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Die Erfindung betrifft einen Adapterflansch zur Befestigung einer Sensoreinheit an einem Industrieroboter.
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Industrieroboter weisen an ihren Armen Kupplungssysteme auf, um verschiedene Werkzeuge oder auch Sensoreinheiten an dem Industrieroboter befestigen zu können. Gemäß der
EP 1 364 756 A1 ist ein Werkzeugwechsel- und/oder Kupplungssystem bekannt, welches ein erstes und ein zweites Kupplungselement umfasst, wobei eines der beiden Kupplungselemente eine Eingriffseinrichtung und das andere Kupplungselement eine zugehörige Aufnahmeeinrichtung aufweist. Die beiden Kupplungselemente sind durch axialen Eingriff miteinander koppelbar.
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Die
WO 2012/098152 A1 offenbart eine Wechselkupplung für Roboter-geführte Werkzeuge. Diese Wechselkupplung hat mehrere Medienkupplungen und besitzt Kupplungsteile mit Grundträgern, Medienkupplungsträgern und eine Kupplungsmechanik sowie randseitig angeordnete Schnittstellen mit einem Passelement für die Medienkupplung. Die Schnittstellen weisen mehrere Passelemente auf, die in mehreren unterschiedlichen Richtungen oder Achsen wirken.
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Weiterhin ist es bekannt, Sensoreinheiten an einem Roboterflansch des Industrieroboters anzuordnen, wobei Gewindebohrungen des Roboterflansches genutzt werden. Dies hat zur Folge, dass die Gewindebohrung für weitere Anbauten, wie Werkzeuge oder Greifer, nicht mehr zur Verfügung stehen, da sie durch die Sensoreinheit belegt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Adapterflansch zur Befestigung einer Sensoreinheit an einem Industrieroboter anzugeben, welcher die beschriebenen Nachteile verbessert.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch einen zylinderförmigen Aufbau zur Aufnahme der ringförmigen, den Adapterflansch umschließenden Sensoreinheit gelöst, wobei unterhalb der Sensoreinheit ein Hilfselement kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder formschlüssig an einer Flanschaußenfläche angreift und auf einer dem Industrieroboter zugewandten Stirnseite zur Befestigung ein Bohrbild ausgebildet ist, welches die gleiche Orientierung aufweist wie ein an einem Flansch des Industrieroboters ausgebildetes Bohrbild, wobei eine dem Industrieroboter abgewandte Stirnseite ein weiteres Bohrbild zum Anschluss eines Werkzeuges aufweist. Dies hat den Vorteil, dass durch einen solchen Adapterflansch nicht nur die Sensoreinheit an dem Roboterflansch befestigt werden kann. Durch die Reproduktion des Bohrbildes des Roboterflansches an der dem Industrieroboter abgewandten Seite des Adapterflansches können somit weitere Anbauten, insbesondere Roboterwerkzeuge, an dem Industrieroboter befestigt werden. Bei einer Nachrüstung der Sensoreinheit an einem bestehenden Industrieroboter muss lediglich ein Offset in Achsrichtung für die Steuerung des Industrieroboters nachprogrammiert werden, um die Bewegung des Industrieroboters genau zu steuern. Auf eine neue Orientierung des Industrieroboters kann dabei verzichtet werden.
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Vorteilhafterweise weist die Flanschaußenfläche ein Gewinde auf, an welchem das ringförmig ausgebildete Hilfselement mit einem Innengewinde befestigt wird. Da das Hilfselement unterhalb der Sensoreinheit angeordnet ist, wird durch das Ineinandergreifen vom Außengewinde der Flanschaußenfläche und dem Innengewinde des Hilfselementes die ringförmige Sensoreinheit fest an dem Adapterflansch positioniert.
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In einer besonders einfachen Ausgestaltung ist das Hilfselement als Überwurfmutter ausgebildet. Eine solche Überwurfmutter reduziert den Herstellungsaufwand des Adapterflansches.
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In einer Ausgestaltung sind in das Bohrbild des Adapterflansches unverlierbare Schrauben zum Eingriff in das Bohrbild des Flansches des Industrieroboters angeordnet. Durch unverlierbare Schrauben, die seitlich in den Adapterflansch eingebracht werden, wird der Adapterflansch an dem Roboterflansch befestigt.
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In einer Variante ist am Außenumfang mindestens eine Nut zur Aufnahme einer am Innendurchmesser der ringförmigen Sensoreinheit positionierten Feder ausgebildet. Durch diese Nut-Feder-Verbindung wird die ringförmige Sensoreinheit gegen Verdrehen bzw. einen verdrehten Einbau gesichert. Die Nut kann am Adapterflansch mehrfach ausgebildet sein, um entsprechend viele Einbaulagen zu erlauben.
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In einer Weiterbildung liegt einer Nut eine sich axial an einer Innenseite der ringförmigen Sensoreinheit erstreckende Ausnehmung deckungsgleich zur Bildung eines Kabeldurchgangs gegenüber. Dies hat den Vorteil, dass Leitungen mit großen Steckern vor der Montage der Sensoreinheit zunächst durch die ringförmige Sensoreinheit geführt und anschließend in die Ausnehmung gelegt werden können. Nach der Montage verbleiben die Leitungen innerhalb des Kabeldurchgangs, weshalb sie insbesondere nicht in die Detektionsbereiche der Sensoreinheit gelangen können.
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In einer Ausführungsform umfasst das Bohrbild Gewindebohrungen und/oder Passbohrungen. Die Gewindebohrungen dienen genau wie die Passbohrungen zu Befestigungszwecken, wobei Passbohrungen für eine hochgenaue Positionierung des Roboterwerkzeuges vorgesehen werden. Ist auch im Roboterflansch eine solche Passbohrung vorhanden, so können sowohl auf der dem Roboterflansch wie auf der dem Werkzeugflansch zugewandten Seite Passelemente vorgesehen werden, wodurch eine sehr hohe Präzision auf beiden Seiten des Adapterflansches eingestellt werden kann.
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In einer Ausgestaltung sind auf der dem Industrieroboter abgewandten und/oder zugewandten Stirnseite verschiedene Bohrbilder ausgebildet. Somit kann ein und derselbe Adapterflansch für verschiedene Industrieroboter verwendet werden.
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In einer Variante ist der Adapterflansch aus Metall und/oder Kunststoff ausgebildet. Somit lässt sich der Adapterflansch hinsichtlich der Auswahl des Materials an das vorgesehene Einsatzgebiet anpassen.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Explosionsdarstellung eines eine Sensoreinheit tragenden erfindungsgemäßen Adapterflansches,
- 2 eine weitere Explosionsdarstellung eines Aufbaus des Adapterflansches nach 1,
- 3 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Adapterflansch gemäß 1,
- 4 ein Ausführungsbeispiel des Adapterflansches mit unverlierbaren Schrauben.
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In 1 ist eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Adapterflansches gezeigt, wie er zur Befestigung einer ringförmigen Sensoreinheit an einem Industrieroboter vorgesehen ist. Der Adapterflansch 1 folgt Leichtbauprinzipien, da er viele Hohlräume, teilweise auch aus funktionellen Gründen, aufweist.
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Der Adapterflansch 1 besteht aus einem Grundkörper 2 und einer Überwurfmutter 3. Er ist zylinderförmig ausgebildet und weist einen Außendurchmesser auf, welcher annähernd dem Innendurchmesser der ringförmig ausgebildeten Sensoreinheit 4 entspricht. An einer Flanschaußenseite 5 ist ein Außengewinde 6 an dem Ende des Adapterflansches 1 angeordnet, welches der ringförmigen Sensoreinheit 4 zugewandt ist. Nach dem Einsetzen des Adapterflansches 1 in die Sensoreinheit 4 wird die ein Innengewinde 7 aufweisende Überwurfmutter 3 an dem Außengewinde 6 des Grundkörpers 2 befestigt und somit gleichzeitig an der ringförmigen Sensoreinheit 4 angebracht.
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Wie aus 2 hervorgeht, weist die Sensoreinheit 4 an ihrem Innendurchmesser eine sich axial erstreckende Feder 8 auf, die beim Einführen des Grundkörpers 2 des Adapterflansches 1 in eine außenliegende Nut 9 des Adapterflansches 1 mit geringem Spiel eingreift. Diese Nut 9 kann am Adapterflansch 1 mehrfach ausgebildet werden, beispielsweise viermal, was die Möglichkeit der Nutzung verschiedener Einbaulagen erlaubt.
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Darüber hinaus weist die Sensoreinheit 4 ebenfalls am Innendurchmesser eine sich axial erstreckende Ausnehmung 10 auf, welche mit einer Nut 11 des Grundkörpers 2 der Adaptereinheit 1 in Deckung gebracht werden kann. Die Nut 11 im Adapterflansch 1 und die Ausnehmung 10 der Sensoreinheit 4 bilden nach dem Zusammenbau einen Kabelkanal. Dieser zweiteilige Kabelkanal erlaubt es, Leitungen mit großen Steckern zu führen. Anstelle der Nut 11 kann aber auch eine der mehrfach ausgebildeten Nuten 9 zur Bildung des Kabelkanales verwendet werden.
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In 3 und 4 ist ein Schnitt durch den erfindungsgemäßen Adapterflansch 1 dargestellt, in welchem Schrauben 12 genutzt werden, mit denen der Adapterflansch 1 an einem nicht weiter dargestellten Roboterflansch befestigt wird. Die Schrauben 12 sind dadurch gekennzeichnet, dass der Umkreis d der Schraubenantriebsgeometrie kleiner ist als der lichte Durchmesser D eines Kernlochs 13 eines Befestigungsgewindes 14 am Roboterflansch bzw. an der Flanschkopie. Dadurch ist es möglich, mit einem Werkzeug durch das kopierte Befestigungsgewinde 14 hindurch die Schrauben 12 anzuziehen. Dies ist beispielsweise bei Schrauben gegeben, die unverlierbar sind, d.h. deren Gewinde im Bereich des Kopfes hinterdreht ist und anstelle eines Schraubendurchgangsloches ein kurzes Innengewinde 15 mit einer Stirnsenkung verwendet wird.
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Aufgrund dieser Ausgestaltung ist der Roboterflansch durch den Adapterflansch 1:1 und ohne Rotation des Bohrbildes kopiert. Somit ist im Steuerprogramm des Industrieroboters nur ein einfacher axialer Offset der letzten Achse notwendig. Auf weitere Flansche kann verzichtet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1364756 A1 [0002]
- WO 2012/098152 A1 [0003]
