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Die Erfindung betrifft einen Schleppanschlagskörper zur Verwendung an einer Anschlagseinrichtung zur mechanischen Begrenzung eines Drehwinkels an einem Drehgelenk eines Roboterarms, aufweisend eine vordere Anschlagsfläche, welche, in der Einbaulage des Schleppanschlagskörpers an der Anschlagseinrichtung des Roboterarms, in positiver Drehrichtung des Drehgelenks des Roboterarms weisend ausgerichtet ist, eine hintere Anschlagsfläche, welche, in der Einbaulage des Schleppanschlagskörpers an der Anschlagseinrichtung des Roboterarms, in negativer Drehrichtung des Drehgelenks des Roboterarms weisend ausgerichtet ist, sowie ein Verformungselement, welches in Umfangsrichtung zwischen der vorderen Anschlagsfläche und der hinteren Anschlagsfläche angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Roboterarm mit wenigstens einem ersten Glied und wenigstens einem zweiten Glied, sowie wenigstens einem das erste Glied drehbar mit dem zweiten Glied verbindenden Drehgelenk und einer diesem Drehgelenk zugeordneten Anschlagseinrichtung, die einen solchen Schleppanschlagskörper aufweist.
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Die
EP 2 301 725 B1 beschreibt einen Industrieroboter, aufweisend einen mehrachsigen Roboterarm mit einem Gestell, einem relativ zum Gestell bezüglich einer Achse drehbar gelagerten Karussell und einer zum Begrenzen einer Drehbewegung des Karussells relativ zum Gestell vorgesehenen mechanischen Anschlagvorrichtung, die eine am Gestell angeordnete Kulisse mit an ihren Enden angeordneten Anschlägen, einen in der Kulisse angeordneten Schleppanschlag und einen am Karussell angeordneten Mitnehmer aufweist, wobei der Mitnehmer und die Kulisse derart ausgebildet sind, dass der Mitnehmer bei einer entsprechenden Drehbewegung des Karussells bezüglich der Achse in die Kulisse eingeführt wird und den Schleppanschlag gegen den relevanten Anschlag stößt, und der Schleppanschlag ein plastisch verformbares Dämpfungselement umfasst, das vorgesehen ist, aufgrund einer plastischen Verformung, hervorgerufen durch ein Stoßen des Schleppanschlags gegen den relevanten Anschlag durch den Mitnehmer, das Karussell zu bremsen.
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Das dortige Dämpfungselement kann wahlweise entweder aus Kunststoff hergestellt sein oder von einem Metallwellrohr gebildet werden, welches mit seiner Rohrachse tangential zur Umfangsdrehrichtung der dortigen Kulisse verlaufend angeordnet ist. Die beiden Gleitplatten, welche dem Dämpfungselement in Drehrichtung nachgelagert bzw. vorgelagert sind, sind als zwei separate Bauteile ausgebildet und dort stets aus Metall. Der Mitnehmer schlägt demgemäß stets auf eines der metallischen Bauteile auf.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schleppanschlagskörper zu schaffen, der auch bei sehr hohen Anschlagskräften seine Funktion sicher ausüben kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, einen Roboterarm zu schaffen, bei dem bei Überschreiten seiner festgelegten Drehachsbegrenzungen die mechanische Anschlagseinrichtung des Roboterarms derart betrieben werden kann, dass auch bei sehr hohen Anschlagskräften deren Funktionsfähigkeit sicher erhalten bleibt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Schleppanschlagskörper zur Verwendung an einer Anschlagseinrichtung zur mechanischen Begrenzung eines Drehwinkels an einem Drehgelenk eines Roboterarms, aufweisend:
- - eine vordere Anschlagsfläche, welche, in der Einbaulage des Schleppanschlagskörpers an der Anschlagseinrichtung des Roboterarms, in positiver Drehrichtung des Drehgelenks des Roboterarms weisend ausgerichtet ist,
- - eine hintere Anschlagsfläche, welche, in der Einbaulage des Schleppanschlagskörpers an der Anschlagseinrichtung des Roboterarms, in negativer Drehrichtung des Drehgelenks des Roboterarms weisend ausgerichtet ist, sowie
- - ein Verformungselement, welches in Umfangsrichtung zwischen der vorderen Anschlagsfläche und der hinteren Anschlagsfläche angeordnet ist, wobei
- - der Schleppanschlagskörper einen einteiligen Außenmantelflächenabschnitt aufweist, welcher die vordere Anschlagsfläche, die hintere Anschlagsfläche und wenigstens einen die vordere Anschlagsfläche mit der hinteren Anschlagsfläche verbindenden Zwischenwandabschnitt umfasst, und
- - zumindest der einteilige Außenmantelflächenabschnitt aus einem metallischen Werkstoff gebildet wird und dabei zumindest einen Teil des Verformungselements bildet.
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Der Schleppanschlagskörper bildet das teilumfangsbewegliche Bauteil einer Anschlagseinrichtung an einem Roboterarm. Der Schleppanschlagskörper kann austauschbar gestaltet sein. So kann vorgesehen sein, dass ein bei einem Roboterarm in dessen Anschlagseinrichtung eingesetzter Schleppanschlagskörper nach dem Stand der Technik durch einen erfindungsgemäßen Schleppanschlagskörper ersetzt werden kann, insbesondere auch ohne, dass Änderungen an den sonstigen Bauteilen der Anschlagseinrichtung vorgenommen müssten. Der erfindungsgemäße Schleppanschlagskörper kann jedoch auch in Verbindung mit einer speziell auf ihn abgestimmten Anschlagseinrichtung eingesetzt werden.
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Die Anschlagseinrichtung insgesamt ist dabei ausgebildet, den maximalen Drehwinkel eines Gelenks des Roboterarms aus Sicherheitsgründen mechanisch zu begrenzen. Aufgrund des Schleppanschlagskörpers und einer entsprechend ausgebildeten Nut, in welcher der Schleppanschlagskörper geführt ist, kann der maximale Drehwinkel des betreffenden Gelenkes auf einen Maximalwinkel begrenzt werden, der auch größer als 360 Grad sein kann.
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Die vordere Anschlagsfläche dient zum Anschlagen eines Anschlagvorsprungs eines zweiten Gliedes des Roboterarms, wenn das zweite Glied bezüglich eines ersten Glieds des Roboterarms bei einer Drehbewegung in einer ersten Drehrichtung in einen Nahbereich der Winkelgrenze gerät. Im Nahbereich der Winkelgrenze kann der Anschlagvorsprung den Schleppanschlagskörper noch um einen Differenzwinkelbetrag in der Nut der Anschlagseinrichtung verschieben, bevor dieser schlussendlich bei Erreichen der Winkelgrenze gegen das Nutende stößt und dadurch den Anschlagvorsprung des zweiten Gliedes mechanisch stoppt, so dass folglich auch das zweite Glied nicht über die maximale Winkelgrenze hinausbewegt werden kann.
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Die hintere Anschlagsfläche dient zum Anschlagen eines Anschlagvorsprungs eines zweiten Gliedes des Roboterarms, wenn das zweite Glied bezüglich eines ersten Glieds des Roboterarms bei einer Drehbewegung in einer zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung in einen Nahbereich der Winkelgrenze gerät. Im Nahbereich der Winkelgrenze kann der Anschlagvorsprung den Schleppanschlagskörper noch um einen Differenzwinkelbetrag in der Nut der Anschlagseinrichtung verschieben, bevor dieser schlussendlich bei Erreichen der Winkelgrenze gegen das gegenüberliegende Nutende stößt und dadurch den Anschlagvorsprung des zweiten Gliedes mechanisch stoppt, so dass folglich das zweite Glied auch nicht in der anderen Drehrichtung über die maximale Winkelgrenze hinausbewegt werden kann.
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Das Verformungselement ist ausgebildet zum Abbau von kinetischer Energie, die der sich in Bewegung befindliche Roboterarm aufweist, wenn der Anschlagvorsprung zusammen mit dem Schleppanschlagskörper gegen das jeweilige drehwinkelbegrenzende Nutende schlägt und der in Bewegung befindliche Roboterarm mechanisch in sehr kurzer Zeit verzögert, d.h. bis zum Stillstand abgebremst wird. Die dabei aufzunehmende bzw. umzusetzende kinetische Energie wird in Verformungsenergie und Wärme umgesetzt.
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Indem der der Schleppanschlagskörper einen einteiligen Außenmantelflächenabschnitt aufweist, welcher die vordere Anschlagsfläche, die hintere Anschlagsfläche und wenigstens einen die vordere Anschlagsfläche mit der hinteren Anschlagsfläche verbindenden Zwischenwandabschnitt umfasst, wobei zumindest der einteilige Außenmantelflächenabschnitt aus einem metallischen Werkstoff gebildet wird und dabei zumindest einen Teil des Verformungselements bildet, wird ein Schleppanschlagskörper geschaffen, der auch bei sehr hohen Anschlagskräften seine Funktion sicher ausüben kann.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schleppanschlagskörpern ist ein Kunststoffblock zwischen zwei separaten metallischen Anschlagsplatten zwischengefügt. Diese technische Lösung bietet jedoch keine hohe Funktionssicherheit, wenn sehr hohe Anschlagskräfte zu erwarten sind. Hier kann es zu einem Versagen der Bremswirkung kommen, beispielsweise aufgrund eines Abscherens oder Durchstanzens des Kunststoffblocks. Dies ist vor allem kritisch, wenn außerdem die jeweilige einzelne Anschlagsplatte, an welcher der Anschlagsvorsprung im Kollisionsfall auftrifft, verbogen wird, abschert oder bricht.
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Indem erfindungsgemäß der Schleppanschlagskörper einen einteiligen Außenmantelflächenabschnitt aufweist, der einen Zwischenwandabschnitt umfasst, welcher die vordere Anschlagsfläche mit der hinteren Anschlagsfläche verbindet, wird die Stabilität beider Anschlagsflächen erhöht, so dass die Gefahr des Verbiegens, des Abscherens und/oder des Abbrechens der Anschlagsflächen zuverlässig verhindert wird, auch wenn die Anschlagskräfte sehr hoch sind. Der einteilige Außenmantelflächenabschnitt mit dem Zwischenwandabschnitt, der vorderen Anschlagsfläche und der hinteren Anschlagsfläche bildet insoweit eine Art von Metall-Korsett, insbesondere für einen innenliegenden Einsatzkörper aus elastischem Material.
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Der Zwischenwandabschnitt stabilisiert außerdem die relative Lage der vorderen Anschlagsfläche und der hinteren Anschlagsfläche zueinander, so dass auch der innenliegende Einsatzkörper aus Kunststoffmaterial stabilisiert wird, bzw. auch der Einsatzkörper gegen Abscheren und/oder Durchstanzen geschützt ist. Der erfindungsgemäße Schleppanschlagskörper kann jedoch auch ohne einen Einsatzkörper verwendet werden. Dies ist beispielsweise dann möglich und zweckmäßig, wenn der einteilige Außenmantelflächenabschnitt des Schleppanschlagskörpers, d.h. der metallische Körper, welcher den Zwischenwandabschnitt, die vordere Anschlagsfläche und die hintere Anschlagsfläche umfasst, eine ausreichende eigene Elastizität und/oder Plastizität aufweist.
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Ein federelastisches Verhalten und/oder eine plastische Verformbarkeit des Schleppanschlagskörpers, d.h. des metallischen Körpers, welcher den Zwischenwandabschnitt, die vordere Anschlagsfläche und die hintere Anschlagsfläche umfasst, kann durch eine entsprechende Gestaltung, je nach Anwendungsfall am Roboterarm, unterschiedlich gestaltet sein. Die Erfindung umfasst daher mehrere verschiedene Ausführungsvarianten, bei denen jedoch stets der Zwischenwandabschnitt, die vordere Anschlagsfläche und die hintere Anschlagsfläche als ein metallischer Körper ausgebildet ist. Der Zwischenwandabschnitt kann dabei entweder einen Außenwandabschnitt bilden, oder wie beispielsweise zu der Ausführungsvariante mit einem mäanderförmig mehrfach umgelegten Blechstreifen, auch zumindest teilweise innenliegende Wandabschnitte bilden.
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Die Aufgabe wird demgemäß auch gelöst durch einen Roboterarm mit wenigstens einem ersten Glied und wenigstens einem zweiten Glied, sowie wenigstens einem das erste Glied drehbar mit dem zweiten Glied verbindenden Drehgelenk und einer diesem Drehgelenk zugeordneten Anschlagseinrichtung, die einen Schleppanschlagskörper nach mindestens einer der beschriebenen Ausführungen aufweist.
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Die Anschlagseinrichtung kann eine am ersten Glied angeordnete, sich kreisbogenförmig in Drehrichtung erstreckende Nut aufweisen, in welcher der Schleppanschlagskörper auf einer Umfangsbahn geführt ist, und das zweite Glied einen Anschlagsvorsprung aufweist, welcher in die Nut am ersten Glied eingreift.
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Die Nut des ersten Glieds kann eine auf die Drehachse des Drehgelenks zuweisende Seitenumfangswand aufweisen, welche einen sich in Umfangsdrehrichtung erstreckenden Schlitz aufweist, über welchen der Anschlagsvorsprung des zweiten Glieds sich radial nach außen erstreckend in die Nut des ersten Glieds hineinragt.
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Die Nut des ersten Glieds kann eine in positiver Drehrichtung nach vorne weisende erste Stirnwand aufweisen, welche eine den Schlitz verlängernde erste Aussparung aufweist, über welche der Anschlagsvorsprung des zweiten Glieds in die Nut des ersten Glieds eintreten und/oder austreten kann, und die Nut kann eine in negativer Drehrichtung entgegengesetzt weisende zweite Stirnwand aufweisen, welche eine den Schlitz verlängernde zweite Aussparung aufweist, über welche der Anschlagsvorsprung des zweiten Glieds in die Nut des ersten Glieds eintreten und/oder austreten kann.
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Bei dem Schleppanschlagskörper kann der einteilige Außenmantelflächenabschnitt an einem Blechbiegeteil ausgebildet sein, welches einen mittleren Blechabschnitt aufweist, der den Zwischenwandabschnitt bildet, einen an den mittleren Blechabschnitt anschließenden abgekanteten ersten Blechschenkel aufweist, welcher die vordere Anschlagsfläche bildet und einen an den mittleren Blechabschnitt anschließenden, dem ersten Blechschenkel gegenüberliegenden, abgekanteten zweiten Blechschenkel aufweist, welcher die hintere Anschlagsfläche bildet.
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Das Blechbiegeteil kann derart gestaltet sein, dass es bündig an drei Seitenwänden des Einsatzkörpers anliegt. Das Blechbiegeteil kann den Einsatzkörper insoweit klammerartig umgreifen. Indem die vierte Seitenwand am Einsatzkörper zumindest weitgehend frei bleibt von dem Blechbiegeteil, kann ein entsprechen hohes elastisches und/oder plastisches Verhalten des Blechbiegeteils erzielt werden.
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Der Schleppanschlagskörper kann demgemäß einen Einsatzkörper aus einem Kunststoffwerkstoff aufweisen, wobei der Einsatzkörper von dem Blechbiegeteil eingefasst ist.
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Zur Bildung einer formschlüssigen Einfassung kann das Blechbiegeteil an einer dem mittleren Blechabschnitt gegenüberliegenden Seitenkante des ersten Blechschenkels wenigstens eine den Einsatzkörper umgreifende erste Haltenase aufweisen und an einer dem mittleren Blechabschnitt gegenüberliegenden Seitenkante des zweiten Blechschenkels wenigstens eine den Einsatzkörper umgreifende zweite Haltenase aufweisen.
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Das Blechbiegeteil kann beispielsweise an der einen Seitenkante zwei in einem Abstand voneinander angeordnete erste Haltenasen aufweisen und an der anderen Seitenkante zwei in einem Abstand voneinander angeordnete zweite Haltenasen aufweisen. Die wenigstens eine erste Haltenase und die wenigstens eine zweite Haltenase können insbesondere einteilig mit dem Blechbiegeteil ausgebildet sein, insbesondere einteilig mit dem ersten Blechschenkel bzw. einteilig mit dem zweiten Blechschenkel ausgebildet sein. Die Haltenasen können vorspringende Zungen sein, die aus der jeweiligen Ebene des zugeordneten Blechschenkels um ca. 90 Grad umgebogen sind.
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Der einteilige Außenmantelflächenabschnitt kann alternativ an einem Hohlkastenrahmenteil ausgebildet sein, welcher vier Kastenwände aufweist, von denen eine erste Kastenwand den Zwischenwandabschnitt bildet, eine zweite Kastenwand die vordere Anschlagsfläche bildet, eine dritte Kastenwand die hintere Anschlagsfläche bildet und eine vierte Kastenwand die zweite Kastenwand mit der dritten Kastenwand verbindet, um das Hohlkastenrahmenteil zu bilden.
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Demgemäß kann ein eingefasster Einsatzkörper von allen seinen vier Seitenwänden von dem Hohlkastenrahmenteil umgeben sein. Indem der Schleppanschlagskörper als ein Hohlkastenrahmenteil ausgebildet ist, kann eine besonders hohe Stabilität bzw. Steifigkeit erzielt werden. Das Hohlkastenrahmenteil kann beispielsweise aus einem Metallstrangprofil hergestellt sein. Alternativ kann das Hohlkastenrahmenteil aus einem umgebogenen Metallstreifen hergestellt sein. Dabei können die beiden aneinanderstoßenden Stirnflächen beispielsweise verschweißt sein. Gegebenenfalls können auch zwei Endabschnitte des Metallstreifens überlappend angeordnet und zusammengenietet sein.
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Der Schleppanschlagskörper kann demgemäß auch in dieser Ausführungsform einen Einsatzkörper aus einem Kunststoffwerkstoff aufweisen, wobei der Einsatzkörper in den Hohlraum des Hohlkastenrahmenteils eingesetzt ist.
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In einer deutlich abgewandelten Ausführungsform kann der einteilige Außenmantelflächenabschnitt an einem Aluminiumschaum-Bauteil ausgebildet sein, dessen Außenwandabschnitte die Außenmantelflächenabschnitte bilden. Das Aluminiumschaum-Bauteil bildet in diesem Fall somit nicht nur den einteiligen Außenmantelflächenabschnitt, bestehend aus dem Zwischenwandabschnitt, der vorderen Anschlagsfläche und der hinteren Anschlagsfläche, sondern integriert insoweit einstückig auch den Einsatzkörper. Demgemäß kann in dieser Ausführungsvariante der separate Einsatzkörper aus Kunststoff entfallen.
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Zur Erhöhung der Steifigkeit und Stabilität, kann das Aluminiumschaum-Bauteil mit Lagen aus Faser-Verbundwerkstoffen bekleidet sein.
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Alternativ oder ergänzend kann in das Aluminiumschaum-Bauteil Fasern oder Gewebe aus Faser-Verbundwerkstoffen eingearbeitet sein.
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In einer weiteren abgewandelten Ausführungsform kann der einteilige Außenmantelflächenabschnitt an einem Massivmetall-Bauteil ausgebildet sein, dessen Außenwandabschnitte die Außenmantelflächenabschnitte bilden, wobei das Massivmetall-Bauteil mit Aussparungen versehen ist. Wie bei dem Aluminiumschaum-Bauteil wird auch im Falle des Massivmetall-Bauteils somit nicht nur der einteilige Außenmantelflächenabschnitt, bestehend aus dem Zwischenwandabschnitt, der vorderen Anschlagsfläche und der hinteren Anschlagsfläche, durch das Massivmetall-Bauteil gebildet, sondern es integriert insoweit einstückig auch den Einsatzkörper. Demgemäß kann auch in dieser Ausführungsvariante der separate Einsatzkörper aus Kunststoff entfallen. Die Aussparungen in dem Massivmetall-Bauteil simulieren insoweit die Poren eines Aluminiumschaum-Bauteil.
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Die Aussparungen des Massivmetall-Bauteils können von Bohrungen und/oder Ausfräsungen im Kern des Massivmetall-Bauteils gebildet werden. Die Größe, die Anordnung und die Anzahl der Aussparungen definiert, neben anderen Einflussgrößen, die Steifigkeit und/oder die Plastizität des Massivmetall-Bauteils bzw. des Schleppanschlagskörpers.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der einteilige Außenmantelflächenabschnitt an einem Blechbiegeteil ausgebildet sein, das von einem mäanderförmig mehrfach umgelegten Blechstreifen gebildet wird, wobei ein erster Blechstreifenendabschnitt die vordere Anschlagsfläche bildet, ein dem ersten Blechstreifenendabschnitt gegenüberliegender zweiter Blechstreifenendabschnitt die hintere Anschlagsfläche bildet, und ein den ersten Blechstreifenendabschnitt mit dem zweiten Blechstreifenendabschnitt verbindender mittlerer Blechstreifenabschnitt den Zwischenwandabschnitt bildet.
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Der mittlerer Blechstreifenabschnitt weist dabei Abschnitte auf, die im Inneren des Schleppanschlagskörpers zu liegen kommen, aber weist auch Abschnitte auf, die durch die gebogenen Kurvenabschnitte des Blechstreifenabschnitts gebildet werden, die nach außen weisen und insoweit Außenmantelflächenabschnitte des Schleppanschlagskörpers bilden. Die mäanderförmig mehrfach umgelegten inneren Abschnitte ersetzen dabei einen separaten Einsatzkörper. Die mäanderförmig mehrfach umgelegten inneren Abschnitte bilden insoweit eine metallische Feder für den Schleppanschlagskörper.
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Ein federelastisches Verhalten und/oder eine plastische Verformbarkeit des Schleppanschlagskörpers kann insbesondere durch Auswahl der Breite des Blechstreifens, insbesondere des Zwischenwandabschnitts, der Dicke des Blechstreifens, insbesondere des Zwischenwandabschnitts, der Anzahl der mäanderförmig umgelegten Blechstreifenabschnitte, der Gestalt und Größe der Umlegebiegeabschnitte des Zwischenwandabschnitts und/oder durch die Auswahl des metallischen Werkstoffs oder der metallischen Werkstoffkombination eingestellt ist.
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Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieses exemplarischen Ausführungsbeispiels können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Roboterarms,
- 2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Grundgestells eines Roboterarms mit einer Anschlagseinrichtung,
- 3 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Schleppanschlagskörpers mit einem dreiseitigen Blechbiegeteil in einer Ansicht von vorne,
- 4 eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform des Schleppanschlagskörpers gemäß 3 mit dem dreiseitigen Blechbiegeteil in einer Ansicht von hinten,
- 5 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Schleppanschlagskörpers mit einem vierseitig umlaufenden Blechbiegeteil in Art eines Hohlkastenrahmenteils,
- 6 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Schleppanschlagskörpers, der aus einem Aluminiumschaum-Bauteil besteht,
- 7 eine perspektivische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Schleppanschlagskörpers, der als Massivmetall-Bauteil ausgebildet ist, welches Aussparungen in Form von Bohrungen aufweist, und
- 8 eine perspektivische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Schleppanschlagskörpers, der aus einem mäanderförmig mehrfach umgelenkten Blechstreifen hergestellt ist.
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Die 1 zeigt einen beispielhaften Roboter 1 mit einer Robotersteuerung 2 und einem Roboterarm 3. Der Roboterarm 3 weist ein Grundgestell 5 als erstes Glied G1 auf, an dem ein Karussell 7 als zweites Glied G2 um eine erste vertikale Achse A1 drehbar gelagert und mittels eines ersten Antriebsmotors M1 drehangetrieben ist. Die Achsen A1-A6 des Roboterarms 3 können auch als Drehgelenke L1-L6 des Roboterarms 3 bezeichnet werden. An dem Karussell 7 ist eine Schwinge 8 als drittes Glied G3 um eine zweite horizontale Achse A2 auf und ab schwenkbar gelagert und mittels eines zweiten Antriebsmotors M2 drehangetrieben. Die Schwinge 8 trägt einen Armausleger 9, der um eine dritte horizontale Achse A3 auf und ab schwenkbar gelagert und mittels eines dritten Antriebsmotors M3 drehangetrieben ist. An dem Armausleger 9, dessen Grundarm 10 ein viertes Glied G4 bildet, ist eine vierte Achse A4 vorgesehen, welche in Längserstreckung des Armauslegers 9 verläuft und über einen vierten Antriebsmotor (nicht dargestellt) einen Vorderarm 11 drehantreibt, der ein fünftes Glied G5 bildet. Von dem Vorderarm 11 erstrecken sich ein erster Schenkel 12a und ein zweiter Schenkel 12b gabelförmig nach vorne. Die beiden Schenkel 12a, 12b tragen eine Lagerung für eine Hand 13, die ein sechstes Glied G6 bildet. Die Lagerung definiert eine fünfte Achse A5 des Roboterarms 3, um welche die Hand 13 mittels eines fünften Antriebsmotors (nicht dargestellt) schwenkbar bewegt werden kann. Ergänzend weist die Hand 13 eine sechste Achse A6 auf, um einen Befestigungsflansch 14, der ein siebtes Glied G7 bildet, mittels eines sechsten Antriebsmotors (nicht dargestellt) drehbar antreiben zu können. Jeder Achse A1 bis A6 ist ein Drehgelenk L1 bis L6 zugeordnet, welche Drehgelenke L1 bis L6 im Falle des gezeigten Ausführungsbeispiels in Art einer seriellen Kinematik eines Kickarmroboters die Glieder G1 bis G7 verbinden.
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In der 2 ist das Grundgestell 5 als erstes Glied G1 von oben dargestellt. Das Karussell 7 als zweites Glied G2 ist relativ zum Grundgestell 5, d.h. relativ zum erstes Glied G1 drehbar gelagert, wie dies der Pfeil P1 andeutet. Das zweite Glied G2 weist demgemäß einen Anschlagsvorsprung 6 auf. Der Anschlagsvorsprung 6 ist vorzugsweise starr mit dem zweiten Glied G2 verbunden bzw. kann insbesondere einteilig mit diesem ausgebildet sein. Wenn sich das Karussell 7 in Pfeilrichtung P1 in einer positiven Drehrichtung oder einer negativen Drehrichtung (beispielsweise bezogen auf den Uhrzeigerdrehsinn) dreht, dann bewegt sich auch der Anschlagsvorsprung 6 auf einer zugeordneten, entsprechenden Kreisbahn, wie dies durch gestrichelten Pfeile P2 angedeutet ist. An dem ersten Glied G1, d.h. an dem Grundgestell 5 ist eine Nut 15 angebracht, in welche der Anschlagsvorsprung 6 eintauchen kann.
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Der Anschlagsvorsprung 6 in Verbindung mit der Nut 15 und dem in der Nut 15 eingesetzten Schleppanschlagskörper 16, bilden die wesentlichen Bestandteile der Anschlagseinrichtung. Der Schleppanschlagskörper 16 ist innerhalb der Nut 15 um einen konstruktiv vorbestimmten Winkelbereich W in Pfeilrichtung P3 verschiebbar gelagert.
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Die 3 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele von Schleppanschlagskörpern 16. Jeder dieser Schleppanschlagskörper 16 kann in eine entsprechend ausgebildete und/oder angepasste Nut 15 der Anschlagseinrichtung eingesetzt werden.
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Generell weist der Schleppanschlagskörper 16 eine vordere Anschlagsfläche 19 auf, welche, in der Einbaulage des Schleppanschlagskörpers 16 an der Anschlagseinrichtung des Roboterarms 3, in positiver Drehrichtung des Drehgelenks L1 des Roboterarms 3 weisend ausgerichtet ist. Außerdem weist der jeweilige Schleppanschlagskörper 16 eine hintere Anschlagsfläche 18 auf, welche, in der Einbaulage des Schleppanschlagskörpers 16 an der Anschlagseinrichtung des Roboterarms 3, in negativer Drehrichtung des Drehgelenks L1 des Roboterarms 3 weisend ausgerichtet ist.
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Die vordere Anschlagsfläche 19 ist derart ausgerichtet, dass, in der Einbaulage des Schleppanschlagskörpers 16 an der Anschlagseinrichtung des Roboterarms 3 bzw. an der Nut 15 des ersten Glieds G1, d.h. des Grundgestells 5, die vordere Anschlagsfläche 19 in positiver Drehrichtung (hier: im Uhrzeigersinn) des Drehgelenks L1 des Roboterarms 3 nach vorne weist.
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Die hintere Anschlagsfläche 18 ist derart ausgerichtet, dass, in der Einbaulage des Schleppanschlagskörpers 16 an der Anschlagseinrichtung des Roboterarms 3 bzw. an der Nut 15 des ersten Glieds G1, d.h. des Grundgestells 5, die hintere Anschlagsfläche 18 in negativer Drehrichtung (hier: entgegen dem Uhrzeigersinn) des Drehgelenks L1 des Roboterarms 3 nach hinten weist, also entgegengesetzt zur vorderen Anschlagsfläche 19.
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Das Verformungselement 17 ist in Umfangsrichtung zwischen der vorderen Anschlagsfläche 19 und der hinteren Anschlagsfläche 18 angeordnet.
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In der ersten Ausführungsform gemäß 3 und 4 wird ein Verformungselement 17, welches in Umfangsrichtung zwischen der vorderen Anschlagsfläche 19 und der hinteren Anschlagsfläche 18 angeordnet ist, einerseits durch einen Einsatzkörper 17a aus einem Kunststoffwerkstoff gebildet und andererseits durch einen Zwischenwandabschnitt 17b eines einteiligen Außenmantelflächenabschnitts 20 des Schleppanschlagskörpers 16.
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Der einteilige Außenmantelflächenabschnitt 20 umfasst demgemäß die vordere Anschlagsfläche 19, die hintere Anschlagsfläche 18 und den Zwischenwandabschnitt 17b, der insoweit die vordere Anschlagsfläche 19 mit der hinteren Anschlagsfläche 18 einteilig verbindet. Der Zwischenwandabschnitt 17b bildet somit einen elastischen Biegewandabschnitt bzw. bei Überlast auch einen plastischen Knickabschnitt.
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Der einteilige Außenmantelflächenabschnitt 20 wird dabei aus einem metallischen Werkstoff gebildet.
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In der in 3 und 4 dargestellten Ausführungsform wird der einteilige Außenmantelflächenabschnitt 20 von einem Blechbiegeteil 21 gebildet, welches einen mittleren Blechabschnitt 21b aufweist, der den Zwischenwandabschnitt 17b bildet, einen an den mittleren Blechabschnitt 21b anschließenden abgekanteten ersten Blechschenkel 21a aufweist, welcher die vordere Anschlagsfläche 19 bildet und einen an den mittleren Blechabschnitt 21b anschließenden, dem ersten Blechschenkel 21a gegenüberliegenden, abgekanteten zweiten Blechschenkel 21c aufweist, welcher die hintere Anschlagsfläche 18 bildet.
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Das Blechbiegeteil 21 fasst den Einsatzkörper 17a an drei Seiten ein.
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Zur Bildung einer formschlüssigen Einfassung weist das Blechbiegeteil 21 an einer dem mittleren Blechabschnitt 21b gegenüberliegenden ersten Seitenkante 22.1 des ersten Blechschenkels 21a wenigstens eine den Einsatzkörper 17b umgreifende erste Haltenase 23.1 auf und an einer dem mittleren Blechabschnitt 21b gegenüberliegenden zweiten Seitenkante 22.2 des zweiten Blechschenkels 21c weist das Blechbiegeteil 21 wenigstens eine den Einsatzkörper 17a umgreifende zweite Haltenase 23.2 aufweist. Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels weist das Blechbiegeteil 21 genau zwei erste Haltenasen 23.1 und genau zwei zweite Haltenasen 23.2 auf.
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In der zweiten Ausführungsform gemäß 5 ist das Blechbiegeteil 21 gemäß 3 und 4 um eine vierte Seitenwand 24 ergänzt, so dass sich ein umlaufender Ring oder Rahmen ergibt. In 5 ist zwar eine Stoßkante 25 angedeutet. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der umlaufender Ring oder Rahmen offen gestaltet sein muss. Vielmehr kann der umlaufender Ring oder Rahmen geschlossen sein, so dass sich ein Hohlkastenrahmenteil 26 ergibt.
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Demgemäß ist in 5 der einteilige Außenmantelflächenabschnitt 20 an dem Hohlkastenrahmenteil 26 ausgebildet, welcher vier Kastenwände 26.1, 26.2, 26.3, 26.4 aufweist, von denen eine erste Kastenwand 26.1 den Zwischenwandabschnitt 17b bildet, eine zweite Kastenwand 26.2 die vordere Anschlagsfläche 19 bildet, eine dritte Kastenwand 26.3 die hintere Anschlagsfläche 18 bildet und eine vierte Kastenwand 26.4 die zweite Kastenwand 26.2 mit der dritten Kastenwand 26.3 verbindet, um das Hohlkastenrahmenteil 26 zu bilden.
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In der zweiten Ausführungsform gemäß 5 ist der Einsatzkörper 17a in den Hohlraum des Hohlkastenrahmenteils 26 eingesetzt.
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In der dritten Ausführungsform gemäß 6 ist der einteilige Außenmantelflächenabschnitt 20 an einem Aluminiumschaum-Bauteil 27 ausgebildet, dessen Außenwandabschnitte die Außenmantelflächenabschnitte 20 bilden. Das Aluminiumschaum-Bauteil 27 kann mit Lagen aus Faser-Verbundwerkstoffen bekleidet sein. Alternativ oder ergänzend können in das Aluminiumschaum-Bauteil 27 Fasern oder Gewebe aus Faser-Verbundwerkstoffen eingearbeitet sein.
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In der vierten Ausführungsform gemäß 7 ist der einteilige Außenmantelflächenabschnitt 20 an einem Massivmetall-Bauteil 28 ausgebildet, dessen Außenwandabschnitte die Außenmantelflächenabschnitte 20 bilden, wobei das Massivmetall-Bauteil 27 mit Aussparungen 29 versehen ist. Die Aussparungen 29 des Massivmetall-Bauteils 28 können wie dargestellt von Bohrungen und/oder Ausfräsungen im Kern des Massivmetall-Bauteils 28 gebildet werden.
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In der fünften Ausführungsform gemäß 8 ist der einteilige Außenmantelflächenabschnitt 20 an einem Blechbiegeteil ausgebildet, das von einem mäanderförmig mehrfach umgelegten Blechstreifen 30 gebildet wird, wobei ein erster Blechstreifenendabschnitt 30.1 die vordere Anschlagsfläche 19 bildet, ein dem ersten Blechstreifenendabschnitt 30.1 gegenüberliegender zweiter Blechstreifenendabschnitt 30.2 die hintere Anschlagsfläche 18 bildet, und ein den ersten Blechstreifenendabschnitt 30.1 mit dem zweiten Blechstreifenendabschnitt 30.2 verbindender mittlerer Blechstreifenabschnitt 30.3 den Zwischenwandabschnitt 17b bildet.
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Das federelastisches Verhalten und/oder eine plastische Verformbarkeit des Schleppanschlagskörpers 16 kann im Falle der Ausführungsform gemäß 8 durch Auswahl der Breite des Blechstreifens 30, insbesondere des Zwischenwandabschnitts 17b, der Dicke des Blechstreifens 30, insbesondere des Zwischenwandabschnitts 17b, der Anzahl der mäanderförmig umgelegten Blechstreifenabschnitte, der Gestalt und Größe der Umlegebiegeabschnitte 31 des Zwischenwandabschnitts 17b und/oder durch die Auswahl des metallischen Werkstoffs oder der metallischen Werkstoffkombination eingestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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