeitsebene des Gelenkpunktes der beiden Schwenkarme liegt damit parallel zu den beiden Linearantrieben, während die Arbeitsebene gemäß dem vorstehend erwähnten Stand der Technik senkrecht zu der durch die beiden.Schlitten aufgespannten Ebene verläuft.

Dies hat den bereits eingangs erwähnten Vorteil, dass der erfindungsgemäße Roboter bezogen auf seine Arbeitsfläche vergleichsweise wesentlich schmaler ausgebildet sein kann.

Sofern die beiden Schlitten und damit die Schwenkarme nicht in einer gemeinsamen, sondern in zueinander versetzten Ebenen ausgerichtet sind, sind die Schlitten und Schwenkarme erfindungsgemäß so vorhanden, dass bei einer nicht synchronen Bewegung der beiden Schlitten der gemeinsame Gelenkpunkt der beiden Schwenkarme eine Bewegung in einer Arbeitsebene durchführt, die zu einer Projektionsebene

parallel verläuft, welche eine Draufsicht auf beide Schienen darstellt. Ein Beispiel für eine solche Ausrichtung der beiden Schienen ist in Fig. 8 der Zeichnungen schematisiert dargestellt.
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Wie schon ausgeführt, werden die beiden Schienen, sofern nicht besondere Gegebenheiten dies verhindern, parallel zueinander ausgerichtet sein.

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Die beiden Schwenkarme des Industrieroboters können gleich lang sein. Sie können auch hinsichtlich ihrer jeweiligen Festigkeit und Biegesteifigkeit gleich ausgebildet sein.

Sofern die beiden Arme ungleich ausgebildet sind, was beispielsweise ihre Festigkeit und Biegesteifigkeit" betrifft, kann der eine Arm wie bei der eingangs genannten Ausführung zum Abtragen der im Betrieb des Roboters auftretenden Lasten ausgelegt sein. Der andere Arm braucht dann lediglich als Führungsstange und damit zum Ansteuern der Schwenkstellung des Schwenkarms ausgebildet zu werden. Letzteres erlaubt eine relativ zierliche Ausbildung des zweiten Schwenkarms, was sich kostenmäßig günstig auswirken kann.

.. Auch dieser: Industrieroboter kann motorische Antriebe wie beispielsweise elektromotorische,.elektrohydraulische bzw. hydraulische Motoren enthalten, um die Befestigungsvorrichtung für das Handhabungsmittel planmäßig verschwenken und/oder linear verstellen zu können. Schwenkantriebe für den Schwenkarm benötigt diese Aus führungs form des erfindungsgemäßen Industrieroboters nicht; die jeweilige Schwenkstellung wird durch entsprechendes Verfahren der beiden Schlitten verwirktlicht.

Die zusätzlichen motorischen Antriebe zum Verdrehen oder Linearbewegen der Befestigungsvorrichtung können an dem einen oder auch an den beiden Schwenkarmen abgestützt und positioniert werden. Ebenfalls ist es möglich, über eine Parallelogrammführung eine feste Ausrichtung der Befestigungsvorrichtung, unabhängig von der Schwenkstellung der Schwenkarme, sicherzustellen.

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Die Ausbildung der erfindungsgemäßen, insbesondere für die Verpackungsindustrie; ausgelegten Industrieroboter mit dem einen oder den beiden Linearantrieben ermöglicht große "Arbeits"-Längen mit wirtschaftlich günstigem Aufwand. So können auf einfache Weise mehrere in Reihe hintereinander liegende Arbeitsplätze in beliebiger Reihenfolge von einem oder von mehreren nacheinander angeordneten erfindungsgemäßen Industrierobotern angefahren werden.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind den in den Ansprüchen weiterhin aufgeführten Merkmalen sowie den nachstehend angegebenen Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Industrieroboters mit einem Schwenkarm,

Fig. 2 eine zweite Aus führungs form eines Industrieroboters mit einem Schwenkarm,

Fig. 3 eine dritte Aus führungs form eines Industrieroboters mit einem Schwenkarm,

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform eines Industrieroboters mit einem Schwenkarm,

Fig. 4.1 bis 4.4

vier Abwandlungen von Industrierobotern gemäß Fig. 4,

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Fig. 5 eine fünfte Aus führungs form eines Industrieroboters mit zwei Schwenkarmen,

Fig. 6 eine sechste Ausführungsform eines Industrieroboters mit zwei Schwenkarmen,

Fig. 7 eine siebte Aus führungs form eines Industrieroboters mit zwei Schwenkarmen,

Fig. 8 eine achte Aus führungs form eines Industrieroboters mit zwei höhenmäßig versetzt angeordneten zwei Schwenkarmen.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist ein Industrieroboter 10 dargestellt. Der Industrieroboter 10 besitzt einen Linearantrieb 12 . Der Schlitten 14 des Linearantriebes 12 läßt sich längs einer Schiene 16, die gradlinig ausgerichtet ist, mit hoher Geschwindigkeit, präzise längs verfahren.

An dem Schlitten 14 ist eine Konsole 18 fest angebracht. An der Konsole 18 ist gelenkig ein Schwenkarm 20 befestigt. Bei der in Fig. 1 dargestellten durchgezogen gezeichneten Situation läßt sich der Schwenkarm längs der Schwenklinie verschwenken. Das Verschwenken erfolgt über einen Schwenkmotor 24, der im vorliegenden Beispielsfall auf der Konsole 18 gelagert und mit seinem Abtrieb in der Schwenkachse des Schwenkarms 20 positioniert ist.

Am freien Ende des Schwenkarms 2 0 ist in einem Gelenk 28 eine Befestigungsvorrichtung 30 für ein Handhabungsmittel zum Aufnehmen, Absetzen und Halten von zu transportierenden Teilen angehängt. Diese Befestigungsvorrichtung besitzt im

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vorliegenden Beispielsfall eine an einem Stiel 32 angehängte Befestigungsplatte 34. Diese Befestigungsvorrichtung 30 kann aber auch in.abgewandelter Form ausgebildet sein. Sie wird regelmäßig dem jeweiligenHandhabungsmittel angepaßt sein.

Der Stiel 32 ist über einen angeformten Hebel 36 endseitig mit einem Gelenk 38 versehen. An diesem Gelenk 38 ist ein Stab 40 mit seinem einen Ende gelenkig befestigt. Das andere Ende dieses Stabes 40 ist über ein Gelenk 42 an der Konsole 18 befestigt. Dieser Stab 40 stellt damit eine Parallelogrammführung für die Befestigungsvorrichtung 30 dar. .Unabhängig von der Schwenkstellung des Schwenkarmes 20 befindet sich die Befestigungsvorrichtung immer in der in Fig. 1 dargestellten Ausrichtung. Bei der in Fig. 1 durchgezogen gezeichneten Darstellung des Schlittens 14 wird die Befestigungsplatte 34 längs der Schwenklinie 44 verstellt werden können.

Unterhalb der Schwenklinie 44 ist eine weitere Schwenklinie 44a dargestellt. Diesse Schwenklinie 44a wird bei einem Verfahren des Schlittens 14 in seine - untere - Stellung 14a von der Befestigungsplatte 34 überstrichen. Zwischen den beiden Schwenklinien 44, 44a spannt sich eine Arbeitsebene 48 auf, innerhalb der beim Verfahren des Schlittens 14 und Verschwenken seines Schwenkarmes 20 die Befestigungsvorrichtung 30 in der Ebene agieren kann. Die Arbeitsebene 48 liegt im vorliegenden Fall in der y-z-Ebene.

Der in Fig. 2 dargestellte Industrieroboter 10.2 entspricht in seiner Konstruktion im Wesentlichen dem Industrieroboter 10. Sein Schwenkarm 20 ist im Unterschied aber endseitig auf einem Konsolträger 18.2 befestigt. Durch Hin- und Herschwenken des Schwenkarmes 20, was wiederum durch den in der Schwenkachse des Schwenkarms positionierten 35

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Schwenkmotors 24 erfolgt, kann seine Befestigungsvorrichtung 3 0 in einer Arbeitsebene 48.2 agieren, die sich funktionell aus zwei Arbeitsebenen 48 der Fig. 1 zusammensetzt. Die Arbeitsebene 48.2 liegt zwischen einer oberen Schwenklinie 44.2 und einer unteren Schwenklinie 44a.2, die sich dementsprechend aus einer längs einer vertikalen Achse gespiegelten Schwenklinie 44 bzw. 44a gemäß Fig. 1 zusammensetzen.

Eine der Arbeitsebene 48.2 angenäherte Arbeitsebene 48.3 läßt sich mit dem in Fig. 3 dargestellten Industrieroboter 10.3, aber auch mit einem um 90° Grad gedreht ausgerichteten Industrieroboter 10.2 gemäß Fig. 2 verwirklichen.

Der .Industrieroboter 10.3 hat gegenüber dem Industrieroboter 10.2 den, abgesehen von seiner um 90° Grad gedrehten Ausrichtung, weiteren Unterschied, dass sein Stab 40, der zur Parallelogrammführung für die Befestigungsvorrichtung 3 gehört, zwischen dem Schwenkmotor 24 und dem Schlitten 14 positioniert ist. Diese Anordnung des Stabes 40 bietet sich bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 an, um die vertikale Ausrichtung der Befestigungsvorrichtung 30 bei nicht in vertikaler Richtung ausgerichtetem Schwenkarm konstruktiv einfach verwirklichen zu können.

Der in Fig. 4 dargestellte Industrieroboter 10.4 entspricht mit seinem Arbeitsergebnis, das durch die Arbeitsebene 48.4 dargestellt ist, dem Industrieroboter 10.3. Insoweit können die Arbeitsebenen 48.4 und 48.3 identisch sein.

Bei dem Industrieroboter 10.4 ist der Schwenkmotor 24 nicht im Gelenkpunkt des Schwenkarms 20, sondern zwischen dem Gelenklager 52 des Schwenkarms 20 und dem Schlitten 14 auf dem Konsolträger 18.4 positioniert. Am Abtrieb des

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Schwenkmotors 24 ist ein Hebel 54 fest angebracht, der durch den Schwenkmotor 24 entsprechend dem Doppelpfeil 56 verschwenkt werden kann. Endseitig ist an dem Hebel 54 eine Stange 58 mit ihrem einen Ende gelenkig befestigt. Das andere Ende der Stange 58 ist an einem Kragarm 60 gelenkig befestigt. Dieser Kragarm 60 stellt eine Verlängerung des Schwenkarms 20 über dessen Gelenklager 52 dar. Durch Betätigen des Schwenkmotors 24 läßt sich damit über den Hebel 54 und die Stange 58 der Kragarm 60 und damit der Schwenkarm 20 um das Gelenklager 52 in gleicher Weise wie bei dem Industrieroboter 10.3 verschwenken. Bei dem Industrieroboter 10.4 ist die Belastung aus dem Schwenkmotor 24 auf den Konsolträger 18.4 geringer, als es bei dem Industrieroboter 10.3 der Fall ist.

Die in den Fig. 4.1 bis 4.4 dargestellten Industrieroboter 10.4a, 10.4b, 10.4c und 10.4d sind Abwandlungen des in Fig. 4 dargestellten Industrieroboters 10.4.

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Der Industrieroboter 10.4a gemäß Fig. 4.1 besitzt ebenfalls einen Konsolträger 18.4 mit dem zwischen dem Gelenklager 52 seines Schwenkarmes 20 und seinem Schlitten 14 in etwa halber Kraglänge angeordneten Schwenkmotor 24 zum Verschwenken des Schwenkarms 20. Allerdings ist im Unterschied zu Fig. 4 bei diesem Industrieroboter 10.4a das Schwenkgestänge über einen Hebel 54a - in der Fig. 4.1 nach rechts - so angeordnet, dass die Stange 58a im Bereich des Schwenkarms 20 in einem Gelenk 59 angelenkt ist. Auf diese Weise kann auf die nach hinten - in Fig. 4 nach links bezogen auf den Konsolträger 18.4 - auskragenden Hebel 54, Stange 58 und Kragarm 60 verzichtet werden. Die von der Befestigungsvorrichtung 30 überstrichene Arbeitsfläche 48.4 ist bei der Fig. 4.1 in gleicher Weise wie bei der Fig. 4 vorhanden.

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Bei dem Industrieroboter 10.4b (Fig. 4.2) ist zusätzlich zu dem in Fig. 4.1 dargestellten Industrieroboter 10.4a eine Positionierung der Befestigungsvorrichtung 3 0 nicht nur innerhalb einer Arbeitsfläche 48.4, sondern darüberhinaus in einem Arbeitsraum 48.5 möglich. Dieser Arbeitsraum 48.5 setzt sich aus parallel nebeneinander liegenden Arbeitsflächen 48.4 (Fig. 4.1) zusammen. Der Arbeitsraum entsteht durch eine Verstellmöglichkeit der Befestigungsvorrichtung 30 in x-Richtung senkrecht zur Arbeitsfläche 48.4.

Ein Hubmotor 24.2 zur linearen Verstellung der Befestigungsvorrichtung 30 in x-Richtung ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Gelenkstelle 52 des Schwenkarms 20 mit dem Konsolträger 18.4 positioniert. Ein Getriebe in Gestalt eines umlaufenden Zugmittels 53 ist zwischen dem Hubmotor 24.2 und der Befestigungsvorrichtung 30 vorhanden.

Der in Fig. 4.3 dargestellte Industrieroboter 10.4c entspricht dem in Ficj. 4.2 dargestellten Industrieroboter 10.4b bis auf den Umstand, dass die Befestigungsvorrichtung 30.3 mehrere, im vorliegenden Beispielsfall zwei auskragende Befestigungsplatten 34a und 34b besitzt. Im Bereich der Gelenkstelle 52 des Schwenkarms 20 mit dem Konsolträger 18.4 ist ein Drehmotor 24.3 statt des Hubmotors 24.2 der Fig. 4.2 vorhanden. Mit diesem Drehmotor 24.3 kann über ein Zugmittel 53 die Befestigungsvorrichtung 30.3 um die im vorliegenden Fall x-Achse, d.h. senkrecht zum Schwenkarm 20 verdreht werden entsprechend dem Doppelpfeil 55. Auf diese Weise erhält die Arbeitsfläche 48.6 eine gegenüber der Arbeitsfläche 48.4 der Fig. 4.1 ausgerundete Ecken 57.

Ausgehend von dem Industrieroboter 10.4c wird der Arbeitsraum 48.7 bei dem in Fig. 4.4 dargestellten Industrieroboter 10.4d dadurch ermöglicht, dass die Befestigungsvorrichtung 30.4 nicht nur - wie bei Fig. 4.3 -

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. um die x-Achse gedreht, sondern zusätzlich in x-Achse axial verstellt werden kann. Letzteres wird durch einen in diesem Fall im Bereich der Befestigungsvorrichtung 30.4 vorhandenen Hubmotor 24.2 ermöglicht. Im übrigen entspricht der in Fig. 4.4 dargestellte Industrieroboter 10.4d dem in Fig. 4.2 und Fig. 4.3 dargestellten Industrieroboter 10.4b und 10.4c.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Industrieroboter 10.5 sind zwei Linearantriebe 12.1 und 12.2 vorhanden. Im vorliegenden Beispielsfall sind dieselben in der selben Ebene und parallel zueinander ciusgerichtet.

Die beiden Linearantriebe 12.1, 12.2 besitzt einen längs verfahrbaren Schlitten 14.1, 14.2. An jedem der beiden Schlitten ist eine Konsole 18 und an der jeweiligen Konsole 18 ein Schwenkarm 20.1, 20.2 gelenkig (Gelenk 62, 64) schwenkbar angebracht. Die Enden der beiden Schwenkarme 20.1, 20.2 sind über eine gemeinsame Gelenkstelle 66 gelenkig miteinander verbunden. Durch Verfahren der beiden . Schlitten 14.1, 14.2 längs der Schienen 16.1 und 16.2 kann die Gelenkstelle 66 extreme Stellungen 66.1, 66.2 einnehmen. Durch diese extremen Stellungen einerseits in x- und andererseits in y-Richtung bei in x-y-Ebene ausgerichteten Linearantrieben läßt sich die Gelenkstelle 66.in einer Arbeitsebene 48.5 beliebig verstellen. Diese Arbeitsebene 48.5 ist in x-Richtung und damit parallel zu den Schienen 16.1, 16.2 durch die in y-Richtung verlaufenden Begrenzungslinien 68.1, 68.2 begrenzt. In y-Richtung wird die Arbeitsebene 48.5 durch zwei obere Schwenklinien 70.1 und 70.2 begrenzt, die parallel versetzt auch das untere Ende der Arbeitsebene 48.5 begrenzen. Die beiden Schwenklinien 70.1 und 70.2 entsprechen dem Schwenkweg der Gelenkstelle 66 bei konstanter Position jeweils eines

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Schlittens und des Verfahrens des jeweils anderen Schlittens. So wird die Position 66.1 bei Stillstand des Schlittens 14.1 und verfahren des Schlittens 14.2 in seine Stellung 14.2a erreicht. Die Stellung 66.2 der Gelenkstelle 66 wird durch Verfahren des Schlittens 14.1 in die Position 14.1b und Stellung des Schlittens 14.2 in der strichpunktiert dargestellten Stellung 14.2b erreicht.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Industrieroboter 10.6 ist im Unterschied zum Industrieroboter 10.5 dessen Schwenkarm 2 als Führungsstab 20.6 vorhanden. Dieser für die Gelenkstelle 66 als Schwenkarm 20.6 dienende Führungsstab ist vergleichsweise leicht ausgebildet. Die von dem Industrieroboter 10.6 beim Betrieb aufzunehmenden Lasten werden dementsprechend nicht über den Führungsstab 20.6, sondern über den anderen Schwenkarm 20.1 auf die im vorliegenden Beispielsfall linke Konsole 18 und damit auf den linken Schlitten 14.1 abgetragen. Zur Aufrechterhaltung der Ausrichtung der Gelenkstelle 66 und der an ihr angebrachten Befestigungsvorrichtung 30 dient eine Parallelogrammführung, die ein erstes Paar von parallel ausgerichteten Stäben 40.1 und 40.2 besitzt, die endseitig einerseits an der Konsole 18 und andererseits an einer Zwischenplatte 72 angelenkt sind, und ein zweites Paar von Gelenkstäben 40.3, 40.4 enthält, die ihrerseits gelenkig an der Zwischenplatte 72 und an der Befestigungsvorrichtung 30 angelenkt sind.

Über einen an der Gelenkstelle 66 und damit am Schwenkarm 20.1 befestigten Motor 80 kann die Befestigungsvorrichtung 30 in vertikaler Richtung &zgr; verstellt werden. Dieser Motor 80 ist beispielsweise ein Elektromotor. Die z-Richtung steht bei diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zu der x-y-Ebene,

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in der die beiden Linearantriebe 12.1 und 12.2 mit ihren beiden Schlitten 14.1 und 14.2 ausgerichtet sind.

Der in Fig. 7 dargestellte Industrieroboter 10.7 unterscheidet sich vom Industrieroboter 10.6 dadurch, dass für die Befestigungsvorrichtung 30 keine Parallelogramm führung vorgesehen ist. Die vorhandene Stange 84 ist endsei tig gelenkig an der Befestigungsvorrichtung 30 und an einem Hebel 86 befestigt, der am Abtrieb eines Drehmotors 24.3 drehfest angebracht ist. Der Drehmotor 24.3 ist an der Konsole 18 des im vorliegenden Beispielsfall linken Schwenkarms 20.1 - und dort in dessen Schwenkgelenk gelagert. Durch Verdrehen des Hebels 86, was durch entsprechende Betätigung des Drehmotors 24.3 erfolgt, läßt sich die Stange 84 bewegen und damit die Befestigungsvorrichtung 30 um den Winkel 88 verschwenken, und zwar bei unveränderter Schwenkstellung des Schwenkarms 20.1.

Zusätzlich ist wiederum wie bei dem Industrieroboter 10.6 ein Hubmotor 80 vorhanden, um die Befestigungsvorrichtung auch in z-Richtung, d.h. in einer zur Ausrichtung der in der x-y-Ebene ausgerichteten Linearantriebe 12.1, 12.2 senkrechten Ebene linear verstellen zu können.

In Fig. 8 ist ein Industrieroboter 10.8 dargestellt, der funktionell den in den Fig. 5 und folgenden dargestellten Industrierobotern 10.5 bis 10.7 entspricht. Im Unterschied dazu sind aber seine beiden Linearantriebe 12.1 und 12.2 in unterschiedlichen Ebenen 90, 92 vorhanden. Sein im vorliegenden Fall linker Schwenkarm 20.8 des Linearantriebes 12.1 ist geneigt ausgebildet, um eine gemeinsame Gelenkstelle 66 mit dem anderen Arm 20.9 des anderen Linearantriebes 12.2 bilden zu können.

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Diese Gelenkstelle 66 läßt sich beim Verschwenken der beiden Schwenkarme 20.8, 20.9 und Linearverstellen der beiden Schlitten 14.1, 14.2 durch die beiden Linearantriebe 12.1 und 12.2 in einer Arbeitsebene 48.8 verstellen, die beispielsweise der Arbeitsebene 48 .5 (Fig. 5) entsprechen kann. Diese Arbeitsebene verläuft parallel zu einer Projektionsebene 48.9, in der der Industrieroboter 10.8 bei Draufsicht längs des Pfeils 96 sich abbildet.

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Claims

1. Industrieroboter (10)

- mit einer Befestigungsvorrichtung (30) für ein Handhabungsmittel zum Aufnehmen, Absetzen und Halten von zu transportierenden Teilen,

- mit zumindest einem längs verfahrbaren Schlitten (14),

- mit zumindest einem Schwenkarm (20),

- wobei Schlitten und Schwenkarm gelenkig miteinander verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

- unterschiedliche Antriebe (12, 24) für den einzigen längs verfahrbaren Schlitten (14) und für den einzigen Schwenkarm (20) vorhanden sind, indem

- als Antrieb für den Schwenkarm (20) ein Elektromotor (24), Elektrohydraulikmotor und als Antrieb für den einzigen Schlitten (14) ein Linearantrieb (12) vorhanden ist.

2. Industrieroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Antrieb für den Schwenkarm (20) auf einer an dem Schlitten befestigten Konsole (18) gelagert ist.

3. Industrieroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Antrieb für den Schwenkarm (20) auf einem an dem Schlitten befestigten Kragträger (18.2, 18.4) gelagert ist.

4. Industrieroboter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Antrieb für den Schwenkarm (20) auf dem Konsolträger (18.4), zwischen dem Lager des Schwenkarmes (52) und dem Schlitten (14), gelagert ist,

- ein Schwenkgetriebe (54, 58) zwischen dem Antrieb und dem Schwenkarm vorhanden ist.

5. Industrieroboter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

- als Schwenkgetriebe ein Hebelgestänge (54, 58) oder ein umlaufendes Zugmittel vorhanden ist.

6. Industrieroboter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- eine Parallelogrammführung (40) für die Befestigungsvorrichtung (30) zum Aufrechterhalten deren Ausrichtung im Raum vorhanden ist.

7. Industrieroboter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- motorische Antriebe (24.2, 24.3) zum Verstellen der Befestigungsvorrichtung (30) relativ zu dem Schwenkarm (20), auch bei gleichbleibender Schwenkstellung des Schwenkarms, vorhanden sind.

8. Industrieroboter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass

- die motorischen Antriebe (24.2, 24.3) elektromotorische, elektrohydraulische und/oder hydraulische Motoren enthalten.

9. Industrieroboter

- mit einem längs einer ersten Achse verfahrbaren ersten Schlitten (14.1)

- mit einem längs einer zweiten Achse, die nicht mit der ersten Achse zusammenfällt, verfahrbaren zweiten Schlitten (14.2)

- mit jeweils einem Linearantrieb (12.1, 12.2) für beide längs der Schienen verstellbaren Schlitten (14.1, 14.2),

- mit zumindest zwei Schwenkarmen (20.1, 20.2), die gelenkig miteinander verbunden sind und an denen die Befestigungsvorrichtung (30) angeordnet ist, wobei an jedem von zwei längs verfahrbaren Schlitten einer der Schwenkarme gelenkig befestigt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Schlitten (14) und die Schwenkarme (20) so vorhanden sind, dass bei einer nicht synchronen Bewegung der beiden Schlitten durch die Befestigungsvorrichtung (30) eine Bewegung in einer Arbeitsebene (48.8) durchführbar ist, die zu einer Projektionsebene (48.9) parallel verläuft, welche eine Draufsicht (96) auf beide Schienen (14) darstellt.

10. Industrieroboter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- die beiden Schienen (16.1, 16.2) für die beiden Schlitten (14.1, 14.2) parallel zueinander ausgerichtet sind.

11. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass

- die beiden Schwenkarme (20) gleich lang sind.

12. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, dass

- die beiden Arme (20) im Hinblick auf ihre jeweilige Festigkeit und Biegesteifigkeit gleich ausgebildet sind.

13. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass

- die beiden Arme (20.1, 20.6) im Hinblick auf ihre jeweilige Festigkeit und Biegesteifigkeit ungleich ausgebildet sind.

14. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass

- motorische Antriebe (24.3, 80) zum Verstellen der Befestigungsvorrichtung (30) relativ zu den Schwenkarmen, auch bei gleichbleibender gegenseitiger Ausrichtung der beiden Schwenkarme, vorhanden sind.

15. Industrieroboter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass

- die motorischen Antriebe (24.3, 80) elektromotorische, elektrohydraulische und/oder hydraulische Motoren enthalten.

16. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, dass

- ein motorischer Antrieb (24.3) zum Verdrehen der Befestigungsvorrichtung um eine zur Längsachse der Schwenkarme (20) senkrechte Achse (z) sich an dem einen (20.1) der beiden Arme abstützt und

- ein motorischer Antrieb (80) zum Verstellen der Befestigungsvorrichtung (30) längs dieser senkrechten Achse (z) sich an dem anderen der beiden Arme abstützt.

17. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein motorischer Antrieb (80) zum Verstellen der Befestigungsvorrichtung (30) sich im Verbindungsbereich (66) der beiden Arme (20) auf dieselben abstützt.

18. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein motorischer Antrieb (24.3) zum Verdrehen der Befestigungsvorrichtung (30) um eine zur Längsachse der Schwenkarme (20) senkrechte Achse (z) und/oder ein motorischer Antrieb (80) zum Verstellen der Befestigungsvorrichtung längs dieser senkrechten Achse (z) sich nur an einem der beiden Arme (20.1) abstützen, so dass der andere (20.6) der beiden Arme nur zur Winkelverstellung des ersten (20.1), zur Lastabtragung vorhandenen Schwenkarms konstruktiv ausgelegt ist.