DE29616401U1

DE29616401U1 - Mehrachsiger Industrieroboter

Info

Publication number: DE29616401U1
Application number: DE29616401U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2006-09-21

Description

Patentanwälte^.*: j. j ·*····'··:·": mg. HEINER LlCHTI ·^:"'·^#* '·**

DlPL-PHYS. DR. RER. NAT. JOST LEMPERT D-76207 KARLSRUHE (DURLACH)

POSTFACH 410760 DIPL-ING. HARTMUT LASCH TELEFON: (0721) 9432815 TELEFAX: {07211 9432840

KUKA Roboter GmbH 14041.0/96 Lj/ja

BlücherStraße 144

D-86165 Augsburg

Mehrachsiger Industrieroboter

Die Erfindung betrifft einen mehrachsigen Industrieroboter mit einem Gestell, einem darauf an einer senkrechten Drehachse gelagerten Karussell, einer daruf angeordneten mehrgliedrigen Arbeitseinheit und mit einer Anschlageinrichtung zur Begrenzung des Drehwinkels des Karussells.

Industrieroboter weisen auf dem Karussell eine mehrgliedrige Arbeitseinheit auf. Die Anzahl der Glieder bzw. der sie verbindenden Bewegungsachsen richtet sich nach dem jeweiligen Einsatzzweck. Allen Bauarten ist aber gemeinsam, daß die Arbeitseinheit auf einem Karussell aufgebaut ist, das um eine senkrechte Achse drehbar am ortsfesten Gestell gelagert ist. Während der Arbeitsvorgänge werden die Drehbewegungen des Karussells zumeist programmiert gesteuert. Die Versorgung der einzelnen Glieder der Arbeitseinheit bzw. ihrer Antriebe wie auch der am letzten Glied angeordneten Werkzeuge erfolgt über Kabel und Leitungen, die über einen Kabelschlepp innerhalb des 0 Gestells zum Karussell geführt sind. Zur Vermeidung von

Funktionsstörungen muß eine Drehbegrenzung des Karussells auf ca. 3 60° vorgesehen sein. Eine solche Drehbegrenzung ist häufig auch aus sicherheitstechnischen Gründen erforderlich.

Bei bekannten Industrierobotern wird die Drehbegrenzung durch Festanschläge am Gestell und am Karussell verwirklicht. Der maximale Drehwinkel der Karussells beträgt 3 60° bzw. aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Festanschlage etwas weniger als 360°.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Industrieroboter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Karussell einen Drehwinkel von mehr als 360° durchfahren kann, gleichwohl aber eine sichere mechanische Drehbegrenzung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlageinrichtung aus einer am Gestell konzentrisch zur Drehachse angeordneten teilkreisförmigen Kulisse, einem darin gleitenden Schleppanschlag und wenigstens einem am Karussell angebrachten Mitnehmer besteht, der in der einen Drehrichtung bei Erreichen der Kulisse mit der einen Seite des Schleppanschlags, in der Gegenrichtung 5 mit der gegenüberliegenden Seite zusammenwirkt und den Schleppanschlag jeweils bis zum Anschlag an dem gegenüberliegenden geschlossenen Ende der Kulisse mitführt.

Der am Karussell angeordnete Mitnehmer kommt erst dann in 0 Kontakt mit dem Schleppanschlag, wenn er in der einen oder anderen Drehrichtung die mit dem Gestell ortsfeste Kulisse erreicht. Er schiebt den Schleppanschlag in Drehrichtung bis zum Anschlag an das gegenüberliegende Ende der Kulisse. Bei gegensinniger Drehrichtung des

Karussells kommt der Mitnehmer bei Erreichen der Kulisse mit der gegenüberliegenden Seite des Schleppanschlags in Kontakt und schiebt ihn bis zum anderen Ende der Kulisse, so daß der maximale Drehwinkel 360° zuzüglich dem Bogenwinkel der Kulisse beträgt. Damit läßt sich auch die Drehbewegung des Karussells während der Roboterarbeit innerhalb dieses größeren Drehwinkels steuern.

Der solchermaßen vorgegebene maximale Drehwinkel läßt sich erfindungsgemäß dadurch variieren, daß am Karussell zwei Mitnehmer angeordnet sind, deren Abstand voneinander einstellbar ist.

Durch diese Ausführung ist es möglich, den Drehwinkel des Karussells innerhalb des durch die Kulisse vorgegebenen Bogenwinkels oder bei Bedarf durch einen größeren Abstand der Mitnehmer sogar auf kleiner 360° einstellen.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel beträgt der Bogenwinkel der Kulisse etwa 90°, so daß der maximale

Drehwinkel des Karussells etwa 450° beträgt. Werden zwei Mitnehmer mit einstellbarem Abstand vorgesehen, so läßt sich die Drehbegrenzung zwischen 360° und 450°, bei Bedarf sogar zwischen 90° und 450° einstellen. 25

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Anschlageinrichtung mit dem Schleppanschlag zeichnet sich durch ihre konstruktive und funktioneile Einfachheit aus, so daß sie preiswert zu realisieren und im Betrieb funktionssicher 0 ist.

Hierzu trägt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch bei, daß die Kulisse im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und an den einander gegenüberliegen-

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den bogenförmigen Abschnitten den Schleppanschlag übergreifend nach innen eingezogen ist, während sie an den beiden Enden eine nach oben offene Aussparung für den Durchtritt des Mitnehmers aufweist.

Dabei ist vorzugsweise der eingezogene Abschnitt an wenigstens einer bogenförmigen Seite der Kulisse von einer lösbar befestigten Leiste gebildet.

Die Kulisse mit ihrem im wesentlichen ü-förmigen Querschnitt kann einstückig am Gestell ausgearbeitet sein. Der Schleppanschlag wird lose in die Kulisse eingesetzt und diese oberseitig mittels der Leiste soweit abgedeckt, daß der Schleppanschlag in der Kulisse allseitig einwandfrei geführt ist, andererseits der für den Mitnehmer notwendige Freiraum vorhanden ist.

In weiterhin bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß der Schleppanschlag zwei mit Abstand voneinander radial verlaufende Leisten, deren Außenseiten mit den Enden der Kulisse zusammenwirken, und zwei mit Abstand angeordnete teilkreisförmige Leisten, die an den gegenüberliegenden Wandungen der Kulisse geführt sind, aufweist, wobei die Leisten mit ihren unteren Stirnseiten auf dem Boden der 5 Kulisse laufen und an ihren oberen Stirnseiten von den eingezogenen Abschnitten der Kulisse übergriffen sind und sämtliche Leisten über eine gemeinsame Stegplatte miteinander verbunden sind.

0 Durch diese Ausbildung des Schleppanschlags werden zum einen die Führungsflächen auf ein Minimum beschränkt, zum anderen durch die Stegplatte eine ausreichende Steifigkeit erreicht, um die Führungs- und Anschlagkräfte ohne Schaden aufnehmen zu können.

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Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1

Fig. 2

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Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

eine schematische perspektivische Ansicht eines mehrgliedrigen Industrieroboters ;

eine vergrößerte Detailansicht des Gestells und des Karussells, teilweise im Schnitt;

einen Schnitt III-III gemäß Fig. 2 in vergrößertem Maßstab;

eine Ansicht von unten im Bereich des Mitnehmers;

eine Draufsicht auf den Schleppanschlag;

einen Schnitt VI-VI gemäß Fig. 5 und einen Schnitt VII-VII gemäß Fig. 5.

Der in Figur 1 wiedergegebene Roboter weist ein Gestell 1 auf, auf dem ein Karussell 2 drehbar gelagert ist. Auf 3 0 dem Karussell sitzt eine Konsole 3 mit einem horizontalen Lager für eine Schwinge 4, an deren Ende wiederum an einer horizontalen Achse ein Ausleger 5 gelagert ist, der an seinem Ende eine dreiachsige Roboterhand 6 trägt. Das Karussell 2 wird über einen Motor 7 gegenüber dem orts-

festen Gestell 1 angetrieben. Für den Antrieb der Schwinge 4 dient ein Motor 8 und für den des Auslegers 5 ein Motor 9. Die dreiachsige Roboterhand 6 wird von drei am gegenüberliegenden Ende des Auslegers 5 angeordneten Motoren 10, 11 und 12 angetrieben.

Die Motoren 7 bis 12 werden entsprechend dem Arbeitsprogramm des Roboters gesteuert. Die dem Karussell 2 vom Antriebsmotor 7 vermittelte Drehbewegung muß aus sicherheitstechnischen Gründen beschränkt werden. Üblicherweise beträgt der Drehwinkel weniger als 360°, wobei das Karussell gegen entsprechende Festanschläge anläuft. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist eine Drehbewegung über 360° möglich und ist der Drehwinkel gegebenenfalls auch einstellbar.

Zu diesem Zweck ist eine Anschlageinrichtung vorgesehen, die aus einer am Gestell 1 angeordneten Kulisse 13 mit einem darin geführten Schleppanschlag 14 und einem am Karussell 2 fest angeordneten Anschlag 15 besteht, wie aus Figur 2 und 3 ersichtlich. Figur 3 zeigt ferner das Drehlager 16 mit dem das Karussell 2 auf dem Gestell 1 gelagert ist.

Die Kulisse 13 erstreckt sich, wie Figur 3 zeigt, über einen Bogenwinkel von etwa 90°. Die Kulisse 13 weist einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einem Boden 17 sowie einer Führungsstufe 18 an der Außenseite und einer Führung 19 an der Innenseite auf, zwischen denen der Schleppanschlag 14 geführt ist. Ferner ist die Kulisse 13 an ihrer Oberseite nach innen eingezogen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist am Gestell ein nach innen eingezogener Abschnitt 2 0 an der dem Zentrum zugekehrten Seite und an der gegenüberliegenden Seite eine

Leiste 21 vorgesehen, die lösbar am Gestell befestigt ist, so daß bei gelöster Leiste 21 der Anschlag in die Kulisse eingelegt werden kann. Nach Befestigen der Leiste 21 ist der Schleppanschlag 14 allseitig geführt. Die Kulisse ist an ihren beiden Enden von oben her soweit ausgespart, daß der Mitnehmer 15 am Karussell 2 in die Nut einfahren kann und auf eine der beiden, etwa radialen Wirkflächen 22, 23 des Schleppanschlags 14 anlaufen kann.

Der Schleppanschlag besteht aus einer am Karussell befestigten konzentrischen Leiste 24, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel drei äquidistante Aufnahmebohrungen 25 für den Mitnehmer 15 aufweist. Der Mitnehmer besteht aus einem starren Mittelteil 26, das an der Leiste 24 befestigt ist, sowie aus beiderseits des Mittelteils angeordneten Mitnehmervorsprüngen 27, die aus einem elastischen Material bestehen.

Der Schleppanschlag 14 weist zwei einander gegenüberlie-0 gende, im wesentlichen konzentrisch zur Drehachse des Karussells verlaufende Leisten 28, 29 auf, die mit ihrer Unterseite 30 bzw. 31 auf dem Boden 17 der Kulisse gleiten (Figur 6). Die außenliegende Leiste 29 weist eine nach außen geformte Nase 3 2 auf. Deren außenliegende Fläche 3 3 verläuft wiederum etwa konzentrisch, ebenso wie die innenliegenden Flächen 34 an der Leiste 28. Sie wirken zusammen mit der Führungsstufe 18 bzw. der Führungswand 19 gemäß Figur 2. Der Schleppanschlag 14 kann allseitig oder auch nur an den durch Reibung und Stoß 0 beanspruchten Stellen mit einem dämpfenden Belag, z.B.

aufvulkanisiertem Gummi, versehen sein.

Die beiden Leisten 28 und 29 sind über etwa radial verlaufende Leisten 35, 36 verbunden, deren Außenflächen

bzw. 23 bereits mit Bezug auf Figur 3 beschrieben worden sind. Gegen diese Flächen läuft der Mitnehmer 15 an. Die Leisten 28, 29 und 35, 36 sind durch eine gemeinsame Stegplatte 37 zu einem stabilen Bauteil verbunden.

Durch die in Figur 4 gezeigten mehreren Aufnahmebohrungen 2 5 für den Mitnehmer 15 kann die Drehlage der Drehbegrenzung des Karussells variiert werden. Durch eine weitere Leiste entsprechenden Aufbaus und einen weiteren Mitnehmer kann der über 3 60° hinausgehende Drehwinkel verkleinert werden.

Claims

PATENTANWÄLTE
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POSTFACH 410760 DIPL.-ING. HARTMUT LASCH TELEFON: |O72U 9432&bgr;15 TELEFAX: (0721)9432840

KUKA Roboter GmbH 14041.0/96 Lj/ja

Blücherstraße 144

D-8 6165 Augsburg

Schutzansprüche

1. Mehrachsiger Industrieroboter mit einem Gestell (1), einem darauf an einer senkrechten Drehachse gelagerten Karussell (2), einer darauf angeordneten mehrgliedrigen Arbeitseinheit (4, 5, 6) und mit einer Anschlageinrichtung (13, 14, 15) zur Begrenzung des Drehwinkels des Karussells, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung aus einer am Gestell (1) konzentrisch zur Drehachse angeordneten teilkreisförmigen Kulisse (13), einem darin gleitenden Schleppanschlag (14) und wenigstens einem am Karussell (2) angebrachten Mitnehmer (15) besteht, der in der einen Drehrichtung bei Erreichen der Kulisse mit der einen Seite (22) des Schleppanschlags, in der Gegenrichtung mit der gegenüberliegenden Seite (23) zusammenwirkt und den Schleppanschlag jeweils bis zum Anschlag an dem gegenüberliegenden geschlossenen Ende der Kulisse (13) mitführt.
2. Industrieroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Karussell (2) zwei Mitnehmer (15)

vorgesehen sind, deren Abstand voneinander einstellbar ist.
3. Industrieroboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die Kulisse (13) sich über einen Bogenwinkel von etwa 90° erstreckt.
4. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (13) im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und an den einander gegenüberliegenden bogenförmigen Abschnitten den Schleppanschlag (14) übergreifend nach innen eingezogen ist, während sie an den beiden Enden eine nach oben offene Aussparung für den Durchtritt des Mitnehmers (15) aufweist.
5. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eingezogene Abschnitt an wenigstens einer bogenförmigen Seite der Kulisse (13) von einer lösbar befestigten Leiste (21) gebildet ist.
6. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleppanschlag (14) 5 zwei mit Abstand voneinander etwa radial verlaufende Leisten (35, 36), deren Außenseiten (22, 23) mit den Enden der Kulisse (13) zusammenwirken, und zwei mit Abstand angeordnete teilkreisförmige Leisten (28, 29) die an den gegenüberliegenden Wandungen (18, 19) der Kulisse geführt sind, aufweist, wobei die Leisten mit ihren unteren Stirnseiten (30, 31) auf dem Boden (17) der Kulisse (13) laufen und an ihren oberen Stirnseiten von den eingezogenen Abschnitten (20, 21) der Kulisse übergriffen sind und sämtliche

Leisten über eine gemeinsame Stegplatte (37) miteinander verbunden sind.