DE202005003748U1

DE202005003748U1 - Modular light rotary bushing for robot grip flange can provide up to three through channels in compact form

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Publication number: DE202005003748U1
Application number: DE200520003748
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-03-09

Abstract

The modular light rotary bushing is for the passage of gas through a robot grip flange of a rotor flange plate (1). The modular structure provides from one to three through channels, making maximum use of the space provided, in the lightest possible way. The number of channels may be altered at any time by rearrangement.

Description

Bei Handhabungsaufgaben mit geringen Nutzlasten aber sehr hohen Taktzahlen werden derzeit häufig Industrieroboter mit einer sogenannten Delta Kinematik verwendet. Diese Roboter können ihren Werkzeuganschluss (Greiferflansch) um vier Achsen bewegen. Angeboten werden diese Roboter zum Beispiel von ABB (IRB 340) und SIG. Da bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen die Objekte häufig mit Vakuum gegriffen werden, sind die erhältlichen Roboter mit einer Drehdurchführung zum Greiferflansch ausgestattet.at Handling tasks with low payloads but very high cycle rates are currently common Industrial robot used with a so-called delta kinematics. These robots can do theirs Move tool connection (gripper flange) around four axes. offered For example, these robots are manufactured by ABB (IRB 340) and SIG. There in high-speed applications, the objects often with Vacuum are the available robots with one Rotary union equipped to the gripper flange.

Diese Drehdurchführungen, im Besonderen die des ABB IRB 340 sind mit nur einem Kanal ausgestattet und erfüllen einige der beispielsweise in der Lebensmittelindustrie üblichen Anforderungen nicht.These Rotary unions, In particular, those of the ABB IRB 340 are equipped with only one channel and fulfill some of the usual example in the food industry Requirements not.

Die erhältlichen Drehdurchführungen würden einer genauen Untersuchung bezüglich der Hygiene nicht standhalten. Die verwendeten Materialien sind teilweise nicht zulässig und die Abdichtung des Vakuumkanals wird auf einer Seite durch die Dichtringe der Rillenkugellager realisiert, so dass bei hohem Vakuum Luft durch die Lager gezogen werden kann und mitgerissenes Fett der Lager in den lebensmittelberührenden Bereich gelangt. Die innenliegenden, umlaufenden Nuten sind rechteckig. Dies begünstigt die Ablagerung von Verschmutzungen.The available Rotating Unions would a close examination regarding not withstand hygiene. The materials used are partially not allowed and the seal of the vacuum channel is on one side through the Realized sealing rings of deep groove ball bearings, so that at high vacuum Air can be drawn through the bearings and entrained grease the bearings in the food contact Reaches the area. The internal, circumferential grooves are rectangular. This favors the Deposition of dirt.

Ein weiterer Nachteil der erhältlichen Systeme ist die Anschraubmöglichkeit für Greifer. Vorgesehen ist nur ein Pneumatikgewinde ohne weitere Flanschfläche und ohne brauchbare Verdrehsicherung.One Another disadvantage of the available Systems is the screw-on option for grapples. Provided only a pneumatic thread without additional flange and without usable anti-twist device.

Der im Schutzanspruch 1 zugrunde liegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine modulare und auch nachträglich in der Kanalanzahl erweiterbare Drehdurchführung für Robotergreiferflansche zu schaffen, die es ermöglicht ein bis drei verschiedene Kanäle für verschiedene Medien vom Roboter zum Greifer zu übertragen und dabei die für die Lebensmittelverarbeitung notwendigen Hygienestandards einzuhalten.Of the in the protection claim 1 underlying invention is the problem underlying, a modular and also extendable in the number of channels Rotary union for robot gripper flanges to create that makes it possible one to three different channels for different Transferring media from the robot to the gripper and doing so for food processing necessary hygiene standards.

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This Problem is solved with the features listed in the protection claim 1.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass am Robotergreiferflansch mehrere Kanäle für unterschiedliche Medien und Drücke durch einen frei drehbaren Anschlussflansch geführt werden, so das in der Anwendung des Roboters mehrere Objekte nacheinander oder gleichzeitig in einem Bewegungszyklus gegriffen werden können. Jedenfalls stehen dem Roboteranwender ein bis drei getrennte Kanäle für unterschiedliche Medien und auch unterschiedliche Drücke zur Verfügung.With the invention is achieved in that the Robotergreiferflansch more channels for different Media and pressures be guided by a freely rotatable connection flange, so in the application of the robot several objects in succession or simultaneously in one Motion cycle can be used. Anyway, stand that Robot users use one to three separate channels for different media and also different pressures to disposal.

Die Erfindung begünstigt die Reinigung der gesamten Anlage, trennt die Lagerung des Roboterflansches von den durchgeführten Medien und hält die Lager unter Umgebungsdruck. Die Erfindung ermöglicht das Anschrauben von verschiedenen Greifern mit einer definierten Verdrehsicherung über einen Passstift sowie eine mittige Zentrierung über eine runde und zentrische Kontur. Eine falsche Montage im Sinne einer falschen Zuordnung der Anschlusskanäle ist ebenfalls ausgeschlossen.The Invention favors cleaning the entire plant, separating the storage of the robot flange from the performed Media and holds the Bearing under ambient pressure. The invention enables the screwing of different grippers with a defined anti-rotation over a Dowel pin and a central centering over a round and centric Contour. A wrong assembly in the sense of a wrong assignment of the connecting channels is also excluded.

Die Erfindung unterstützt durch den extremen Leichtbau und einen minimierten Bauraum die Verwendung in Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Durch die großen durchgeführten Querschnitte sind hohe Strömungsgeschwindigkeiten der Medien sowie geringe Leitungsreibungsverluste in der Drehdurchführung möglich.The Invention supported due to the extreme lightweight construction and minimal installation space the use in high-speed applications. Due to the large cross sections are high flow velocities the media and low cable friction losses in the rotary feedthrough possible.

Die Erfindung ermöglicht in einer der möglichen Konfigurationen auch den Einsatz von Robotergreifern, bei denen eine Drehdurchführung nicht benötigt wird. Dabei werden gegenüber den bisher käuflichen Varianten eine Verringerung des Gewichtes sowie eine Verbesserung der Schwerpunktlage des Greifers, nämlich näher an der Lagerung, erreicht.The Invention allows in one of the possible Configurations include the use of robotic grippers in which a rotary union not required becomes. In doing so are opposite the previously available Variants include a reduction in weight as well as an improvement the center of gravity of the gripper, namely closer to the storage, achieved.

Mögliche Konfigurationen der Erfindung sind folgende:Possible configurations of the invention are the following:

Configuration 1: Gripper flange without rotary feedthrough
Configuration 2: Gripper flange with a rotary feedthrough
Configuration 3: Gripper flange with two rotary feedthroughs
Configuration 4: Gripper flange with three rotary feedthroughs

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 7 erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will be described with reference to 1 to 7 explained. Show it:

1 die Konfiguration 1 1 the configuration 1

2 die Konfiguration 2 2 the configuration 2

3 die Konfiguration 3 3 the configuration 3

4 die Konfiguration 4 4 the configuration 4

5 die Konfiguration 4 in einer Schnittdarstellung 5 the configuration 4 in a sectional view

6 ein Modul der Drehdurchführungswelle 6 a module of the rotary shaft

7 ein Modul der Drehdurchführungswelle von der anderen Seite 7 a module of the rotary shaft from the other side

Im Detail wird die beispielhafte Baugruppe in 5 gezeigt und erklärt.In detail, the exemplary assembly in 5 shown and explained.

In der 1 ist die Konfiguration des Greiferflansches ohne Drehdurchführung dargestellt, bestehend aus der hier beispielhaft gewählten Roboterflanschplatte (1), ähnlich der Flanschplatte des ABB IRB 340 Industrieroboters, die mitsamt ihrer Lagerung durch zwei Rillenkugellager und weiteren Teilen unverändert beibehalten werden kann, und der Drehdurchführungswelle (2) mit der Anschlussfläche für Greifer sowie der zentralen Gewindebohrung zur Befestigung von Greifern oder anderen Werkzeugen und der Bohrung für einen Passstift zur Verdrehsicherung und dem Schutz vor falscher Stellung des Greifers oder Werkzeuges nach der Montage. Ebenfalls ist eine unverdeckte zentrische runde Kontur vorhanden, anhand derer die zentrische Aufnahme des Greifers oder des Werkzeugs sichergestellt wird.In the 1 the configuration of the gripper flange is shown without rotary feedthrough, consisting of the here exemplified selected robot flange plate ( 1 ), similar to the flange plate of the ABB IRB 340 industrial robot, which can be kept unchanged with its storage by two deep groove ball bearings and other parts, and the rotating shaft ( 2 ) with the gripper connection surface and the central threaded hole for attaching grippers or other tools and the hole for a dowel pin to prevent rotation and to protect against incorrect positioning of the gripper or tool after assembly. Also, an uncovered centric round contour is present, by means of which the centric recording of the gripper or the tool is ensured.

In 2 ist die Konfiguration des Greiferflansches mit einer einkanaligen Drehdurchführung gezeigt, die in Konfiguration 1 verwendeten Teile werden hier unverändert und an gleicher Position übernommen. Zusätzlich werden mehrere Teile angebaut.In 2 the configuration of the gripper flange is shown with a single-channel rotary feedthrough, the parts used in configuration 1 are taken here unchanged and at the same position. In addition, several parts are grown.

In 3 ist die Konfiguration des Greiferflansches mit einer zweikanaligen Drehdurchführung gezeigt, die in Konfiguration 2 verwendeten Teile werden hier unverändert übernommen. Zusätzlich werden mehrere Teile angebaut beziehungsweise als modulare Erweiterung dazwischengesetzt.In 3 If the configuration of the gripper flange with a two-channel rotary feedthrough is shown, the parts used in configuration 2 are adopted unchanged. In addition, several parts are grown or interposed as a modular extension.

In 4 ist die Konfiguration des Greiferflansches mit einer dreikanaligen Drehdurchführung gezeigt, die in Konfiguration 3 verwendeten Teile werden hier unverändert übernommen. Zusätzlich werden mehrere Teile angebaut beziehungsweise als modulare Erweiterung dazwischengesetzt.In 4 If the configuration of the gripper flange with a three-channel rotary feedthrough is shown, the parts used in configuration 3 are adopted unchanged. In addition, several parts are grown or interposed as a modular extension.

In 5 ist die Konfiguration des Greiferflansches mit einer dreikanaligen Drehdurchführung im Schnitt durch das Zentrum gezeigt. Die Baugruppe ist an die beispielhaft verwendete Roboterflanschplatte (1) durch eine Überwurfmutter (4), die das erste feststehende Gehäuseteil (17) über einen Bund gegen die Roboterflanschplatte presst, angebaut.In 5 the configuration of the gripper flange is shown with a three-channel rotary feedthrough in section through the center. The module is based on the robot flange plate ( 1 ) by a union nut ( 4 ), which the first stationary housing part ( 17 ) pressed against a flange against the robot flange plate, grown.

Das zentrale, vom Roboter angetriebene, Wellenstück (2) ist durch die zwei Rillenkugellager (3) gelagert und besitzt mehrere axiale Bohrungen (5) die als Kreismuster um das Zentrum angebracht sind. Es besitzt zusätzlich eine Bohrung, mit der die Drehlage des nächsten Wellenstückes (26) über einen Passstift festgelegt wird sowie eine mittige Gewindebohrung (18), in welche die zentrale Schraube (9) geschraubt wird, mit der alle eingesetzten Wellenabschnitte (25 und 26) und der Abschlussdeckel (12) zusammengehalten werden. Die Wellenabschnitte selbst sind untereinander immer in der Drehlage zueinander durch Passstifte festgelegt.The central, robot-driven, shaft piece ( 2 ) is due to the two deep groove ball bearings ( 3 ) and has a plurality of axial bores ( 5 ) which are attached as a circle pattern around the center. It also has a hole with which the rotational position of the next shaft piece ( 26 ) is determined via a dowel pin and a central threaded hole ( 18 ) into which the central screw ( 9 ) is screwed, with the all shaft sections ( 25 and 26 ) and the end cap ( 12 ) are held together. The shaft sections themselves are always mutually defined in the rotational position by dowel pins.

Das erst Gehäuseteil (17) besitzt am Bund eine Passbohrung (19) zur Sicherung der Drehlage. Desweiteren sind eine oder mehrere radial angeordnete Bohrungen (6) angebracht, die den Raum vor den Lagern mit der Umgebungsluft der Baugruppe verbinden. Stirnseitig sind drei oder jedenfalls mehrere Gewindebohrungen (20) angebracht, in welche die Befestigungsschrauben (7) der weiteren angebauten Gehäuseteile geschraubt werden. Zur Abdichtung der einzelnen Kanäle gegeneinander sowie des ersten Kanals gegen den Bereich der Lagerung werden Dichtringe eingesetzt, die auf Laufringen (15) laufen, die auf den Wellenstücken aufgepresst sind.The first housing part ( 17 ) has a fitting bore at the collar ( 19 ) to secure the rotational position. Furthermore, one or more radially arranged holes ( 6 ), which connect the space in front of the bearings with the ambient air of the assembly. At the front are three or at least several threaded holes ( 20 ) into which the fastening screws ( 7 ) of the other attached housing parts are screwed. To seal the individual channels against each other and the first channel against the area of storage sealing rings are used, which on raceways ( 15 ), which are pressed on the shaft pieces.

Diese Laufringe bilden durch einen geringen Überstand auch die Kontur, anhand derer das jeweils möglicherweise folgende Wellenstück zentriert wird.These Running rings form by a small projection and the contour, based whichever this may be following wave piece is centered.

Das Gehäuseteil für den ersten Drehdurchführungskanal (21) besitzt eine runde Aussparung als Ringkanal, entsprechend (11), der von außen über ein bis im wesentlichen drei Gewindebohrungen für beispielsweise Schlauchanschlussadapter mit dem gewünschten Medium versorgt werden kann. Um die Anschlussadapter besser anschrauben zu können sind die Bereiche um die Gewindebohrung außen abgeflacht. Zusätzlich besitzt das Gehäusestück axiale Durchgangsbohrungen, durch welche die Befestigungsschrauben (7) geführt werden. Eine weitere Aussparung nimmt jeweils einen Dichtring, der in der Ausführung ähnlich dem Dichtring (16) ist, auf.The housing part for the first rotary leadthrough channel ( 21 ) has a round recess as an annular channel, according to ( 11 ), which can be supplied from the outside via one to three substantially threaded holes for example hose connection adapter with the desired medium. In order to be able to screw on the connection adapters better, the areas around the threaded hole are flattened on the outside. In addition, the housing piece has axial through holes through which the fastening screws ( 7 ). Another recess takes in each case a sealing ring, which is similar in design to the sealing ring ( 16 ) is on.

Wird eine Drehdurchführung mit nur einem Kanal aufgebaut, so wird der Abschlussdeckel des Gehäuses (27) bereits auf das Wellenstück für den ersten Kanal (26) gesetzt.If a rotary feedthrough with only one channel is built, the end cover of the housing ( 27 ) already on the shaft piece for the first channel ( 26 ) set.

Die weiteren optional einbaubaren Gehäuseteile (22) besitzen im wesentlichen die gleichen Elemente und dienen der gleichen Funktion wie das erste Gehäuseteil. Die Anschlussflächen sind jeweils einheitlich, so dass ein modularer Aufbau von einem Kanal bis hin zu mehreren, im Beispiel drei, getrennten Kanälen möglich ist.The other optionally installable housing parts ( 22 ) have substantially the same elements and serve the same function as the first housing part. The pads are each uniform, so that a modular structure of one channel to several, in the example three separate channels is possible.

Das Wellenstück für den ersten Kanal (26) ist mit im wesentlichen drei um das Zentrum angeordneten Ausfräsungen (8) versehen, die jedoch nicht ganz durch das Teil stoßen sondern axial abgeschlossen enden. Am Umfang wird eine umlaufende Vertiefung angebracht, welche mit der Aussparung an dem Gehäuseteil zusammen den umlaufenden Ringkanal, entsprechend (11) für das jeweilige Medium bildet. In eine dieser Ausfräsungen (8) werden eine oder mehrere radiale Bohrungen (14) zur Verbindung des gehäuseseitigen Ringkanals mit einer der axialen Weiterführung des jeweiligen Mediums dienenden Ausfräsung (8), angebracht.The wave piece for the first channel ( 26 ) is provided with essentially three cut-outs arranged around the center ( 8th ) provided, but not completely push through the part but end axially completed. At the periphery of a circumferential recess is mounted, which with the recess on the housing part together the circumferential annular channel, according to ( 11 ) forms for the respective medium. In one of these cutouts ( 8th ) one or more radial holes ( 14 ) for connecting the housing-side annular channel with one of the axial continuation of the respective medium serving off Milling ( 8th ), appropriate.

Die Wellenstücke (25), die für die optionalen weiteren Kanäle eingesetzt werden können, sind ähnlich dem ersten Wellenstück (26) aufgebaut, wobei hier allerdings von den im wesentlichen drei um das Zentrum angeordneten Ausfräsungen, entsprechend (8), jeweils zwei durchgehend sind und eine einen axialen Abschluss bildet. Die radialen Öffnungen, ähnlich (14) werden in der einseitig abgeschlossenen Ausfräsung angebracht. Die optionalen Wellenstücke werden immer so übereinander gesetzt, dass die abgeschlossenen Ausfräsungen gegeneinander um einen axialen Kanal, hier im Beispiel 120°, versetzt sind.The wave pieces ( 25 ), which can be used for the optional further channels, are similar to the first wave piece ( 26 ), although in this case of the essentially three milled around the center, according to ( 8th ), two are continuous and one forms an axial termination. The radial openings, similar ( 14 ) are mounted in the one-sided cut-out. The optional shaft pieces are always placed one above the other in such a way that the closed cutouts are offset from one another by an axial channel, in this example 120 °.

Das Abschlussstück der Welle der Drehdurchführung (12) besitzt eine oder mehrere Bohrungen oder ähnliche Durchbrüche (13), die jeweils mit einem Absatz (24), zum Einlegen beispielsweise eines O-Ringes zur Abdichtung, versehen sein können. Mittig ist eine Bohrung für die zentrale Befestigungsschraube (9) der Wellenstücke vorgesehen. Weitere Gewindebohrungen (28) zum Anschluss des gewünschten Greifers oder Werkzeuges sind im vorgegebenen Muster angebracht. Die Fläche des Abschlussstückes dient zusammen mit der abgesetzten Kontur am Umfang der definierten Anbringung von Greifern oder Werkzeugen.The end piece of the rotary union shaft ( 12 ) has one or more holes or similar breakthroughs ( 13 ), each with a paragraph ( 24 ), for inserting, for example, an O-ring for sealing, may be provided. Center is a hole for the central fixing screw ( 9 ) of the shaft pieces provided. Other threaded holes ( 28 ) to connect the desired gripper or tool are mounted in the predetermined pattern. The surface of the end piece is used together with the stepped contour on the periphery of the defined attachment of grippers or tools.

Das in 6 und 7 dargestellte Wellenstück, dass für jeden weiteren Kanal, das heißt hier im Beispiel den zweiten und dritten Kanal ist mit einer Ausnahme gleich dem vorher beschriebenen ersten Wellenstück ausgeführt. Die Ausnahme sind die axial durchgehenden Ausfräsungen (10) der, im Beispiel zwei, nicht radial durch Bohrungen oder Ausfräsungen (14) mit einem Ringkanal verbundenen Ausfräsungen. An beiden Stirnseiten sind Bohrungen für Passstifte, wie als (29) beispielhaft gezeigt, als Verdrehsicherung angebracht.This in 6 and 7 shown shaft piece, that for each further channel, that is here in the example, the second and third channel is executed with one exception equal to the previously described first shaft piece. The exception are the axially continuous cutouts ( 10 ), in the example two, not radially through holes or cutouts ( 14 ) with a ring channel associated cutouts. At both ends are holes for dowel pins, such as ( 29 ) shown as an example, attached as anti-rotation.

Claims

Modular lightweight rotary union for preferably gaseous media, with up to three channels, for Roboterergreiferflansche characterized in that by a modular design one to three channels can be performed with maximum utilization of a given space and the lowest possible weight of the assembly. The number of channels can be changed at any time by conversion.

Modular lightweight rotary union, with up to three channels, for robot gripper flanges according to claim 1, characterized in that the mounting of the axis of rotation through constructive measures, from Contact and decoupled from the pressure of the performed media. This can preferably be done by vent holes, which lead from the environment into a chamber upstream of the camps, and through a seal between this chamber and the media-carrying cavities

Modular lightweight rotary union, with up to three channels, for robot gripper flanges according to the preceding claims, characterized in that the rotary feedthrough in all configurations a connection flange for Gripper attachment offers, by means of threaded holes through a cultivation Screwing on, by dowel pins an unambiguous determination of the rotational position allows and by a circumferential paragraph makes it possible to center the attachments

Modular lightweight rotary union, with up to three channels, for robot gripper flanges according to the preceding claims, characterized in that it also constructed as a robot flange without media feedthrough can, who has all the features listed in claim 3 and It is very easy

Modular lightweight rotary union, with up to three channels, for robot gripper flanges according to claim 1, characterized in that the shaft pieces, the if needed for additional channels can be used are constructed so that they are essentially three around the center arranged cutouts each of which two are continuous in the axial direction and one has an axial termination. In these wave pieces are one or more radial openings mounted in the axially closed cutout, the housing side Ring channel with the cut-outs combines.

Modular lightweight rotary union, with up to three channels, for robot gripper flanges according to claim 1 and 5, characterized in that the optional shaft pieces always so on top of each other be installed set that the completed cutouts against each other are offset by an axial channel, here in the example 120 °. The axial channels to the gripper flange This will lead to the opposite direction in each case different height limited by the not axially continuous cutouts. Behind it millings form closed cavities, the weight saving and the reduction of the imbalance of the whole Serve unity.