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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung für Lasten bis 999 Kilogramm.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Handhabungseinrichtung für kleinere Lasten bis 999 Kilogramm. Als Handhabungseinrichtung wird vorliegend ein Gerät bezeichnet, das den Materialfluss von und zu einer Wirkstelle bewältigt.
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Stand der Technik
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Bekannt sind manuell betätigbare Handhabungseinrichtungen, auch handgeführte Handhabungseinrichtungen genannt, die von einem Werker, vorliegend auch Bediener genannt, per Hand bedient und geführt werden. Abgesehen von Mitteln, die Bewegung der vom Werker per Hand geführten Last zu erleichtern, beispielsweise durch pneumatische oder hydraulische Unterstützungssysteme, sind diese Handhabungseinrichtungen rein manuell zu betätigen.
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Im Gegensatz dazu können auch Roboter als Handhabungseinrichtungen angesehen werden, sofern sie zum Bewegen und Platzieren von Lasten eingesetzt werden. Bei Robotern ist jedoch der komplette Vorgang automatisiert, so dass ohne jegliches Einwirken eines Werkers eine Last an einer Stelle aufgenommen und an einer anderen Stelle abgelegt wird.
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Darüber hinaus sind in jüngerer Zeit sogenannte kollaborative Roboter im Einsatz, d. h. Roboter, in deren automatischen Ablauf ein Werker eingreifen kann. Aufgrund sicherheitstechnischer Erwägungen, sind solche kollaborativen Roboter jedoch nur für Kleinstlasten im Bereich von bis zu ca. 20 Kilogramm zulässig, damit der Bediener im Notfall den kollaborativen Roboter auch per Hand anhalten kann und nicht beispielsweise von dem Roboter oder der Last erdrückt und verletzt wird.
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An sich wäre eine weitere Automatisierung von Handhabungsvorgängen wünschenswert, um Werker körperlich zu entlasten, aber auch um Prozesse schneller ablaufen zu lassen, beispielsweise bei komplexen Fertigungsvorgängen wie in der Automobilindustrie. Andererseits zeigte sich, dass trotz aufwändigster Visualisierungstechnik vor allem komplexere Werkstücke und Lasten von einem Roboter nicht durchgängig prozesssicher gegriffen werden können. Die Ursachen hierfür sind vielfältig.
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Voraussetzung dafür, dass ein Roboter richtig greifen kann, ist dass das Werkstück stets und immer an der exakt gleichen Position und in der exakt gleichen Ausrichtung abgelegt ist oder Lagefehler über bildgebende Systeme erfasst und kompensiert werden. Schattenbildungen im Tagesverlauf durch wechselnde Sonneneinstrahlung, Ausfall oder veränderte Helligkeit von künstlicher Beleuchtung, sowie unterschiedliche Oberflächenstrukturen und Oberflächenspiegelungen, beispielsweise durch Bereitstellung ein und desselben Werkstückes durch unterschiedliche Hersteller (wie in der Automobilindustrie gang und gäbe) oder durch unterschiedliche Chargen etc. führen bereits zu Problemen beim Greifvorgang durch einen Roboter.
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Aus den vorstehenden Gründen ist es in vielen Branchen immer noch üblich, dass auch schwerere Werkstücke von Hand bewegt und an andere Stellen verbracht werden. Die Ausfallquote eines Roboters erwies sich in diesen Fällen als zu hoch; die notwendige Prozesssicherheit ist nicht zu gewährleisten.
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Aufgabenstellung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist folglich darin zu sehen, eine handgeführte Handhabungseinrichtung soweit zu verbessern, dass die bei Robotern und kollaborativen Robotern bekannten Probleme vermieden werden und gleichzeitig die Vorteile handgeführter Handhabungseinrichtungen erhalten bleiben.
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Erfindungsbeschreibung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Handhabungseinrichtung für Lasten bis 999 Kilogramm nach Schutzanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung ist für Lasten bis 999 Kilogramm vorgesehen. Sie ist teilautomatisiert. Sie weist eine Kombination auf aus einem Industrieroboter und einem handgeführten Manipulator mit Greifeinheit. Der Industrieroboter ist beispielsweise ein Gelenkarmroboter oder ein Portalroboter. Er hat zumindest eine vollautomatisch gesteuerte Achse, beispielsweise eine translatorische Achse oder eine rotatorische Achse. Der handgeführte Manipulator hat wenigstens eine handgeführte Achse. Der handgeführte Manipulator ist mit der zumindest einen vollautomatisch gesteuerten Achse des Industrieroboters fest verbunden. Die Handhabungseinrichtung kann gemäß der Erfindung wenigstens zwei Betriebszustände einnehmen. In einem ersten Betriebszustand ist der Industrieroboter wie programmiert betreibbar. Anders ausgedrückt, in dem ersten Betriebszustand verhält sich der Industrieroboter wie ein typischer Industrieroboter. Er arbeitet das ihm vorgegebene Programm und den ihm vorgegebenen Ablauf ab. In diesem ersten Betriebszustand bewegt der Industrieroboter den Manipulator mittels seiner zumindest einen vollautomatisch gesteuerten Achse im Raum. Der handgeführte Manipulator wiederum ist im ersten Betriebszustand in seinen Hauptbewegungsachsen fixiert und gesperrt. Im ersten Betriebszustand wird der handgeführte Manipulator somit ausschließlich durch den Industrieroboter bewegt. Es ist ferner ein zweiter Betriebszustand vorgesehen, in dem die zumindest eine vollautomatisch gesteuerte Achse des Industrieroboters fixiert und gesperrt ist. In diesem Betriebszustand ist jedoch die zumindest eine handgeführte Achse des Manipulators freigegeben, sodass der Manipulator per Hand geführt werden kann. Mit anderen Worten im zweiten Betriebszustand verhält sich der handgeführte Manipulator wie eine klassische handgeführte Handhabungseinrichtung. Er kann vom Bediener nach Belieben bewegt und betätigt werden.
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Als Manipulator wird im Zuge der vorliegenden Erfindung ein Gerät bezeichnet, welches eine Last bewegen und/oder positionieren kann, ähnlich einer Handhabungseinrichtung. Im vorliegenden Fall wird der handgeführte Manipulator als Teil der teilautomatisierten Handhabungseinrichtung definiert, nämlich als der Teil, welcher tatsächlich den Materialfluss von oder zu einer Wirkstelle bewerkstelligt.
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Als Industrieroboter wird vorliegend ein Gerät bezeichnet, das programmierbar ist und entsprechend seiner Programmierung den programmierten Arbeitsablauf autonom durchführen kann. Sowohl Portalroboter als auch Gelenkarmroboter sind unter der Bezeichnung Industrieroboter im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar.
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Es sei nachfolgend ein typischer Ablauf bei der Verwendung der teilautomatisierten Handhabungseinrichtung gemäß der Erfindung geschildert, um die Erfindung näher zu erläutern und zu beschreiben. Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist die teilautomatisierte Handhabungseinrichtung sehr gut geeignet, um komplexe Werkstücke zu bewegen und zu positionieren. Zunächst arbeitet die teilautomatisierte Handhabungseinrichtung im ersten Betriebszustand. Der Industrieroboter-Teil der Handhabungseinrichtung arbeitet sein vorgegebenes Programm ab. Er fährt den handzuführenden Manipulator, der im ersten Betriebszustand fixiert und unbeweglich ist, zum Werkstück und hält in einer festgelegten Position oberhalb des Werkstückes in seiner Bewegung an. Nun wechselt die Handhabungseinrichtung in den zweiten Betriebszustand. Der Industrieroboter-Teil wird fixiert und gesperrt, wohingegen der Teil des handzuführenden Manipulators freigegeben wird. Der Industrieroboter-Teil ist folglich im zweiten Betriebszustand im Falle eines Gelenkarmroboters mit einem Tragarm gleichzusetzen, welcher den Manipulator trägt. Er hat jedoch keinerlei Roboterfunktion im zweiten Betriebszustand. Der handgeführte Manipulator ist im zweiten Betriebszustand je nach Art des eingesetzten Manipulators entsprechend arttypisch beweglich, z. B. in allen Raumebenen und Richtungen beweglich im Falle eines Seilbalancers oder in vertikaler Richtung beweglich im Falle einer Hubachse. Der Werker kann den Manipulator per Hand bewegen und in die richtige Position führen, so dass die Last aufgenommen werden kann. Der Manipulator wird somit in eine Position gebracht, in der die Last korrekt aufgenommen werden kann. Das Ergreifen der Last kann nun sowohl handgeführt durch den Werker erfolgen, als auch vollautomatisiert durch den Industrieroboter, wobei sich in der Praxis herausgestellt hat, dass das Schließen eines Greifwerkzeuges oder eines Lastaufnahmemittels durch den Werker sich als den Ablauf beschleunigend herausgestellt hat. Abschließend ist die Funktion des Werkers, d. h. das Führen und ggf. Greifen der Last, mit Hilfe des handgeführten Manipulators erledigt und die Handhabungseinrichtung nimmt wieder den ersten Betriebszustand ein. Der Manipulator-Teil der Handhabungseinrichtung wird folglich fixiert und gesperrt, wohingegen der Industrieroboter-Teil aktiviert wird und weiter die ihm vorgegebene Programmfolge abarbeitet. Im Falle des Bewegens einer Last von einer Örtlichkeit zu einer anderen Örtlichkeit heißt dies, dass der Roboter die Last vom Aufnahmeort zu einem Ablageort bewegt, dort die Last ablegt und in die Ausgangsposition zurückkehrt.
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Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist die teilautomatisierte Handhabungseinrichtung nicht mit einem kollaborierenden Roboter gleichzusetzen. Solange der Mensch im Vorgang tätig wird, d. h. im zweiten Betriebszustand der Handhabungseinrichtung, solange ist die Roboterfunktion deaktiviert. Solange die Roboterfunktion der Handhabungseinrichtung aktiviert ist, solange hat der Werker keine Einflussmöglichkeit auf den Bewegungsablauf. Entsprechend ist es aus sicherheitstechnischen Erwägungen auch notwendig, dass der Werker den Arbeitsbereich des Roboters während dessen autonomer Tätigkeit, d.h. im ersten Betriebszustand, verlassen muss und nur im zweiten Betriebszustand in dem Arbeitsbereich des Industrieroboters und somit der Handhabungseinrichtung zugegen sein darf, da dann die Roboterfunktion komplett gesperrt und abgeschaltet ist. Bei einem kollaborierenden Roboter ist dies nicht der Fall; hier ist der Werker die ganze Zeit im Arbeitsbereich des Roboters anwesend und nimmt auf den Arbeitsablauf des Roboters Einfluss.
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Die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung hat vielfältige Vorteile. Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, dass die Genauigkeit bei der Werkstückplatzierung oder Lastenplatzierung zur Aufnahme des Werkstücks bzw. der Last reduziert werden kann. Für eine Robotertätigkeit ist, wie eingangs erläutert, eine millimetergenaue Platzierung notwendig. Bei der erfindungsgemäßen Handhabungseinrichtung sind Toleranzen beim Abstellen der Werkstücke vor der Aufnahme im Bereich von mehreren Zentimetern problemlos zu tolerieren. Die Werkstücke brauchen nicht indiziert zu werden, da der Werker mit seinen taktilen und sensorischen sowie visuellen Fähigkeiten Ausrichtung und Orientierung des Werkstückes erkennt und automatisch den handgeführten Manipulator in die richtige Position bringt. Komplexe Werkstücke, die in größerer Zahl verarbeitet werden, wie beispielsweise im Automobilbau üblich, sind typischerweise in sogenannte Blister eingelegt. Diese müssen exakt gearbeitet sein und dürfen nicht mehr verwendet werden sobald sie beschädigt sind, wenn das Werkstück von einem Roboter automatisch aufgenommen werden soll, da es andernfalls zu den eingangs geschilderten Problemen kommt, so dass der Roboter nicht zuverlässig und ablaufsicher greifen kann. Vorliegend können die Anforderungen an die Genauigkeit der Anstellung der Bauteile reduziert werden, da der Bediener solche Toleranzen und Beschädigungen leicht ausgleichen kann. Außerdem kann ein Werker ein stark verschobenes Werkstück auch einfach ggf. per Hand in eine akzeptable Position rücken. Wichtig ist auch, dass der Vorgang sehr viel schneller ist, als wenn ein Roboter komplexe und hochkomplexe Werkstücke greifen muss. Ein Roboter muss das Greifmittel millimeterweise nähern und ständig nachjustieren. Ein Werker kann dies mit einem Griff erledigen und so das Werkstück sehr viel schneller greifen als ein Roboter. Auch ist die vorliegende Handhabungseinrichtung sehr viel kostengünstiger als eine durch einen Roboter verkörperte vollautomatisierte Handhabungseinrichtung, da sämtliche Technik, die für den hochpräzisen Greifvorgang notwendig wäre, wie Kameras und Steuerungen etc., entfallen. Schließlich sind auch Einflüsse von wechselndem Licht oder verschiedenen Oberflächenstrukturen und Oberflächenspiegelungen vollständig ohne Belang.
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dargelegt, die für sich gesehen, sowohl einzeln aus auch in Kombination, ebenfalls erfinderische Aspekte offenbaren können.
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Als handgeführte Manipulatoren, die als Teil der teilautomatisierten Handhabungseinrichtung eingesetzt werden können, seien beispielsweise Seilbalancer, beispielsweise ein Doppelseilbalancer, Parallelogramm-Manipulatoren und Hubachsen genannt.
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Der Industrieroboter-Teil und der Manipulator-Teil können sowohl über jeweils zumindest eine autarke Steuerung betrieben werden, die jeweils wiederum über zumindest eine gemeinsame Schnittstelle miteinander kommunizieren. Alternativ ist es auch möglich, dass sie über eine gemeinsame Steuerung verfügen, welche sowohl den Industrieroboter-Teil als auch den Manipulator-Teil steuert.
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Erfindungsgemäß ist in einer bevorzugen Ausführung eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, die den handgeführten Manipulator-Teil in seinen Hauptbewegungsachsen fixiert und sperrt. Im ersten Betriebszustand ist die Verriegelungseinrichtung aktiviert und im zweiten Betriebszustand ist die Verriegelungseinrichtung vollständig inaktiviert, da im zweiten Betriebszustand der Handhabungseinrichtung der Manipulator-Teil freigegeben ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die Verriegelungseinrichtung zumindest zweiteilig. Wenigstens ein erstes Teil ist mit dem Manipulator verbunden bzw. befindet sich an einer Seite der Handhabungseinrichtung, die einem Greifmittel zugewandt ist. Das erste Teil befindet sich zum Beispiel am Lastaufnahmemittel. Das wenigstens eine zweite Teil ist mit dem Industrieroboter verbunden oder befindet sich auf der Seite der Handhabungseinrichtung, welche dem Industrieroboter zugewandt ist aus. Häufig werden das oder die ersten Teile mit dem Lastaufnahmemittel des Manipulators verbunden sein, wohingegen das oder die zweiten Teile mit dem Hubantrieb des Manipulators verbunden sind. Die Verriegelungsvorrichtung ist somit Teil des Manipulator-Teils der Handhabungseinrichtung. Es können jedoch auch das erste Teil an dem Manipulator und das zweite Teil an dem Industrieroboter lokalisiert sein. Erstes und zweites Teil bzw. erste und zweite Teile der Verriegelungseinrichtung greifen zum Fixieren und Sperren derselben ineinander ein, wodurch die Verriegelungseinrichtung in einer definierten Position arretiert wird.
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Als Lastaufnahmemittel wird jenes Bauteil des Manipulators angesehen, mit dem die Last, z. B. das Werkstück, letztlich vom Manipulator bewegt wird, wobei das unmittelbare Greifen der Last durch das Greifmittel erfolgt. Beim Greifmittel handelt es sich um das Greifwerkzeug, z. B. ein zustellendes Spannwerkzeug oder ein andersartiges Aufnahmemittel, das unmittelbar die Last hält und freigibt. Das Greifmittel ist am Lastaufnahmemittel angebaut.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführung ist ein Teil der Verriegelungseinrichtung ein weibliches Teil und das andere Teil ein männliches Teil. Weibliches und männliches Teil sind jeweils als Gegenstücke voneinander ausgebildet und das männliche Teil ist in der arretierten Stellung der Verriegelungseinrichtung von dem weiblichen Teil aufgenommen und festgelegt. Als Beispiel weiblicher Teile seien Hohlkörper in der Art von Hülsen, Rohren, Hohlzylindern etc. genannt, wohingegen als männliche Teile Stifte, Kugelstifte, Stäbe, Quader, Prismen und Kegel genannt seien.
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Die zuvor dargestellten Kombinationen und Ausführungsbeispiele lassen sich auch in zahlreichen weiteren Verbindungen und Kombinationen betrachten.
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Figurenkurzbeschreibung
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Die vorliegende Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, die beispielhaft besonders vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten darlegen, ohne die vorliegende Erfindung auf diese einzuschränken, wobei
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1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen teilautomatisierten Handhabungseinrichtung;
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2 einen Schnitt durch einen handgeführten Manipulator als Teil einer teilautomatisierten Handhabungseinrichtung;
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3 den Manipulator der 2 in Seitenansicht;
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4 eine weitere Ausführungsform eines handgeführten Manipulators einer erfindungsgemäßen teilautomatisierten Handhabungseinrichtung in Seitenansicht (4A) und Rückansicht (4B): und
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5 eine weitere Ausführungsform eines handgeführten Manipulators einer erfindungsgemäßen teilautomatisierten Handhabungseinrichtung
zeigen.
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Figurenbeschreibung
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Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausgestaltungsmöglichkeiten lassen sich auch untereinander in beliebiger Form verbinden.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen teilautomatisierten Handhabungseinrichtung 1. Die Handhabungseinrichtung 1 ist zusammengesetzt aus einem Industrieroboter 2 und einem handgeführten Manipulator 3. Wie zu erkennen ist, ist der handgeführte Manipulator 3 an den Industrieroboter 2 angebaut. Hierfür ist eine Anbaueinheit 6 am Industrieroboter 2 zum Anbau des Manipulators 3 vorgesehen.
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Der dargestellte und in der vorliegenden Ausführungsform als Teil der Handhabungseinrichtung 1 eingesetzte Industrieroboter 2 ist ein handelsüblicher Gelenkarmroboter und weist entsprechend einen Roboterarm 7 auf, der über ein Gelenk 8 mit einem Fuß 9 verbunden ist. Der ganze Roboter und damit die komplette Handhabungseinrichtung 1 stehen auf einem Standfuß 10. Der Standfuß 10 kann fest mit dem Untergrund verschraubt sein, wie angedeutet durch die Öffnungen 12, die beispielsweise zur Aufnahme von entsprechenden Befestigungsmitteln wie Schrauben dienen können.
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Wie von Industrierobotern bekannt, weist der Industrieroboter 2 eine Antriebseinheit 11 und eine Steuerungseinheit 13 auf. Dargestellt ist in der Ausführung der 1 eine Handhabungseinrichtung 1, die eine gemeinsame Steuerung aufweist. Über die Steuerungseinheit 13 sind sowohl der Industrieroboter 2 als auch der handgeführte Manipulator 3 gesteuert.
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Es sind diverse Gelenke vorgesehen, um die Beweglichkeit des Industrieroboters zu gewährleisten; diese sind mit Bezugszeichen 8 bezeichnet. Die Gelenke 8‘‘‘ und 8‘‘‘‘ erlauben eine Rotation, vorzugsweise um 360°, wohingegen die Gelenke 8, 8‘ und 8‘‘ als Knickgelenke bezeichnet werden können, welche Rotationen um ihre jeweilige Achse in der Regel von weniger als 360° erlauben. In der Ausführung der 1 sind durch die Gelenke diverse Bewegungsachsen des Industrieroboters 2 gegeben, nämlich sowohl translatorische Achsen als auch rotatorische Achsen. Diese Achsen sind vollautomatisch steuerbar.
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Der handgeführte Manipulator 3 ist ebenfalls Teil der teilautomatisierten Handhabungseinrichtung 1. In der in 1 gezeigten Ausführung ist als Manipulator 3 ein sogenannter Doppelseilbalancer dargestellt, d. h. ein Balancier-Hebegerät aufweisend einen Hubantrieb 14, der über ein biegeschlaffes Zwischenorgan, hier in Form eines Doppelseiles 15, mit dem Lastaufnahmemittel 16 verbunden ist. Am Lastaufnahmemittel 16 ist ein Greifmittel angebaut, das auch als Greifeinheit oder Werkzeug bezeichnet werden kann, d. h. das Gerät, mit welchem ein Werkstück 4, auch als Last zu bezeichnen, dann tatsächlich gegriffen wird.
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Der handgeführte Manipulator 3 weist zumindest eine Hauptbewegungsachse auf. In der Ausführung der 1 – dem Doppelseilbalancier-Hubgerät als Manipulator – sind drei Bewegungsrichtungen möglich. Diese zumindest eine Hauptbewegungsachse ist über die Anbaueinheit 6 mit der zumindest einen vollautomatisch gesteuerten Achse des Industrieroboters 2 fest verbunden ist.
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Eingetragen ist in 1 auch die Verriegelung 5. Sie besteht aus zwei Teilen, ein Teil ist an dem Hubantrieb 14 vorgesehen, das andere am Lastaufnahmemittel 16.
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Die 2 und 3 zeigen als Ausführungsbeispiel eines handgeführten Manipulators, der Teil einer erfindungsgemäßen Handhabungseinrichtung ist, einen Doppelseilbalancer, ähnlich wie er in 1 gezeigt worden ist. Der Manipulator 30 besteht aus einem Hubantrieb 40, der über ein Doppelseil 35, 35‘ als biegeschlaffes Zwischenorgan mit einem Lastaufnahmemittel 45 verbunden ist. Am Hubantrieb 40 ist ein Anbauflansch 31 zum Anbau an einen Industrieroboter vorgesehen. Am Lastaufnahmemittel 45 ist ein Anbauflansch 32 zum Anbau eines Greifmittels (nicht dargestellt) vorgesehen.
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Ein Seilbalancer, unabhängig ob in Form eines Doppelseilbalancers oder eines Seilbalancers mit einem einzigen Seil, erlaubt dem Bediener eine relativ freie Beweglichkeit. Das Lastaufnahmemittel 45 ist im Grunde frei im Raum beweglich. Der Bediener greift hierfür am Greifring 34 an, wodurch sich das Lastaufnahmemittel und damit das daran angebaute Greifmittel und eine evtl. damit gegriffene Last bewegen lassen. Das Lastaufnahmemittel 45 weist eine Platte 33 auf, die mit dem Greifring 34 verbunden ist, und an welchem sämtliche notwendigen Komponenten vorgesehen sind, z. B. Betätigungsmittel zum Schließen und Öffnen eines Greifmittels.
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Am Lastaufnahmemittel 45 ist auch ein Teil der Verriegelung 50 vorgesehen, nämlich die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als männliche Teile bezeichneten Komponenten der Verriegelung. In der vorliegenden Ausführung handelt es sich um zwei Kugelstifte, erster Kugelstift 53 und zweiter Kugelstift 54, die fest mit der Platte 33 verbunden sind. Am Gegenstück, am Hubantrieb 40, sind entsprechende weibliche Teile der Verriegelung 50 vorgesehen – in der vorliegenden Ausführung eine erste Hülse 51 und eine zweite Hülse 52. Wie unschwer zu erkennen ist, werden die beiden Kugelstifte 53, 54 durch Aufwärtsbewegung des Seiles 35, 35‘ in die Hülsen 51, 52 hineingezogen. Ebenso werden die Kugelstifte 53, 54 durch eine Verlängerung des Seiles 35, 35‘ freigegeben, sodass das Lastaufnahmemittel 45 wieder freibeweglich ist. Die Öffnungs- und Schließbewegung der Verriegelung 50 ist angedeutet durch den Doppelpfeil P. Im verriegelten Zustand, d. h. wenn der männliche Teil, die Kugelstifte 53, 54, vollständig in dem weiblichen Teil, den Hülsen 51, 52, der Verriegelungsvorrichtung 50 aufgenommen sind, ist das Lastaufnahmemittel 45 im Hubantrieb 40 arretiert und kann nicht mehr von einem Werker bewegt werden.
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Über Scheibe 36, 36‘ und Haspel 37, 37‘, beispielsweise in Form einer Spule, wird das Doppelseil 35, 35‘ bewegt. Gleichzeitig dienen die genannten Organe als Festlegungsmittel des Seiles 35, 35‘ in der momentanen Länge, d. h. sowohl im aufgewickelten Zustand, in welchem die Verriegelungseinrichtung 50 geschlossen und damit verriegelt ist, als auch in abgewickeltem Zustand der für die jeweilige Anwendung wünschenswerten Länge.
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4 zeigt als Ausführungsbeispiel eines handgeführten Manipulators 130, der mit einem Industrieroboter-Teil, ggf. gemeinsam mit weiteren Komponenten, eine erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung ausbilden kann, eine Hubachse, in der gewählten Ausführung eine pneumatisch angetriebene Hubachse. Hubachsen dienen zur starren, exzentrischen Lastführung. Ihre Hubrichtung ist ausschließlich in vertikaler Richtung. Der Manipulator 130 weist einen Anbauflansch 131 zum Anbau an einen Industrieroboter und einen Anbauflansch 132 zum Anbau eines Greifmittels auf. Als Aktuator 135 ist ein Pneumatikzylinder vorgesehen.
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Es können aber auch Hydraulikzylinder oder beispielsweise ein elektrischer Antrieb eingesetzt werden. Als Huborgan selbst ist ein Hubrohr 134 vorgesehen, das von zwei Tragprofilen 133, 133‘ geführt wird.
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5 schließlich zeigt als weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen handgeführten Manipulators, der Teil der erfindungsgemäßen Handhabungseinrichtung ist, einen Parallelogramm-Manipulator 230. Vorteil des Parallelogramm-Manipulators 230 ist der verhältnismäßig große Radius, in welchem er bewegt werden kann, sodass ein großer Arbeitsraum zur Verfügung steht. Wie die bereits beschriebenen Manipulatoren 3, 30 und 130 weist auch der Parallelogramm-Manipulator 230 einen Anbauflansch 231 zum Anbau an einen Industrieroboter und einen Anbauflansch 232 zum Anbauen eines Greifmittels auf. Als Aktuator 239 ist ein Pneumatikzylinder vorgesehen. Es können aber auch Hydraulikzylinder oder beispielsweise ein elektrischer Antrieb eingesetzt werden.
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Der Parallelogramm-Manipulator 230 weist mehrere Gelenke auf, ein erstes Gelenk 233 zwischen erster Achse 234 und Anbauflansch 231, ein zweites Gelenk 237 zwischen erster Achse 234 und zweiter Achse 235, und ein drittes Gelenk 238 zwischen zweiter Achse 235 und dritter Achse 236. Gegebenenfalls kann noch ein weiteres Gelenk zwischen dritter Achse 236 und Anbauflansch 232 und damit zum Greifmittel hin vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Handhabungseinrichtung
- 2
- Industrieroboter
- 3, 30, 130, 230
- Manipulator
- 4
- Werkstück
- 5, 50
- Verriegelung
- 6
- Anbaueinheit am Industrieroboter zum Anbau des Manipulators
- 7
- Arm
- 8, 8‘, 8‘‘, 8‘‘‘, 8‘‘‘‘
- Gelenk
- 9
- Fuß
- 10
- Standfuß
- 11
- Antriebseinheit
- 12
- Öffnungen
- 13
- Steuerungseinheit
- 14
- Hubantrieb
- 15
- Seil
- 16
- Lastaufnahmemittel
- 30
- Manipulator in Form eines Doppelseilbalancers
- 31
- Anbauflansch zum Anbau an den Industrieroboter
- 32
- Anbauflansch zum Anbau des Greifmittels
- 33
- Platte
- 34
- Greifring
- 35, 35‘
- Seil
- 36, 36‘
- Scheibe
- 37, 37‘
- Haspel
- 40
- Hubantrieb
- 45
- Lastaufnahmemittel
- 51
- erste Hülse
- 52
- zweite Hülse
- 53
- erster Kugelstift
- 54
- zweiter Kugelstift
- 130
- Manipulator in Form einer Hubachse
- 131
- Anbauflansch zum Anbau an den Industrieroboter
- 132
- Anbauflansch zum Anbau des Greifmittels
- 133, 133‘
- Tragprofil
- 134
- Hubrohr
- 135
- Aktuator
- 230
- Manipulator in Form eines Parallelogramm-Manipulators
- 231
- Anbauflansch zum Anbau an den Industrieroboter
- 232
- Anbauflansch zum Anbau des Greifmittels
- 233
- erstes Gelenk
- 234
- erste Achse
- 235
- zweite Achse
- 236
- dritte Achse
- 237
- zweites Gelenk
- 238
- drittes Gelenk
- 239
- Aktuator
- P
- Doppelpfeil
