DE29616885U1 - Industrieroboter - Google Patents

Description

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

POSTFACH 410760 DIPL.-1NG. HARTMUT LASCH TELEFON: 107211 94328I5 TELEFAX: (072119432840

KUKA Roboter GmbH Blücherstraße 14 4

86165 Augsburg

30. September 1996 14044.3/96 Lj/ja

Industrieroboter

Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter mit einem Gestell und einer darauf gelagerten Arbeitseinheit mit einem an einer horizontalen Achse gelagerten Ausleger, der an seinem einen Ende ein mehrgliedriges Arbeitsgerät und an seinem anderen Ende auf einer Stirnplatte die Antriebsmotoren für das Arbeitsgerät aufweist.

Industrieroboter des vorgenannten Aufbaus dienen zur automatisierten Verrichtung von Bearbeitungs- oder Handhabungsvorgängen. Je nach Einsatzzweck nimmt das Arbeitsgerät, die sogenannte Roboterhand, am Ende des Auslegers Werkzeuge, wie Schweißwerkzeuge, Montagewerkzeuge od. dgl., oder Handhabungsgeräte für Werkstücke, wie Greifer od. dgl. auf. Durch die mehrgliedrige bzw. mehrachsige Ausführung des Arbeitsgerätes wie auch der auf dem Gestell gelagerten Arbeitseinheit läßt sich jede beliebige Position im Arbeitsraum des Roboters anfahren.

Bei insbesondere großen Baugrößen von Industrierobotern

ist zwischen dem auf dem Gestell gelagerten Karussel und der übrigen Arbeitseinheit ein Gewichtsausgleich, z.B. ein hydraulisches System, eingesetzt, das im Betrieb die Massenkräfte kompensiert bzw. egalisiert. Dieses Gewichtsausgleichsystem genügt den Anforderungen bei einer Vielzahl von Einsatzfällen. Wird ein solcher Roboter als Handhabungsgerät eingesetzt, so sind nicht selten Werkstücke oder Bauteile mit erheblich größerer Masse zu bewegen als beispielsweise bei Bearbeitungsvorgängen mit demgegenüber vergleichsweise leichten Werkzeugen. In diesen Fällen überschreiten die auftretenden Momente die Leistungsfähigkeit des Gewichtsausgleichssystems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten eines Roboters des vorgenannten Aufbaus insbesondere für schwere Lasten zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Stirnplatte ein die Antriebsmotoren zumindest teilweise umgreifendes Gegengewicht zum wenigstens teilweisen Ausgleich der von dem Arbeitsgerät erfaßten Last montierbar ist.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Gegengewicht läßt sich problemlos an einem Serienroboter anbringen, um bei einem entsprechenden Einsatzfall das Gewicht des vom Arbeitsbzw. Handhabungsgerät aufzunehmenden Bauteils bzw. Werkstücks zumindest zum überwiegenden Teil unmittelbar am Ausleger auszugleichen. Dadurch, daß das Gegengewicht die Antriebsmotoren teilweise umgreift, ist einerseits der Hebelarm des Gegengewichtes minimiert, andererseits ergibt sich eine kompakte Bauweise.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß das Gegen-

gewicht U-förmig ausgebildet und mit seinen U-Schenkeln an der Stirnplatte befestigbar ist.

Die U-förmige Ausbildung des Gegengewichts ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise, ohne die Zugänglichkeit der Antriebsmotoren mehr als notwendig einzuengen, da sie von den offenen Seiten des U's, nämlich bezüglich des Auslegers von dessen einer Seite sowie von hinten, zugänglich bleiben. Die Motoren können folglich nach hinten abgezogen werden, ohne das Gegengewicht zu montieren.

Dem gleichen Zweck dient die weiterhin vorgesehene Maßnahme, daß der U-Steg die U-Schenkel mit Abstand von deren der Stirnplatte des Auslegers aufliegenden Flächen verbindet, wobei der Abstand etwa der Bauhöhe der Antriebsmotoren entspricht.

Durch die vorgenannte Ausbildung wird zwischen der Stirnplatte und dem U-Steg sowie den einander zugekehrten Seiten der Schenkel ein Fenster gebildet, durch die die Antriebsmotoren auch von der anderen Seite her zugänglich sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß die der Stirnplatte des Auslegers abgekehrte Fläche des Gegengewichtes konvex gekrümmt ist, vorzugsweise in den beiden zur Stirnplatte senkrechten Ebenen.

Durch diese Ausbildung wird die Masse des Gegengewichtes im Hinblick auf ihre Baulänge optimiert und zugleich das Sicherheitsrisiko im Bereich des rückwärtigen Endes des Auslegers minimiert. Die äußere Kontur des Gegengewichts bewegt sich auf einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt

beispielsweise auf der Lagerachse des Auslegers liegt.

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

Figur 1 eine schematische perspektivische

Ansicht eines mehrgliedrigen Industrieroboters ;
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Figur 2 eine vergrößerte Seitenansicht des

Auslegers von der mit Bezug auf Figur 1 gegenüberliegenden Seite und

Figur 3 eine Ansicht auf die befestigungssei-

tige Fläche des Gegengewichtes.

Der in Figur 1 wiedergegebene Roboter weist ein Gestell 1 auf, auf dem ein Karussell 2 drehbar gelagert ist. Auf 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 ein Arbeitsgerät in Form einer dreiachsigen Roboterhand 6 trägt. Das Karussell 2 wird über einen Motor 7 gegenüber dem ortsfesten Gestell 1 angetrieben. Für den Antrieb der Schwinge 4 dient ein Motor 8 und für den des Auslegers 5 ein Motor 9. Zwischen dem Karussell 8 und der Schwinge 4 ist üblicherweise noch ein hydraulisches Gewichtsausgleichsystem angeordnet.

Die dreiachsige Roboterhand 6 wird von drei am gegenüberliegenden Ende des Auslegers 5 angeordneten Motoren 10, 11 und 12 angetrieben, die auf einer Stirnplatte 13 (Figur 2) des Auslegers montiert sind und deren Abtriebe

in den hohl ausgebildeten Ausleger 5 hineingeführt und über weitere nicht gezeigte Getriebemittel mit jeweils einem der drei Glieder der Roboterhand 6 gekoppelt sind. Die Roboterhand 6 nimmt an ihrem äußeren Glied ein Werkzeug oder ein Handhabungsmittel für Werkstücke od. dgl. auf.

Um den zuvor beschriebenen Roboter, der in dieser Form als Seriengerät für verschiedene Einsatzzwecke geeignet ist, insbesondere als Handhabungsgerät für schwerere Lasten auszubilden, ist an dem der Roboterhand 6 gegenüberliegenden Ende des Auslegers 5 ein Gegengewicht 14 montierbar, beispielsweise mittels Schraubbolzen 15 an der Stirnplatte 13 lösbar befestigt (Figur 2).

Um eine ausreichend wirksame Masse bei gleichwohl kompakter Bauweise vorsehen zu können, ist das Gegengewicht U-förmig ausgebildet (Figur 3) und besteht folglich aus zwei im wesentlichen parallelen Schenkeln 16 und 17, die über einen Steg 18 verbunden sind. Die Schenkel 16, 17 weisen an ihren der Stirnplatte 13 des Auslegers 5 abgekehrten Flächen Einsenkungen 18, 19 auf, die als Auflagerflächen für die Schraubbolzen 15 dienen. Durch die U-Form umfaßt das Gegengewicht 14 die an der Stirnplatte befestigten Motoren 10, 11 und 12 sowohl oben und unten, als auch an einer Seite (Figur 2). Von der offenen Seite der U-Form und von hinten sind die Motoren frei zugänglich. Um die Zugänglichkeit auch an der gegenüberliegenden Seite im Bereich des Steges 18 zu gewährleisten, verbindet der Steg die beiden Schenkel 16, 17 mit Abstand von deren Auflagefläche an der Stirnplatte 13, so daß zwischen der Stirnplatte 13, den Schenkeln 16, 17 und dem Steg 18 ein Fenster 21 gebildet wird. Schließlich ist die der Stirnplatte 13 des Auslegers 5 abgekehrte Fläche 22

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des Gegengewichtes in der Zeichenebene der Figur 2 und senkrecht dazu konvex gekrümmt, so daß sich die äußere Kontur des Gegengewichtes etwa auf einem Kreisbogen bewegt, dessen Mittelpunkt auf der Achse des Antriebsmotors 9 liegt.

Claims (6)

1. PATENTANWÄLTE
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   DiPL.-PHYS. DR. RER. NAT. JOST LEMPERT D-76207 KARLSRUHE (DURLACH)

   POSTFACH 410760 DIPL-ING. HARTMUT LASCH TELEFON: (07211 9432815 TELEFAX: (07211 9432640

   KUKA Roboter GmbH
   Blücherstraße 14 4

   30. September 1996 86165 Augsburg 14044.3/96 Lj/ja

   Sciiutzansprüche

   1. Industrieroboter mit einem Gestell (1) und einer darauf gelagerten Arbeitseinheit mit einem an einer horizontalen Achse gelagerten Ausleger (5), der an seinem einen Ende ein mehrgliedriges Arbeitsgerät

   (6) und an seinem anderen Ende auf einer Stirnplatte (13) die Antriebsmotoren (10,11,12) für das Arbeitsgerät aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnplatte (13) ein die Antriebsmotoren (10,11,12) zumindest teilweise umgreifendes Gegengewicht (14) zum wenigstens teilweisen Ausgleich der von dem Arbeitsgerät (6) erfaßten Last montierbar ist.
2. 2. Industrieroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (14) U-förmig ausgebildet und mit seinen U-Schenkeln (16,17) an der Stirnplatte (13) befestigbar ist.
3. 3. Industrieroboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der U-Steg (18) die U-Schenkel

   (16,17) mit Abstand von deren der Stirnplatte (13) des Auslegers (5) aufliegenden Fläche verbindet.
4. 4. Industrieroboter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand etwa der Bauhöhe der Antriebsmotoren (10,11,12) entspricht.
5. 5. Industrieroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stirnplatte (13) des Auslegers (5) abgekehrte Fläche (22) des Gegengewichtes (14) konvex gekrümmt ist.
6. 6. Industrieroboter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stirnplatte (13) des Auslegers

   (5) abgekehrte Fläche (22) des Gegengewichtes (14) in den beiden zur Stirnplatte senkrechten Ebenen konvex gekrümmt ist.