DE2830909A1

DE2830909A1 - Antriebsvorrichtung fuer das drehbare karussel bei einem industrieroboter

Info

Publication number: DE2830909A1
Application number: DE19782830909
Authority: DE
Inventors: Hans Richter
Original assignee: HA Schlatter AG
Current assignee: HA Schlatter AG
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1980-01-31
Also published as: JPS5527583A; US4297920A

Description

Antriebsvorrichtung für das drehbare Karussel bei einem Industrieroboter

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für das um eine vertikale Drehachse drehbare Karussel bei einem Industrieroboter, bei der ein Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe die Drehbewegung des über einen Kugel!agerkranz an der Tragplatte gelagerten Karussels bewirkt.

Industrieroboter führen Drehbewegungen um eine vertikale Achse aus. Zu diesem Zweck ist ein Karussel um eine vertikale Drehachse auf einer Tragplatte gelagert. Das Karussel selbst ist mit mehreren Gelenken versehen, über die der Arm des Industrieroboters angelenkt ist, der an seinem vorderen Ende die Betätigungshand trägt. Um die Hand genau positionieren zu können, ist es erforderlich, daß das Karussel möglichst spielfrei an der Tragplatte gelagert ist, da auch ein geringes Spiel zu erheblichen Lagedifferenzen der Hand führt. Dabei muß die Lagerung eine große Steifigkeit aufweisen, um zu verhindern, daß die an der Hand wirkenden Kräfte eine Relativbewegung zwischen Karussel und Tragplatte bewirken. Eine weitere Forderung an den Antrieb besteht darin, schnelle und verzögerungsfreie Drehbewegungen des Karussels zu ermöglichen. Dies bedingt,

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daß die Antriebsvorrichtung relativ geringe Trägheitsmomente aufweisen soll.

Die bekannten Antriebsvorrichtungen sind so aufgebaut, daß konzentrisch zur vertikalen Drehachse auf der Tragplatte ein Harmonie drive Getriebe angeordnet ist, dessen Antriebsritzel direkt oder ggf. über Untersetzungsräder mit einem Zahnkranz kämmt, der eine Innenverzahnung aufweist und am Karussel angeordnet ist. Die Lagerung des Karussels an der Tragplatte erfolgt über einen möglichst spielfreien Kugellagerring.

Diese bekannte Konstruktion weist eine Reihe von Nachteilen auf. Das Harmonie drive Getriebe muß eine relativ große Untersetzung aufweisen und ist mit einem relativ hohen Trägheitsmoment behaftet. Das Anfahren auf Nenndrehzahl und auch das Abbremsen erfordert daher relativ viel Zeit. Durch die Anordnung des Harmonie drive Getriebes ist dieses schlecht zugänglich und damit schlecht zu warten. Für die Kabelspirale, welche um das Getriebe angeordnet ist, steht relativ wenig Platz zur Verfugung, wodurch der Drehbereich des Karussels begrenzt wird. Diese Kabelspirale ist ebenfalls schlecht zugänglich. Hierbei ist beachtlich, daß die Kabelspirale etwa 150 elektrische Steuer-und Kraftleitungen aufweist. Für die Positionierung ist nachteilig, daß das im Getriebe vorhandene Spiel sowie das Spiel zwischen dem Antriebsritzel des Getriebes und dem Zahnkranz sich als Positionierfehler auswirken. Die Lagerung des Karussels an der Tragplatte ist sehr aufwendig, da diese Lagerung möglichst wenig radiales Spiel aufweisen darf. Die starke Triebverbindung zwischen dem Getriebe und dem Zahnkranz ist nachteilig, wenn der Antriebsmotor fehlgesteuert wird und dadurch das Karussel mit hoher Geschwindigkeit in eine seiner Endstellungen dreht.

Es besteht daher die Aufgabe, die Antriebsvorrichtung so zu verbessern, daß bei wartungsfreundlicher Anordnung eine genaue, rasche und möglichst spielfreie Positionierung der Hand des Roboters möglich ist.

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Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei einem Ausflihrungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1. Fig. 3 und 4 Ansicht und Schnitt beim verwendeten Getriebe.

Auf der Tragplatte 1 ist ein Ring 2 starr angeordnet, der an seiner Außenseite mit einem Zahnkranz 3 versehen ist. An der Oberseite dieses Ringes 2 ist die eine Seite eines Drehkranzes 4 angeordnet, dessen andere Seite mit dem Karussel 5 verbunden ist. Der Drehkranz darf hierbei ein relativ großes radiales Spiel aufweisen, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Innerhalb des Ringes 2 steht ein relativ großer Raum zur Verfugung, in welchem die Kabelspirale 6 angeordnet ist. Der die Kabelspirale 6 aufnehmende Raum ist über einen Deckel 7 abgedeckt, welcher leicht abgenommen werden kann, so daß die Kabelspirale 6 zugänglich wird.

Der äußere Rand 8 des Karussels ist mit einem Einschnitt 9 versehen, in den eine Schwinge 10 ragt, die bei 11 gelenkig am Karussel 5 gelagert ist. Am freien Ende der Schwinge 10 ist gelenkig ein Gewindebolzen 12 gelagert, welcher durch eine Bohrung am Rand des Karussels geführt ist.Dieser Bolzen 12 trägt außen Muttern 13, durch die Tellerfedern 14 auf dem Bolzen 12 gegen die die Bohrung aufweisende Wandung am Karussel 5 gedrückt werden, durch die der Bolzen 12 geführt ist.

Die Schwinge 10 trägt einen Elektromotor 15 mit angeflanschtem Zyklogetriebe, dessen Antriebsritzel mit 16 bezeichnet ist. Dieses Antriebsritzel 16 und der Zahnkranz 3 werden umschlungen von einer Kette 17, welche an einer Stelle mit dem Zahnkranz 3 starr verbunden ist. Die Verbindung erfolgt hierbei über eine Lasche 18, die eine Reihe von Gliedern 19 der Kette 17 in entsprechende Zähne des Zahnkranzes 3 preßt. Die Lasche 18 wird durch Tellerfedern 20 in Richtung des Zahnkranzes 3 gepreßt, wobei diese Tellerfedern auf

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Schraubbolzen 21 angeordnet sind, welche mit dem Ring 2 verschraubt sind.

In Fig. 1 ist eine der Endstellungen des Karussels auf der rechten Seite strichpunktiert dargestellt.

Die Verbindung zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 3 erfolgt spielfrei, da die Schwinge 10, auf der der Motor 15 mit Getriebe sitzt, durch die Federn 14 radial nach außen gepreßt wird. Diese Federn 14 bewirken auch, daß der Drehkranz 4 radial vorgespannt ist, wodurch das in ihm vorhandene Spiel eliminiert wird. Da ein Zahnkranz mit Außenverzahnung verwendet wird, ergibt sich eine große Übersetzung zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 3, so daß in Verbindung mit dem^-vecwendeten Untersetzungsgetriebe am Motor 14 insgesamt ein relativ geringes Trägheitsmoment vorhanden ist. Der Motor 15 ist wartungsfrei angeordnet und jederseit ohne Demontage von sonstigen Teilen zugänglich. Insgesamt wird eine größere Steifigkeit erhalten, da Kräfte""auf einem größeren Radius am Antrieb des J^j^ssels„an§Ee^fei^^ei-~ejj3em Hochlauf des Motors und auch bei einem Lauf des Karussels in eine seiner Endstellungen^ ist eine" Dämpfung vorhanden, da bei einem Hochlauf die Federjp44als Stoßdämpfer wirkeiiJind_4)e4m^nftteeji-einer der^fnSstellungen zusätzlich die Federn 20 dämpfend

3 zeigt eine Ansicht des Inneren des verwendeten Cyclogetriebes, das in Fig. 4 im Längsschnitt dargestellt ist. Mit 30 ist der doppelte Antriebsexzenter bezeichnet, der in je einer Bohrung der beiden Kurvenscheiben 31, 32 sich dreht. Die beiden Kurvenscheiben stützen sich außen an Außenrollen 33 ab. In mehrere kranzförmig angeordnete Bohrungen 34 der Kurvenscheiben 31, 32 greifen Mitnehmerbolzen 35 der Antriebswelle 36 ein. Zur Verringerung des Spiels weisen die Mitnehmerbolzen 35 gefederte Mitnahmerollen 37 auf, und zwar je eine Rolle 37 für jede Kurvenscheibe 31, 32.

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Durch Verwendung der gefederten Mitnahmerollen ist es möglich, das Getriebe spielfrei auszuführen, wobei sogar möglich ist, das Getriebe vorzuspannen. Die gefederten Rollen 37 wirken stoßabsorbierend und schützen damit gegen eine überlast. Die Fertigungstoleranzen des Getriebes können vergrößert werden, da die gefederten Rollen diese Toleranzen ausgleichen. Die Kraftübertragung wirkt gleichmäßiger, wodurch die Getriebebelastbarkeit heraufgesetzt werden kann. Durch die Vorspannung der Mitnehmerrollen wird der Wirkungsgrad des Getriebes nur ganz unwesentlich beeinflußt.

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Leerseite

Claims

Dipl.-Ing.

Patentanwalt

Rehlingenstraße 8 · Postfach 260

D-8900 Augsburg 31 .

7616105 0821/36015+36016
Telex 533275

P-'^sJucUnntiKMUnchcn Nr. 154189-801 .. „ _ , , .. _no

H. A. Schlatter AG 7644/14/Ch/Gr Augsburg, 26. Juni 1978

Ansprüche

f 1.J Antriebsvorrichtung für das um eine vertikale Drehachse dreh-— bare Karussel bei einem Industrieroboter, bei der ein Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe die Drehbewegung des über einen Kugellagerkranz an der Tragplatte gelagerten Karussels bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zur Drehachse an der Tragplatte ein Zahnkranz mit Außenverzahnung und an einer federbelasteten Schwinge des Karussels der Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe gelagert ist und das Antriebsritzel des Untersetzungsgetriebes und der Zahnkranz von einer Kette umschlungen werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende der Schwinge ein Gewindebolzen gelenkig gelagert ist, der durch eine Ausnehmung am Karussel verläuft, wobei zwischen einer außenseitigen Mutter auf dem Bolzen und der die Ausnehmung aufweisenden Wand auf Druck beanspruchte Federn angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe ein Zyklogetriebe ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Karussel über einen Drehkranz an der Oberseite des Zahnkranzes gelagert ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Zahnkranzes die Kabelspirale angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kabel spirale aufnehmende Innenraum des Zahnkranzes durch eine Platte abgedeckt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette an einer Stelle mit dem Zahnkranz starr verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Kette und Zahnkranz durch eine Lasche erfolgt, die federelastisch gegen die Kette preßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche durch Federn gegen die Kette gepreßt wird, die auf durch die Lasche verlaufende und mit dem Zahnkranz verschraubte Schraubbolzen angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerbolzen der Antriebswelle des Getriebes, die in kranzförmige Bohrungen der Kurvenscheibe eingreifen, gefederte Mitnahmerollen tragen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Kurvenscheiben jeder Mitnehmerbolzen zwei gefederte Mitnahmerollen aufweist.

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