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TECHNISCHES GEBIET
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft einen Roboter für einen Fließband, insbesondere einen Schnellroboterarm.
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STAND DER TECHNIK
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2015 schlug der Premierminister Li Keqiang den Plan „Made in China 2025“ vor, um die gemeinsame Problemlösung durch Regierungsbehörden, Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Benutzer, die Entwicklung intelligenter Produkte sowie autonomer intelligenter Geräte und die Industrialisierung zu unterstützen. Mit Hilfe führender Unternehmen sollen intelligente Fabriken und digitalisierte Werkstätten durch Intelligentisierung von Schlüssel-Arbeitsvorgängen, Ersetzung von Schlüssel-Arbeitsstellen durch Roboter, intelligente und optimierte Steuerung der Produktionsprozesse sowie Optimierung der Lieferketten eingerichtet.
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Bei der Automatisierung und Intelligentisierung von Fabriken stellt die schnelle und automatische Beförderung von Werkstücken einen unentbehrlichen Schritt dar. Der Automatisierungsgrad und die Geschwindigkeit der Beförderung üben einen wesentlichen Einfluss auf die Produktionseffizienz aus.
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Bei gängigen Fördereinrichtungen handelt es sich um pneumatische oder elektrische Mechanismen, bei denen die folgenden Nachteile vorliegen:
- 1. Komplizierter Aufbau, hoher Anzahl von Teilen, hohe Fertigungs- und Wartungskosten,
- 2. Komplizierte Inbetriebnahme und Verwendung, hohe Unsicherheit,
- 3. Geringe Belastungsfähigkeit, die die Anforderung einer größeren Belastung nicht erfüllen kann,
- 4. Große Abmessung und großer Bauraum, so dass die Anforderung an Kompaktheit nicht erfüllt werden kann.
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OFFENBARUNG DES GEBRAUCHSMUSTERS
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Das Technische problem zu lösen
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Dem vorliegenden Gebrauchsmuster liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnellroboterarm mit einem einfachen und kompakten Aufbau, einer kleinen Abmessung und einer hohen Belastungsfähigkeit bereitzustellen.
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Die Technische lösung
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Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster wird die Aufgabe gelöst durch einen Schnellroboterarm, der Folgendes umfasst:
- - einen Geräterahmen 10, der als Träger zum Anbringen anderer Teile dient,
- - einen Antriebsmotor 2, der an dem hinteren Ende des Geräterahmens befestigt ist und zum Ausgeben einer Antriebskraft dient, wobei an einer Ausgangswelle des Antriebsmotors ein antreibendes Zahnrad 31 befestigt ist,
- - eine Hauptwelle, die drehbar an dem Geräterahmen 10 angebracht ist und parallel zu der Achse des Antriebsmotors angeordnet ist, wobei an der Hauptwelle ein angetriebenes Zahnrad 32 befestigt ist, das im Eingriff mit dem antreibenden Zahnrad 31 steht,
- - einen Geber 33, der an dem Schwanzende der Hauptwelle angebracht ist und zur Erfassung des Drehwinkels der Hauptwelle dient,
- - eine Aktorbaugruppe, die einen ersten Schwenkstab 41, einen zweiten Schwenkstab 42 und einen Stützträger 43 umfasst, wobei der erste Schwenkstab 41 an dem vorderen Ende der Hauptwelle befestigt und an dem Kopf des zweiten Schwenkstabs ein Führungsstab drehbar angebracht ist, welcher Führungsstab durch eine streifenförmige Führungsnut an dem ersten Schwenkstab hindurch geführt und dann in einer an der vorderen Endfläche des Geräterahmens ausgebildeten bogenförmigen Führungsnut 110 eingeschoben ist, und wobei der Schwanz des zweiten Schwenkstabs mit dem Stützträger gleitend zusammenwirkt, welcher Stützträger an dem Geräterahmen drehbar angelenkt ist oder entlang einer linearen Richtung gleitend damit zusammenwirkt.
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Ferner ist vorgesehen, dass an dem hinteren Ende des Geräterahmens ein hinterer Deckel 6 angebracht ist, der den Antriebsmotor und den Geber abdecken kann.
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Ferner ist vorgesehen, dass an dem vorderen Ende des Geräterahmens ein vorderer Deckel 5 angebracht ist, der die Aktorbaugruppe abdecken kann, wobei an dem unteren Ende des vorderen Deckels eine Bohrung zum Hindurchführen des zweiten Schwenkstabs angefertigt ist.
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Ferner ist vorgesehen, dass das Zahnanzahl-Verhältnis zwischen dem antreibenden Zahnrad und dem angetriebenen Zahnrad gleich oder größer als 1/10 und gleich oder geringer als 1/4 ist.
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Ferner ist vorgesehen, dass es sich sowohl bei dem antreibenden Zahnrad als auch bei dem angetriebenen Zahnrad jeweils um ein Kegelrad handelt.
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Ferner ist vorgesehen, dass an der vorderen Endfläche des Geräterahmens eine vordere Endplatte 11 vorgesehen ist, an der die bogenförmige Führungsnut 110 angeordnet ist.
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Ferner ist vorgesehen, dass an dem vorderen Ende des Geräterahmens eine lineare Führungsschiene 44 vorgesehen ist, mit der der Stützträger gleitend zusammenwirkt, und dass an dem vorderen Ende des Stützträgers eine senkrecht zu der Längenrichtung der linearen Führungsschiene verlaufende Gleitnut angefertigt ist, mit welcher Gleitnut der zweite Schwenkstab zusammenwirkt.
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Ferner ist vorgesehen, dass die bogenförmige Führungsnut einen bogenförmigen Abschnitt und einen symmetrisch zueinander an beiden Enden des bogenförmigen Abschnitts vorgesehenen linearen Abschnitt umfasst.
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Ferner ist vorgesehen, dass es sich bei dem Antriebsmotor um einen Servomotor oder einen Schrittmotor oder einen bürstenlosen Motor handelt, der mit keinem Geber versehen ist.
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Vorteilhafte Auswirkungen:
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Der Schnellroboterarm gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster zeichnet sich durch einen kompakten Aufbau, eine geringe Anzahl von Hauptteilen, einfache Herstellung, Wartung, Verwendung und Inbetriebnahme aus. Indem unmittelbar ein Zahnradsatz zur Verzögerung zusätzlich vorgesehen ist, wird der Ausnutzungsgrad der Energiequelle gesteigert, das Belastungs-Trägheitsverhältnis erhöht und gleichzeitig auch der Bauraum für andere Bauteile (beispielsweise Verzögerer) verringert. Durch Trennen des Gebers von dem Motor und durch Entfallen eines externen Verzögerers sowie anderer Anordnung wird die Gesamtabmessung des Mechanismus wesentlich verkleinert. Indem kein Geber an dem Motor (Servomotor, Schrittmotor oder bürstenloser Motor) angebracht werden muss, werden die Länge des Motors und somit auch die Gesamthöhe des Mechanismus verringert. Des Weiteren ist die Erfassungsposition näher an der tatsächlichen Ausgangsseite angeordnet, wodurch eine Erfassung absoluter Position verwirklicht werden kann und somit die Ausführungsgenauigkeit des Mechanismus erhöht wird.
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Figurenliste
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- 1 den Schnellroboterarm nach einem ersten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen strukturellen Darstellung,
- 2 den Schnellroboterarm nach dem ersten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters aus einem anderen Sichtwinkel in einer schematischen strukturellen Darstellung,
- 3 die Aktorbaugruppe des Schnellroboterarms nach dem ersten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen strukturellen Darstellung,
- 4 das Innere des Schnellroboterarms nach dem ersten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer strukturellen Darstellung,
- 5 den Schnellroboterarm nach einem zweiten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen strukturellen Darstellung,
- 6 das Innere des Schnellroboterarms nach des zweiten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen strukturellen Darstellung,
- 7 die Aktorbaugruppe des Schnellroboterarms nach dem zweiten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gebrauchsmusters in einer schematischen strukturellen Darstellung.
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AUSFÜHRLICHE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen auf die Ausführungsbeispiele des vorliegenden Gebrauchsmusters näher eingegangen.
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Erstes Ausführungsbeispiel: Wie aus 1 bis 4 zu entnehmen ist, stellt das vorliegende Gebrauchsmuster einen Schnellroboterarm, der einen Geräterahmen 10, einen Antriebsmotor 2, eine Hauptwelle, einen Geber 33 und eine Aktorbaugruppe umfasst. Der Geräterahmen 10 dient als Träger zum Anbringen anderer Teile. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Geräterahmen plattenförmig ausgebildet. Der Antriebsmotor 2 ist an dem hinteren Ende des Geräterahmens befestigt und dient zum Ausgeben einer Antriebskraft. An einer Ausgangswelle des Antriebsmotors ist ein antreibendes Zahnrad 31 befestigt. Bei dem Antriebsmotor handelt es sich um einen Servomotor, einen Schrittmotor oder einen bürstenlosen Motor, der mit keinem Geber versehen ist, so dass die Länge des Motors und somit die Gesamthöhe des Mechanismus verringert werden. Die Hauptwelle ist drehbar an dem Geräterahmen 10 angebracht und parallel zu der Achse des Antriebsmotors angeordnet. An der Hauptwelle ist ein angetriebenes Zahnrad 32 befestigt, das im Eingriff mit dem antreibenden Zahnrad 31 steht. Das Zahnanzahl-Verhältnis zwischen dem antreibenden Zahnrad und dem angetriebenen Zahnrad ist gleich oder größer als 1/10 und gleich oder geringer als 1/4 und liegt vorzugsweise zwischen 1/5 und 1/6. Bei den beiden Zahnrädern handelt es sich um ein Kegelrad. Der Geber 33 ist an dem Schwanzende der Hauptwelle angebracht und dient zur Erfassung des Drehwinkels (Position) der Hauptwelle. Er ist näher an der tatsächlichen Ausgangsseite angeordnet, so dass eine Erfassung absoluter Position verwirklicht werden kann und somit die Ausführungsgenauigkeit des Mechanismus erhöht wird. Die Aktorbaugruppe dient zur Betätigung des Roboterarms und umfasst einen ersten Schwenkstab 41, einen zweiten Schwenkstab 42 und einen Stützträger 43. Der erste Schwenkstab 41 ist an dem vorderen Ende der Hauptwelle befestigt und an dem Kopf des zweiten Schwenkstabs ist ein Führungsstab drehbar angebracht, welcher Führungsstab durch eine streifenförmige Führungsnut an dem ersten Schwenkstab hindurch geführt und dann in einer an der vorderen Endfläche des Geräterahmens ausgebildeten bogenförmigen Führungsnut 110 eingeschoben ist. Die streifenförmige Führungsnut ist entlang der Längenrichtung des ersten Schwenkstabs angeordnet und ein Ende des Führungsstabs ist in der bogenförmigen Führungsnut eingeschoben und kann entlang der Führungsnut gleiten. Zum Erhöhen der Genauigkeit ist zwischen dem Führungsstab und der streifenförmigen Führungsnut bzw. der bogenförmigen Führungsnut ein Lager oder ein Schutzmantel vorgesehen, womit nicht nur die Betriebsgenauigkeit erhöht, sondern auch eine Auswechslung beim Verschleiß erleichtert wird, was für verringerte Wartungskosten sorgt. Der Schwanz des zweiten Schwenkstabs wirkt mit dem Stützträger gleitend zusammen, welcher Stützträger an dem Geräterahmen drehbar angebracht ist. An dem hinteren Ende des Geräterahmens ist ein hinterer Deckel 6 angebracht, der den Antriebsmotor und den Geber abdecken kann, während an dem vorderen Ende des Geräterahmens ein vorderer Deckel 5 angebracht ist, der die Aktorbaugruppe abdecken kann, wobei an dem unteren Ende des vorderen Deckels eine Bohrung zum Hindurchführen des zweiten Schwenkstabs angefertigt ist. An der vorderen Endfläche des Geräterahmens ist eine vordere Endplatte 11 daran anliegend vorgesehen, an der die bogenförmige Führungsnut 110 angeordnet ist. Die bogenförmige Führungsnut umfasst einen bogenförmigen Abschnitt und einen symmetrisch zueinander an beiden Enden des bogenförmigen Abschnitts vorgesehenen linearen Abschnitt, wobei die beiden linearen Abschnitte einen Winkel einschließen, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 90 Grad liegt.
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Zweites Ausführungsbeispiel: Wie aus 5 bis 7 zu entnehmen ist, stellt das vorliegende Gebrauchsmuster einen Schnellroboterarm, der einen Geräterahmen 10, einen Antriebsmotor 2, eine Hauptwelle, einen Geber 33 und eine Aktorbaugruppe umfasst. Der Geräterahmen 10 dient als Träger zum Anbringen anderer Teile. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Geräterahmen plattenförmig ausgebildet. Der Antriebsmotor 2 ist an dem hinteren Ende des Geräterahmens befestigt und dient zum Ausgeben einer Antriebskraft. An einer Ausgangswelle des Antriebsmotors ist ein antreibendes Zahnrad 31 befestigt. Bei dem Antriebsmotor handelt es sich um einen Servomotor, einen Schrittmotor oder einen bürstenlosen Motor, der mit keinem Geber versehen ist, so dass die Länge des Motors und somit die Gesamthöhe des Mechanismus verringert werden. Die Hauptwelle ist drehbar an dem Geräterahmen 10 angebracht und parallel zu der Achse des Antriebsmotors angeordnet. An der Hauptwelle ist ein angetriebenes Zahnrad 32 befestigt, das im Eingriff mit dem antreibenden Zahnrad 31 steht. Das Zahnanzahl-Verhältnis zwischen dem antreibenden Zahnrad und dem angetriebenen Zahnrad ist gleich oder größer als 1/10 und gleich oder geringer als 1/4 und liegt vorzugsweise zwischen 1/5 und 1/6. Bei den beiden Zahnrädern handelt es sich um ein Kegelrad. Der Geber 33 ist an dem Schwanzende der Hauptwelle angebracht und dient zur Erfassung des Drehwinkels (Position) der Hauptwelle. Er ist näher an der tatsächlichen Ausgangsseite angeordnet, so dass eine Erfassung absoluter Position verwirklicht werden kann und somit die Ausführungsgenauigkeit des Mechanismus erhöht wird. Die Aktorbaugruppe dient zur Betätigung des Roboterarms und umfasst einen ersten Schwenkstab 41, einen zweiten Schwenkstab 42 und einen Stützträger 43. Der erste Schwenkstab 41 ist an dem vorderen Ende der Hauptwelle befestigt und an dem Kopf des zweiten Schwenkstabs ist ein Führungsstab drehbar angebracht, welcher Führungsstab durch eine streifenförmige Führungsnut an dem ersten Schwenkstab hindurch geführt und dann in einer an der vorderen Endfläche des Geräterahmens ausgebildeten bogenförmigen Führungsnut 110 eingeschoben ist. Die streifenförmige Führungsnut ist entlang der Längenrichtung des ersten Schwenkstabs angeordnet und ein Ende des Führungsstabs ist in der bogenförmigen Führungsnut eingeschoben und kann entlang der Führungsnut gleiten. Zum Erhöhen der Genauigkeit ist zwischen dem Führungsstab und der streifenförmigen Führungsnut bzw. der bogenförmigen Führungsnut ein Lager oder ein Schutzmantel vorgesehen, womit nicht nur die Betriebsgenauigkeit erhöht, sondern auch eine Auswechslung beim Verschleiß erleichtert wird, was für verringerte Wartungskosten sorgt. Der Schwanz des zweiten Schwenkstabs wirkt mit dem Stützträger gleitend zusammen, an dessen vorderem Ende eine lineare Führungsschiene vorgesehen ist, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel horizontal angeordnet ist und sich an dem unteren Ende der Hauptwelle befindet. Der Stützträger wirkt mit der linearen Führungsschiene zusammen und an dem vorderen Ende des Stützträgers ist eine Gleitnut angefertigt, deren Längenrichtung senkrecht zu der Längenrichtung der linearen Führungsschiene verläuft und die also senkrecht dazu angeordnet ist. Der zweite Schwenkstab wirkt gleitend mit der Gleitnut zusammen. An dem hinteren Ende des Geräterahmens ist ein hinterer Deckel 6 angebracht, der den Antriebsmotor und den Geber abdecken kann, während an dem vorderen Ende des Geräterahmens ein vorderer Deckel 5 angebracht ist, der die Aktorbaugruppe abdecken kann, wobei an dem unteren Ende des vorderen Deckels eine Bohrung zum Hindurchführen des zweiten Schwenkstabs angefertigt ist. An der vorderen Endfläche des Geräterahmens ist eine vordere Endplatte 11 daran anliegend vorgesehen, an der die bogenförmige Führungsnut 110 angeordnet ist. Die bogenförmige Führungsnut umfasst einen bogenförmigen Abschnitt und einen symmetrisch zueinander an beiden Enden des bogenförmigen Abschnitts vorgesehenen linearen Abschnitt, wobei die beiden linearen Abschnitte bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel zueinander verlaufen und jeweils vertikal angeordnet sind.
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Der Schnellroboterarm gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster zeichnet sich durch einen kompakten Aufbau, eine geringe Anzahl von Hauptteilen, einfache Herstellung, Wartung, Verwendung und Inbetriebnahme aus. Indem unmittelbar ein Zahnradsatz zur Verzögerung zusätzlich vorgesehen ist, wird der Ausnutzungsgrad der Energiequelle gesteigert, das Belastungs-Trägheitsverhältnis erhöht und gleichzeitig auch der Bauraum für andere Bauteile (beispielsweise Verzögerer) verringert. Durch Trennen des Gebers von dem Motor und durch Entfallen eines externen Verzögerers sowie anderer Anordnung wird die Gesamtabmessung des Mechanismus wesentlich verkleinert. Indem kein Geber an dem Motor (Servomotor, Schrittmotor oder bürstenloser Motor) angebracht werden muss, werden die Länge des Motors und somit auch die Gesamthöhe des Mechanismus verringert. Des Weiteren ist die Erfassungsposition näher an der tatsächlichen Ausgangsseite angeordnet, wodurch eine Erfassung absoluter Position verwirklicht werden kann und somit die Ausführungsgenauigkeit des Mechanismus erhöht wird.
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Bisher wurden lediglich bevorzugte Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters beschrieben und es ist darauf hinzuweisen, dass für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet verschiedene Verbesserung und Modifikationen ohne Verlassen des Prinzips des vorliegenden Gebrauchsmusters möglich sind, die ebenfalls als Schutzumfang des Gebrauchsmusters betrachtet werden sollen.
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Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt einen Schnellroboterarm bereit. Er umfasst einen Geräterahmen, einen Antriebsmotor, eine Hauptwelle, einen Geber und eine Aktorbaugruppe. Der Antriebsmotor ist an dem hinteren Ende des Geräterahmens befestigt und an einer Ausgangswelle des Antriebsmotors ist ein antreibendes Zahnrad befestigt. Die Hauptwelle ist drehbar an dem Geräterahmen angebracht und an der Hauptwelle ist ein angetriebenes Zahnrad befestigt. Der Geber ist an dem Schwanzende der Hauptwelle angebracht. Die Aktorbaugruppe umfasst einen ersten Schwenkstab, einen zweiten Schwenkstab und einen Stützträger. Der erste Schwenkstab ist an dem vorderen Ende der Hauptwelle befestigt und an dem Kopf des zweiten Schwenkstabs ist ein Führungsstab drehbar angebracht, welcher Führungsstab durch eine streifenförmige Führungsnut an dem ersten Schwenkstab hindurch geführt und dann in einer an der vorderen Endfläche des Geräterahmens ausgebildeten bogenförmigen Führungsnut eingeschoben ist. Der Schwanz des zweiten Schwenkstabs wirkt mit dem Stützträger gleitend zusammen, welcher Stützträger an dem Geräterahmen drehbar angelenkt ist oder entlang einer linearen Richtung gleitend damit zusammenwirkt. Der Schnellroboterarm gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster zeichnet sich durch einen kompakten Aufbau, eine geringe Anzahl von Hauptteilen, einfache Herstellung, Wartung, Verwendung und Inbetriebnahme sowie eine hohe Genauigkeit, eine kleine Abmessung und ein großes Drehmoment aus.
